DE102022210652A1 - Battery arrangement - Google Patents

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Samuel Vasconcelos Araujo
Philipp Heimbucher
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie-Anordnung (1), insbesondere für ein Fahrzeug (100), aufweisend eine erste Batterie (2), wobei beide Pole (3, 4) der ersten Batterie (2) mit einem Ausgang (5) verbunden sind, wobei ein erster Pol (3) der ersten Batterie (2) mittels eines galvanisch trennenden ersten Schalters (6) mit dem Ausgang (5) verbunden ist und wobei ein zweiter Pol (4) der ersten Batterie (2) mittels einer ersten bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnung (7) mit dem Ausgang (5) verbunden ist; mindestens eine zweite Batterie (8), welche mit der ersten Batterie (2) und mit dem Ausgang (5) parallel verbunden ist, wobei, insbesondere für jede zweite Batterie (8), ein galvanisch trennender zweiter Schalter (9) zwischen dem Ausgang (5) und einem ersten Pol (10) der zweiten Batterie (8) verbunden ist und eine zweite bidirektional-blockierende Halbleiterschalteranordnung (11) zwischen dem Ausgang (5) und einem zweiten Pol (12) der zweiten Batterie (8) verbunden ist.

Figure DE102022210652A1_0000
The present invention relates to a battery arrangement (1), in particular for a vehicle (100), comprising a first battery (2), wherein both poles (3, 4) of the first battery (2) are connected to an output (5), wherein a first pole (3) of the first battery (2) is connected to the output (5) by means of a galvanically isolating first switch (6) and wherein a second pole (4) of the first battery (2) is connected to the output (5) by means of a first bidirectionally blocking semiconductor switch arrangement (7); at least one second battery (8) which is connected in parallel to the first battery (2) and to the output (5), wherein, in particular for each second battery (8), a galvanically isolating second switch (9) is connected between the output (5) and a first pole (10) of the second battery (8) and a second bidirectionally blocking semiconductor switch arrangement (11) is connected between the output (5) and a second pole (12) of the second battery (8).
Figure DE102022210652A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie-Anordnung, insbesondere für ein Fahrzeug.The present invention relates to a battery arrangement, in particular for a vehicle.

Elektrische Fahrzeuge, insbesondere größere elektrische Fahrzeuge wie etwa LKW, verwenden herkömmlicherweise mehrere Batteriepacks, welche zum Erhöhen der Reichweite miteinander parallel verschaltet werden. Die parallele Verschaltung der mehreren Batteriepacks erfolgt herkömmlicherweise durch elektromechanische Schalter, insbesondere Relais. Eine solche parallele Verbindung ist allerdings dahingehend problematisch, dass mögliche Spannungsdifferenzen zwischen den einzelnen Batteriepacks und/oder zwischen den Batteriepacks und einem Ladenetz oder einer Last hohe Ströme in den elektromechanischen Schaltern verursachen. Dabei bewirken schon geringe Spannungsdifferenzen hohe Stromspitzen beim Umschalten zwischen Batterien mit leicht unterschiedlichen Ladungszuständen. Diese hohen Stromspitzen bewirken ein vorzeitiges und starkes Altern der elektromechanischen Schalter.Electric vehicles, especially larger electric vehicles such as trucks, traditionally use several battery packs that are connected in parallel to increase the range. The parallel connection of the several battery packs is traditionally done using electromechanical switches, especially relays. However, such a parallel connection is problematic in that possible voltage differences between the individual battery packs and/or between the battery packs and a charging network or a load cause high currents in the electromechanical switches. Even small voltage differences cause high current peaks when switching between batteries with slightly different charge states. These high current peaks cause premature and severe aging of the electromechanical switches.

