DE102022202164A1 - Electrochemical energy storage system for operating a plurality of electrochemical energy storage devices in parallel - Google Patents

Electrochemical energy storage system for operating a plurality of electrochemical energy storage devices in parallel Download PDF

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DE102022202164A1
DE102022202164A1 DE102022202164.9A DE102022202164A DE102022202164A1 DE 102022202164 A1 DE102022202164 A1 DE 102022202164A1 DE 102022202164 A DE102022202164 A DE 102022202164A DE 102022202164 A1 DE102022202164 A1 DE 102022202164A1
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energy storage
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Abstract

Elektrochemisches Energiespeichersystem zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern, wobei jeder elektrochemischen Energiespeicher eine spezifische Identifikationsnummer aufweist, umfassend:- eine zentrale Steuereinheit;- ein Bus-System, welches mit der zentralen Steuereinheit verbunden ist;- mindestens ein bidirektionales Gateway, welches mit dem Bus-System und den elektrochemischen Energiespeichern verbunden ist, wobei das Gateway, die Identifikationsnummer jeder der elektrochemischen Energiespeicher zwischen der spezifischen Identifikationsnummer und einer für die zentrale Steuereinheit eindeutigen Identifikationsnummer zur Kommunikation zwischen der zentralen Steuereinheit und den elektrochemischen Energiespeichern bidirektional wandelt.Electrochemical energy storage system for operating a plurality of electrochemical energy storage devices in parallel, each electrochemical energy storage device having a specific identification number, comprising:- a central control unit;- a bus system, which is connected to the central control unit;- at least one bidirectional gateway, which is connected to the Bus system and the electrochemical energy stores is connected, the gateway converting the identification number of each of the electrochemical energy stores between the specific identification number and a unique identification number for the central control unit for communication between the central control unit and the electrochemical energy stores bidirectionally.

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektrochemischen Energiespeichersystem zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern, einem Verfahren zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern sowie einer Verwendung eines elektrochemischen Energiespeichersystems gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on an electrochemical energy storage system for operating a plurality of electrochemical energy storage devices in parallel, a method for operating a plurality of electrochemical energy storage devices in parallel and use of an electrochemical energy storage system according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

In elektrisch antreibbaren Fahrzeugen werden Batterien als Energiequelle verwendet. Aktuell weisen Batterien ihr eigenes Batterie-Management-System (BMS) auf und wichtige Informationen werden über ein Bus-System an eine Steuereinheit übertragen. Für eine Kommunikation über ein Bus-System braucht eine Batterie eine spezifische Identifikationsnummer, mit der sich die Batterie identifiziert und der Steuereinheit alle relevanten Informationen mitteilt.Batteries are used as a power source in electrically powered vehicles. Batteries currently have their own battery management system (BMS) and important information is transmitted to a control unit via a bus system. For communication via a bus system, a battery needs a specific identification number with which the battery identifies itself and communicates all relevant information to the control unit.

Falls innerhalb eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs die gleichen Batterien mit derselben spezifischen Identifikationsnummer angeschlossen werden, dann können die Batterien nicht mehr auseinandergehalten werden.If the same batteries with the same specific identification number are connected within an electrically powered vehicle, then the batteries can no longer be distinguished.

Das Dokument CN 108 808 751 A offenbart ein Batteriewechselstation-Energieversorgungssystem und ein Batteriewechselstation-Energieversorgungsverfahren.The document CN 108 808 751 A discloses a battery exchange station power supply system and a battery exchange station power supply method.

Das Dokument CN 111 342 150 A offenbart ein zentralisiertes Ladeerhaltungssystem für eine Fahrzeugspeicherbatterie und ein Ladeerhaltungsverfahren.The document CN 111 342 150A discloses a centralized trickle charge system for a vehicle storage battery and a trickle charge method.

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

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weist demgegenüber den Vorteil auf, dass das elektrochemische Energiespeichersystem folgende Komponenten umfasst:

  • - eine zentrale Steuereinheit;
  • - ein Bus-System (103, 203), welches mit der zentralen Steuereinheit (101, 201) verbunden ist;
  • - mindestens ein bidirektionales Gateway (104, 204(1), 204(2)), welches mit dem Bus-System (103, 203) und den elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) verbunden ist, wobei das Gateway (104, 204(1), 204(2)) die Identifikationsnummer jeder der elektrochemischen Energiespeicher (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) zwischen der spezifischen Identifikationsnummer und einer für die zentrale Steuereinheit (101, 201) eindeutigen Identifikationsnummer zur Kommunikation zwischen der zentralen Steuereinheit (101, 201) und den elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) bidirektional wandelt.
The procedure according to the invention with the characterizing features of the independent claims has the advantage that the electrochemical energy storage system comprises the following components:
  • - a central control unit;
  • - A bus system (103, 203) which is connected to the central control unit (101, 201);
  • - at least one bidirectional gateway (104, 204(1), 204(2)), which is connected to the bus system (103, 203) and the electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202 (1), 202(2)), the gateway (104, 204(1), 204(2)) receiving the identification number of each of the electrochemical energy stores (102(1), 102(2), 202(1), 202(2) ) between the specific identification number and an identification number unique to the central control unit (101, 201) for communication between the central control unit (101, 201) and the electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202(1), 202 (2)) converts bidirectionally.

In der zentralen Steuereinheit werden für jeden elektrochemischen Energiespeicher Informationen über das Bus-System von einer Steuereinheit der elektrochemischen Energiespeicher zur zentralen Steuereinheit übertragen, um beispielsweise eine Reihenfolge für Einschalt- oder Ausschaltvorgänge der einzelnen elektrochemischen Energiespeicher festzulegen. Diese Informationen umfassen beispielsweise eine elektrische Spannung, einen Ladezustand (SOC), einen Gesundheitszustand (SOH), eine momentane Temperatur und/oder eine Information zur Zellchemie des elektrochemischen Energiespeichers.In the central control unit, information is transmitted via the bus system from a control unit of the electrochemical energy storage device to the central control unit for each electrochemical energy storage device in order, for example, to define a sequence for switching the individual electrochemical energy storage devices on or off. This information includes, for example, an electrical voltage, a state of charge (SOC), a state of health (SOH), a current temperature and/or information about the cell chemistry of the electrochemical energy store.

Die zentrale Steuereinheit entscheidet in Abhängigkeit der Informationen ob und in welcher Reihenfolge die elektrochemischen Energiespeicher zugeschaltet werden, wodurch eine Betriebssicherheit erhöht wird. Fener kann mittels der Informationen ein Stromfluss zwischen den elektrochemischen Energiespeichers berechnet werden, wodurch weitere Maßnahmen, beispielsweise ein Ladezustandsausgleich (Balancing) zwischen den elektrochemischen Energiespeichern, ergriffen werden können.Depending on the information, the central control unit decides whether and in what order the electrochemical energy stores are switched on, thereby increasing operational reliability. Furthermore, the information can be used to calculate a current flow between the electrochemical energy stores, as a result of which further measures, for example a state of charge equalization (balancing) between the electrochemical energy stores, can be taken.

Vorteilhafterweise können von Steuereinheiten der elektrochemischen Energiespeicher nur Standard-Informationen über das Bus-System der zentralen Steuereinheit zu Verfügung gestellt werden, beispielsweise elektrische Spannung eines elektrochemischen Energiespeichers, Temperatur, Fehler innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers, wie beispielsweise ein Kurzschluss. Damit werden Anforderungen an die einzelnen Steuereinheiten der elektrochemischen Energiespeicher reduziert. Darüber hinaus gehende Funktionen, wie beispielsweise Vorgeben von Stromgrenzen der einzelnen elektrochemischen Energiespeicher, Ladekurven werden in der zentralen Steuereinheit anhand der über das Bus-System übertragenen Standard-Informationen ermittelt. Diese-Funktionen können vorteilhafterweise auch in bereits verfügbaren Komponenten des elektrochemischen Energiespeichersystems implementiert werden, beispielsweise in einem Inverter oder Steuergerät, so dass keine zusätzlichen Komponenten benötigt werden und eine Systemkomplexität reduziert wird.Control units of the electrochemical energy stores can advantageously only provide standard information via the bus system to the central control unit, for example electrical voltage of an electrochemical energy store, temperature, errors within the electrochemical energy store, such as a short circuit. This reduces the demands on the individual control units of the electrochemical energy stores. Functions that go beyond this, such as specifying current limits for the individual electrochemical energy stores and charging curves, are determined in the central control unit using the standard information transmitted via the bus system. These functions can advantageously also be implemented in already available components of the electrochemical energy storage system, for example wise in an inverter or controller, so that no additional components are required and system complexity is reduced.

Dadurch können vorteilhafterweise standardisierte elektrochemische Energiespeicher verwendet werden, um diese in dem elektrochemischen Energiespeichersystem parallel zu betreiben. Ein elektrochemisches Energiespeichersystem mit einem parallelen Betrieb hat den Vorteil, dass eine verfügbare Energie aller elektrochemischen Energiespeicher addiert wird, also insgesamt ein elektrischer Antrieb mit mehr Leistung flexibler betrieben werden kann als mit nur einem elektrochemischen Energiespeicher.As a result, standardized electrochemical energy stores can advantageously be used in order to operate them in parallel in the electrochemical energy store system. An electrochemical energy storage system with parallel operation has the advantage that an available energy of all electrochemical energy storage is added, so overall an electric drive with more power can be operated more flexibly than with just one electrochemical energy storage.

Ein elektrochemisches Energiespeichersystem mit mehreren elektrochemischen Energiespeichern ist auch zuverlässiger als ein Energiespeichersystem mit nur einem elektrochemischen Energiespeicher, beispielsweise bei einem Ausfall eines elektrochemischen Energiespeichers.An electrochemical energy storage system with a plurality of electrochemical energy storage devices is also more reliable than an energy storage system with only one electrochemical energy storage device, for example if one electrochemical energy storage device fails.

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

Die elektrochemischen Energiespeicher sind wechselbar, wodurch kleinere, handlichere und leichtere elektrochemische Energiespeicher verwendet werden können. Diese sind im Vergleich zu einem deutlich größeren und schwereren elektrochemischen Energiespeicher leichter zu transportieren, beispielsweise zum Laden.The electrochemical energy stores are exchangeable, which means that smaller, more manageable and lighter electrochemical energy stores can be used. Compared to a significantly larger and heavier electrochemical energy store, these are easier to transport, for example for charging.

Das Bus-System umfasst einen CAN-Bus. Ein CAN-Bus weist vorteilhafterweise eine sehr hohe Zuverlässigkeit auf.The bus system includes a CAN bus. A CAN bus advantageously has a very high level of reliability.

Das bidirektionale Gateway umfasst vorteilhafterweise eine computer-implementierte Schnittstelle zum Wandeln der Identifikationsnummern. Dadurch kann eine Anzahl von angeschlossenen elektrochemischen Energiespeichern leicht vorgegeben bzw. angepasst werden, wodurch das elektrochemische Energiespeichersystem einfach skalierbar ist, insbesondere hinsichtlich Reichweite und elektrischer Leistung.The bi-directional gateway advantageously includes a computer-implemented interface for converting the identification numbers. As a result, a number of connected electrochemical energy stores can be easily specified or adjusted, as a result of which the electrochemical energy store system is easily scalable, in particular with regard to range and electrical power.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern umfasst folgende Schritte:

  1. a) Erfassen einer spezifischen Identifikationsnummer eines mit einem Bus-System verbundenen elektrochemischen Energiespeicher mittels eines Gateways;
  2. b) Vergeben einer für eine zentrale Steuereinheit eindeutigen Identifikationsnummer für den elektrochemischen Energiespeicher;
  3. c) Vergleichen einer Kommunikationsgröße mit einer vorgegebenen Kommunikationsgröße;
  4. d) Wandeln der Identifikationsnummer in Abhängigkeit des Vergleichs.
A method according to the invention for operating a plurality of electrochemical energy stores in parallel comprises the following steps:
  1. a) detecting a specific identification number of an electrochemical energy store connected to a bus system by means of a gateway;
  2. b) allocation of an identification number for the electrochemical energy store which is unique for a central control unit;
  3. c) comparing a communication size with a predetermined communication size;
  4. d) converting the identification number depending on the comparison.

Die spezifischen Identifikationsnummer wird in die eindeutige Identifikationsnummer gewandelt, wenn eine Kommunikation von einem der elektrochemischen Energiespeicher in Richtung der zentralen Steuereinheit erfolgt.The specific identification number is converted into the unique identification number when communication takes place from one of the electrochemical energy stores in the direction of the central control unit.

Die eindeutige Identifikationsnummer wird in die spezifische Identifikationsnummer gewandelt, wenn eine Kommunikation von der zentralen Steuereinheit in Richtung der elektrochemischen Energiespeicher erfolgt.The unique identification number is converted into the specific identification number when communication takes place from the central control unit in the direction of the electrochemical energy store.

Ein erfindungsgemäßes elektrochemisches Energiespeichersystem findet Verwendung für Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Pedelecs oder E-Bikes, für portable Einrichtungen zur Telekommunikation oder Datenverarbeitung, für elektrische Handwerkzeuge oder Küchenmaschinen, sowie in stationären Speichern zur Speicherung insbesondere regenerativ gewonnener elektrischer Energie.An electrochemical energy storage system according to the invention is used for electric vehicles, fuel cell vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, aircraft, pedelecs or e-bikes, for portable devices for telecommunications or data processing, for electric hand tools or kitchen appliances, and in stationary storage devices for storing, in particular, regenerative energy electrical energy.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

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

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

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichersystems zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern; und
  • 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichersystems zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern; und
  • 3 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a first embodiment of an electrochemical energy storage system according to the invention for the parallel operation of a plurality of electrochemical energy stores; and
  • 2 a schematic representation of a second embodiment of an electrochemical energy storage system according to the invention for the parallel operation of a plurality of electrochemical energy stores; and
  • 3 a flow chart of an embodiment of a method according to the invention for parallel operation of a plurality of electrochemical energy stores.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the exemplary embodiments

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

1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichersystems 100 zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern 102(1), 102(2). 1 shows a schematic representation of a first embodiment of an electrochemical energy storage system 100 according to the invention for parallel operation of a plurality of electrochemical energy stores 102(1), 102(2).

Das elektrochemische Energiespeichersystem 100 umfasst neben den elektrochemischen Energiespeichern 102(1), 102(2) eine zentrale Steuereinheit 101, welche beispielsweise ein Batterie-Management-System umfasst, sowie ein Bus-System 103. Das Bus-System 103 umfasst in der dargestellten Ausführungsform ein Zweidraht-Leitung, beispielsweise einen CAN-Bus.The electrochemical energy storage system 100 includes, in addition to the electrochemical energy stores 102(1), 102(2), a central control unit 101, which includes a battery management system, for example, and a bus system 103. The bus system 103 includes in the illustrated embodiment a two-wire line, for example a CAN bus.

Die elektrochemischen Energiespeicher 102(1), 102(2) umfassen eine spezifische Identifikationsnummer, mit der sich der elektrochemische Energiespeicher identifiziert und der zentralen Steuereinheit 101 relevante Informationen kommunizieren kann. Der elektrochemische Energiespeicher 102(1) umfasst beispielsweise die spezifische Identifikationsnummer ID-1, der elektrochemische Energiespeicher 102(2) umfasst beispielsweise die spezifische Identifikationsnummer ID-2.The electrochemical energy stores 102(1), 102(2) include a specific identification number with which the electrochemical energy store identifies itself and the central control unit 101 can communicate relevant information. The electrochemical energy store 102(1) includes, for example, the specific identification number ID-1, and the electrochemical energy store 102(2) includes, for example, the specific identification number ID-2.

Jedoch kann es in alternativen Ausführungsformen vorkommen, dass die elektrochemischen Energiespeicher 102(1), 102(2) die identische spezifische Identifikationsnummer aufweisen, also der elektrochemische Energiespeicher 102(1) beispielsweise die spezifische Identifikationsnummer ID-1 und der elektrochemische Energiespeicher 102(2) ebenfalls die spezifische Identifikationsnummer ID-1. Dies tritt beispielsweise auf, wenn die elektrochemischen Energiespeicher 102(1), 102(2) vom gleichen Hersteller stammen und einen identischen Software-Stand aufweisen.However, in alternative embodiments it can happen that the electrochemical energy stores 102(1), 102(2) have the identical specific identification number, i.e. the electrochemical energy store 102(1) for example the specific identification number ID-1 and the electrochemical energy store 102(2) also the specific identification number ID-1. This occurs, for example, when the electrochemical energy stores 102(1), 102(2) come from the same manufacturer and have an identical software version.

Ferner umfasst das elektrochemische Energiespeichersystem 100 ein bidirektionales Gateway 104, welches mit der zentralen Steuereinheit 101 über das Bus-System 103 und mittels Verbindungen 105(1), 105(2) mit den elektrochemischen Energiespeichern 102(1), 102(2) verbunden ist. Das Gateway 104 wandelt die spezifischen Identifikationsnummern ID-1, ID-2 und vergibt für die zentrale Steuereinheit 101 eindeutige Identifikationsnummern, beispielsweise ID-11 und ID-22.Furthermore, the electrochemical energy storage system 100 includes a bidirectional gateway 104, which is connected to the central control unit 101 via the bus system 103 and by means of connections 105(1), 105(2) to the electrochemical energy stores 102(1), 102(2). . The gateway 104 converts the specific identification numbers ID-1, ID-2 and issues unique identification numbers for the central control unit 101, for example ID-11 and ID-22.

Das bidirektionale Gateway 104 wandelt die spezifische Identifikationsnummer, beispielsweise ID-1, ID-2, in die eindeutige Identifikationsnummer, beispielsweise ID-11, ID-22, wenn eine Kommunikation von einem der elektrochemischen Energiespeicher 102 (1), 102 (2) in Richtung der zentralen Steuereinheit 101 erfolgt.The bidirectional gateway 104 converts the specific identification number, e.g. ID-1, ID-2, into the unique identification number, e.g. ID-11, ID-22, when communication from one of the electrochemical energy stores 102 (1), 102 (2) in Direction of the central control unit 101 takes place.

Das bidirektionale Gateway 104 wandelt die eindeutige Identifikationsnummer, beispielsweise ID-11, ID-22, in die spezifische Identifikationsnummer, beispielsweise ID-1, ID-2, wenn eine Kommunikation von der zentralen Steuereinheit 101 in Richtung der elektrochemischen Energiespeicher 102 (1), 102 (2) erfolgt. Dadurch können vorteilhafterweise Informationen direkt an den jeweiligen Energiespeicher 102(1), 102(2) adressiert werden.The bidirectional gateway 104 converts the unique identification number, e.g. ID-11, ID-22, into the specific identification number, e.g. ID-1, ID-2 when communication from the central control unit 101 towards the electrochemical energy storage 102 (1), 102 (2) takes place. As a result, information can advantageously be addressed directly to the respective energy store 102(1), 102(2).

2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichersystems 200 zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern 202(1), 202(2). 2 shows a schematic representation of a second embodiment of an electrochemical energy storage system 200 according to the invention for parallel operation of a plurality of electrochemical energy stores 202(1), 202(2).

Das elektrochemische Energiespeichersystem 200 umfasst neben den elektrochemischen Energiespeichern 202(1), 202(2) eine zentrale Steuereinheit 201, welche beispielsweise ein Batterie-Management-System umfasst, sowie ein Bus-System 203. Das Bus-System 203 umfasst in der dargestellten Ausführungsform eine Zweidraht-Leitung, beispielsweise einen CAN-Bus.The electrochemical energy storage system 200 includes, in addition to the electrochemical energy stores 202(1), 202(2), a central control unit 201, which includes a battery management system, for example, and a bus system 203. The bus system 203 includes in the illustrated embodiment a two-wire line, for example a CAN bus.

Die elektrochemischen Energiespeicher 202(1), 202(2) umfassen eine spezifische Identifikationsnummer, beispielsweise ID-1, ID-2, mit der sich der elektrochemische Energiespeicher identifiziert und der zentralen Steuereinheit 201 relevante Informationen kommunizieren kann. Der elektrochemische Energiespeicher 201(1) umfasst beispielsweise die spezifische Identifikationsnummer ID-1, der elektrochemische Energiespeicher 201(2) umfasst beispielsweise die spezifische Identifikationsnummer ID-2.The electrochemical energy stores 202(1), 202(2) include a specific identification number, for example ID-1, ID-2, with which the electrochemical energy store identifies itself and the central control unit 201 can communicate relevant information. The electrochemical energy store 201(1) includes, for example, the specific identification number ID-1, and the electrochemical energy store 201(2) includes, for example, the specific identification number ID-2.

Ferner umfasst das elektrochemische Energiespeichersystem 200 bidirektionale Gateways 204(1), 204(2), welche mit dem Bus-System 203 und den elektrochemischen Energiespeichern 202(1), 202(2) verbunden sind. Die Gateways 204(1), 204(2) wandeln die spezifischen Identifikationsnummern ID-1, ID-2 und vergeben für die zentrale Steuereinheit 201 eindeutige Identifikationsnummern, beispielsweise ID-11 und ID-22. Die bidirektionalen Gateways 204(1), 204(2) umfassen in der dargestellten Ausführungsform computer-implementierte Schnittstellen zum Wandeln der Identifikationsnummern.Furthermore, the electrochemical energy storage system 200 comprises bidirectional gateways 204(1), 204(2), which are connected to the bus system 203 and the electrochemical energy storage devices 202(1), 202(2). The gateways 204(1), 204(2) convert the specific identification numbers ID-1, ID-2 and issue unique identification numbers for the central control unit 201, for example ID-11 and ID-22. The bi-directional gateways 204(1), 204(2) in the illustrated embodiment include computer-implemented interfaces for converting the identification numbers.

Vorteilhafterweise ist eine Anzahl von angeschlossenen elektrochemischen Energiespeichern 202(1), 202(2) vorgebbar, wodurch das elektrochemische Energiespeichersystem 200 einfach skalierbar ist, insbesondere hinsichtlich Reichweite und elektrischer Leistung.A number of connected electrochemical energy stores is advantageous 202(1), 202(2) can be specified, as a result of which the electrochemical energy storage system 200 is easily scalable, in particular with regard to range and electrical power.

Das bidirektionale Gateway 204(1) wandelt die spezifische Identifikationsnummer, beispielsweise ID-1, in die eindeutige Identifikationsnummer, beispielsweise ID-11, wenn eine Kommunikation von dem elektrochemischen Energiespeicher 202 (1) in Richtung der zentralen Steuereinheit 201 erfolgt.The bi-directional gateway 204(1) converts the specific identification number, e.g. ID-1, into the unique identification number, e.g. ID-11 when communicating from the electrochemical energy storage device 202(1) towards the central control unit 201.

Das bidirektionale Gateway 204(2) wandelt die spezifische Identifikationsnummer, beispielsweise ID-2, in die eindeutige Identifikationsnummer, beispielsweise ID-22, wenn eine Kommunikation von dem elektrochemischen Energiespeicher 202(2) in Richtung der zentralen Steuereinheit 201 erfolgt.The bi-directional gateway 204(2) converts the specific identification number, e.g. ID-2, into the unique identification number, e.g. ID-22 when communicating from the electrochemical energy storage device 202(2) towards the central control unit 201.

Das bidirektionale Gateway 204(1) wandelt die eindeutige Identifikationsnummer, beispielsweise ID-11, in die spezifische Identifikationsnummer, beispielsweise ID-1, wenn eine Kommunikation von der zentralen Steuereinheit 201 in Richtung des elektrochemischen Energiespeichers 202 (1) erfolgt.The bi-directional gateway 204(1) converts the unique identification number, e.g. ID-11, into the specific identification number, e.g. ID-1 when communicating from the central control unit 201 towards the electrochemical energy storage device 202(1).

Das bidirektionale Gateway 204(2) wandelt die eindeutige Identifikationsnummer, beispielsweise ID-22, in die spezifische Identifikationsnummer, beispielsweise ID-2, wenn eine Kommunikation von der zentralen Steuereinheit 201 in Richtung des elektrochemischen Energiespeichers 202 (2) erfolgt. Dadurch können vorteilhafterweise Informationen direkt an den jeweiligen Energiespeicher 202(1), 202(2) adressiert werden.The bi-directional gateway 204(2) converts the unique identification number, e.g. ID-22, into the specific identification number, e.g. ID-2 when communicating from the central control unit 201 towards the electrochemical energy storage device 202(2). As a result, information can advantageously be addressed directly to the respective energy store 202(1), 202(2).

3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern 102(1), 102(2), 202(1), 202(2). 3 1 shows a flowchart of an embodiment of a method according to the invention for operating a plurality of electrochemical energy stores 102(1), 102(2), 202(1), 202(2) in parallel.

In Verfahrensschritt 300 wird eine spezifische Identifikationsnummer, beispielsweise ID-1, ID-2, eines mit dem Bus-System 103(1), 103(2), 203(1), 203(2) verbundenen elektrochemischen Energiespeichers 102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2) mittels des Gateways 104, 204(1), 204(2) erfasst.In method step 300, a specific identification number, for example ID-1, ID-2, of an electrochemical energy store 102 (1), 102(2), 202(1), 202(2) detected by the gateway 104, 204(1), 204(2).

In Verfahrensschritt 301 wird eine für die zentrale Steuereinheit 101, 201 eindeutige Identifikationsnummer, beispielsweise ID-11, ID-22, für den elektrochemischen Energiespeicher 102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2) vergeben.In method step 301, an identification number unique to the central control unit 101, 201, for example ID-11, ID-22, is assigned for the electrochemical energy store 102(1), 102(2), 202(1), 202(2).

In Verfahrensschritt 302 wird eine Kommunikationsgröße mit einer vorgegebenen Kommunikationsgröße verglichen. Die Kommunikationsgröße repräsentiert beispielsweise eine Kommunikationsrichtung, also beispielsweise, ob eine Kommunikation von einem der elektrochemischen Energiespeicher 102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2) in Richtung der zentralen Steuereinheit 101, 201 und/oder eine Kommunikation von der zentralen Steuereinheit 101, 201 in Richtung der elektrochemischen Energiespeicher 102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2) erfolgt.In method step 302, a communication variable is compared with a predetermined communication variable. The communication variable represents, for example, a communication direction, for example whether communication is from one of electrochemical energy stores 102(1), 102(2), 202(1), 202(2) in the direction of central control unit 101, 201 and/or communication from the central control unit 101, 201 in the direction of the electrochemical energy stores 102(1), 102(2), 202(1), 202(2).

In Schritt 303 wird die spezifische Identifikationsnummer, beispielsweise ID-1, ID-2, in die eindeutige Identifikationsnummer, beispielsweise ID-11, ID-22, gewandelt, wenn eine Kommunikation von einem der elektrochemischen Energiespeicher 102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2) in Richtung der zentralen Steuereinheit 101, 201 erfolgt.In step 303, the specific identification number, e.g. ID-1, ID-2, is converted into the unique identification number, e.g. ID-11, ID-22, if communication from one of the electrochemical energy stores 102(1), 102(2) , 202(1), 202(2) towards the central control unit 101, 201.

In Schritt 304 wird die eindeutige Identifikationsnummer, beispielsweise ID-11, ID-22, in die spezifische Identifikationsnummer, beispielsweise ID-1, ID-2, gewandelt, wenn eine Kommunikation von der zentralen Steuereinheit 101, 201 in Richtung der elektrochemischen Energiespeicher 102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2) erfolgt.In step 304, the unique identification number, for example ID-11, ID-22, is converted into the specific identification number, for example ID-1, ID-2, if communication from the central control unit 101, 201 in the direction of the electrochemical energy store 102 ( 1), 102(2), 202(1), 202(2).

Das Verfahren wird in Schritt 302 fortgesetzt, solange das elektrochemische Energiespeichersystem 100, 200 in Betrieb ist.The method continues in step 302 as long as the electrochemical energy storage system 100, 200 is in operation.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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  • CN 111342150 A [0005]CN 111342150A [0005]

Claims (8)

Elektrochemisches Energiespeichersystem (100, 200) zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)), wobei jeder elektrochemischen Energiespeicher (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) eine spezifische Identifikationsnummer aufweist, umfassend: - eine zentrale Steuereinheit (101, 201); - ein Bus-System (103, 203), welches mit der zentralen Steuereinheit (101, 201) verbunden ist; - mindestens ein bidirektionales Gateway (104, 204(1), 204(2)), welches mit dem Bus-System (103, 203) und den elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) verbunden ist, wobei das Gateway (104, 204(1), 204(2)) die Identifikationsnummer jeder der elektrochemischen Energiespeicher (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) zwischen der spezifischen Identifikationsnummer und einer für die zentrale Steuereinheit (101, 201) eindeutigen Identifikationsnummer zur Kommunikation zwischen der zentralen Steuereinheit (101, 201) und den elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) bidirektional wandelt.Electrochemical energy storage system (100, 200) for operating a plurality of electrochemical energy storage devices (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) in parallel, each electrochemical energy storage device (102 (1), 102 (2nd ), 202(1), 202(2)) has a specific identification number comprising: - a central control unit (101, 201); - A bus system (103, 203) which is connected to the central control unit (101, 201); - at least one bidirectional gateway (104, 204(1), 204(2)), which is connected to the bus system (103, 203) and the electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202 (1), 202(2)), the gateway (104, 204(1), 204(2)) receiving the identification number of each of the electrochemical energy stores (102(1), 102(2), 202(1), 202(2) ) between the specific identification number and an identification number that is unique to the central control unit (101, 201) for communication between the central control unit (101, 201) and the electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202(1), 202 (2)) converts bidirectionally. Elektrochemisches Energiespeichersystem (100, 200) zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemischen Energiespeicher (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) wechselbar sind.Electrochemical energy storage system (100, 200) for operating a plurality of electrochemical energy storage devices (102 (1), 102 (2), 202 (1), 202 (2)) in parallel claim 1 , characterized in that the electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202 (1), 202 (2)) are exchangeable. Elektrochemisches Energiespeichersystem (100, 200) zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bus-System (103, 203) einen CAN-Bus umfasst.Electrochemical energy storage system (100, 200) for parallel operation of a plurality of electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202 (1), 202 (2)) according to any one of the preceding claims, characterized in that the bus system (103, 203) comprises a CAN bus. Elektrochemisches Energiespeichersystem (100, 200) zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bidirektionale Gateway (104, 204(1), 204(2)) eine computer-implementierte Schnittstelle zum Wandeln der Identifikationsnummern umfasst.Electrochemical energy storage system (100, 200) for parallel operation of a plurality of electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202(1), 202 (2)) according to one of the preceding claims, characterized in that the bidirectional gateway ( 104, 204(1), 204(2)) includes a computer-implemented interface for converting the identification numbers. Verfahren zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)), umfassend folgende Schritte: a) (300) Erfassen einer spezifischen Identifikationsnummer eines mit einem Bus-System (103(1), 103(2), 203(1), 203(2)) verbundenen elektrochemischen Energiespeicher (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) mittels eines Gateways (104, 204(1), 204(2)); b) (301) Vergeben einer für eine zentrale Steuereinheit (101, 201) eindeutigen Identifikationsnummer für den elektrochemischen Energiespeicher (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)); c) (302) Vergleichen einer Kommunikationsgröße mit einer vorgegebenen Kommunikationsgröße; d) (303, 304) Wandeln der Identifikationsnummer in Abhängigkeit des Vergleichs.Method for operating a plurality of electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202 (1), 202 (2)) in parallel, comprising the following steps: a) (300) detecting a specific identification number of an electrochemical energy store (102 (1), 102 (2) connected to a bus system (103(1), 103(2), 203(1), 203(2)), 202(1), 202(2)) by means of a gateway (104, 204(1), 204(2)); b) (301) assignment of an identification number for the electrochemical energy store (102(1), 102(2), 202(1), 202(2)) which is unique for a central control unit (101, 201); c) (302) comparing a communication size with a predetermined communication size; d) (303, 304) converting the identification number depending on the comparison. Verfahren zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) nach Anspruch 5, wobei die spezifische Identifikationsnummer in die eindeutige Identifikationsnummer gewandelt wird, wenn eine Kommunikation von einem der elektrochemischen Energiespeicher (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) in Richtung der zentralen Steuereinheit (101, 201) erfolgt.Method for operating a plurality of electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202 (1), 202 (2)) in parallel claim 5 , wherein the specific identification number is converted into the unique identification number when communication from one of the electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) in the direction of the central control unit (101, 201 ) he follows. Verfahren zum parallelen Betreiben einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die eindeutige Identifikationsnummer in die spezifische Identifikationsnummer gewandelt wird, wenn eine Kommunikation von der zentralen Steuereinheit (101, 201) in Richtung der elektrochemischen Energiespeicher (102 (1), 102 (2), 202(1), 202(2)) erfolgt.Method for parallel operation of a plurality of electrochemical energy stores (102 (1), 102 (2), 202 (1), 202 (2)) according to one of Claims 5 or 6 , wherein the unique identification number is converted into the specific identification number when a communication from the central control unit (101, 201) in the direction of the electrochemical energy storage (102 (1), 102 (2), 202 (1), 202 (2)) he follows. Verwendung eines elektrochemischen Energiespeichersystems (100, 200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 für Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Pedelecs oder E-Bikes, für portable Einrichtungen zur Telekommunikation oder Datenverarbeitung, für elektrische Handwerkzeuge oder Küchenmaschinen, sowie in stationären Speichern zur Speicherung insbesondere regenerativ gewonnener elektrischer Energie.Use of an electrochemical energy storage system (100, 200) according to one of Claims 1 until 4 for electric vehicles, fuel cell vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, aircraft, pedelecs or e-bikes, for portable devices for telecommunications or data processing, for electric hand tools or kitchen appliances, as well as in stationary storage devices for storing electrical energy, in particular generated from renewable sources.
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