Aus JP 2014-124043 A ist eine Motorantriebs-Steuerungsvorrichtung mit einem seriell-parallelen Verbindungs-Schaltkreis bekannt. Der Verbindungs-Schaltkreis weist einen seriellen Schalter und zwei parallele Schalter sowie zumindest einen aus zwei Step-Up-Choppern auf. Das heißt, dieser Schaltkreis weist einen oder beide Step-Up-Chopper auf. Jeder der Step-Up-Chopper umfasst einen Reaktor und einen Energiespeicherschalter. Der Step-Up-Chopper umfasst weiter einen Ausgangsschalter, welcher aus dem parallelen Schalter des VerbindungsSchaltkreises besteht. Dieser Ausgangsschalter ist in Reihe mit dem parallelen Schalter geschaltet und gibt eine Step-Up-Spannung aus. Der Step-Up-Chopper reduziert Strom des seriellen Schalters. Der Step-Up-Chopper gibt einen Spannungswert aus, welcher größer als eine Summe der Spannungen von zwei DC-Leistungsversorgungen ist.Out of JP 2014-124043 A a motor drive control device with a serial-parallel connection circuit is known. The connection circuit has a serial switch and two parallel switches and at least one of two step-up choppers. That is, this circuit has one or both step-up choppers. Each of the step-up choppers includes a reactor and an energy storage switch. The step-up chopper further includes an output switch which consists of the parallel switch of the connection circuit. This output switch is connected in series with the parallel switch and outputs a step-up voltage. The step-up chopper reduces current of the serial switch. The step-up chopper outputs a voltage value which is greater than a sum of the voltages of two DC power supplies.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine erfindungsgemäße Batterie-Anordnung weist eine erste Batterie und mindestens eine zweite Batterie auf. Beide Pole der ersten Batterie sind mit einem Ausgang verbunden. Dabei ist ein erster Pol der ersten Batterie mittels eines galvanisch trennenden ersten Schalters mit dem Ausgang verbunden. Ein zweiter Pol der ersten Batterie ist mittels einer ersten bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnung mit dem Ausgang verbunden. Die mindestens eine zweite Batterie ist mit der ersten Batterie und mit dem Ausgang parallel verbunden. Dabei ist ein galvanisch trennender zweiter Schalter zwischen dem Ausgang und einem ersten Pol der zweiten Batterie verbunden. Eine zweite bidirektional-blockierende Halbleiterschalteranordnung ist zwischen dem Ausgang und einem zweiten Pol der zweiten Batterie verbunden.A battery arrangement according to the invention has a first battery and at least one second battery. Both poles of the first battery are connected to an output. A first pole of the first battery is connected to the output by means of a galvanically isolating first switch. A second pole of the first battery is connected to the output by means of a first bidirectionally blocking semiconductor switch arrangement. The at least one second battery is connected in parallel to the first battery and to the output. A galvanically isolating second switch is connected between the output and a first pole of the second battery. A second bidirectionally blocking semiconductor switch arrangement is connected between the output and a second pole of the second battery.

Durch das Vorsehen der Kombination aus galvanisch trennenden Schaltern in einem ersten Pol und der bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnung an einem zweiten Pol der Batterien können Potentialdifferenzen, welche insbesondere aufgrund von unterschiedlichen Ladezuständen der Batterien zustande kommen, ausgeglichen werden, ohne dass dabei hohe Ströme fließen.By providing the combination of galvanically isolating switches in a first pole and the bidirectional blocking semiconductor switch arrangement at a second pole of the batteries, potential differences, which arise in particular due to different charge states of the batteries, can be compensated without high currents flowing.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.

Vorstehend wurde eine Verbindungsanordnung der zweiten Batterie erläutert, wonach an einem ersten Pol dieser ein galvanisch trennender zweiter Schalter verbunden ist und an einem zweiten Pol dieser eine bidirektional-blockierende Halbleiterschalteranordnung verbunden ist. Diese Schalter sind zwischen den jeweiligen vorstehend erläuterten Polen der jeweiligen Batterie und dem Ausgang verbunden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf insgesamt zwei Batterien beschränkt. Vielmehr umfasst die Batterie-Anordnung bevorzugt eine Mehrzahl von zweiten Batterien. Dabei weist bevorzugt jede dieser zweiten Batterien einen ersten Pol und einen zweiten Pol auf, wobei der erste Pol jeder dieser zweiten Batterien mittels eines galvanisch trennenden ersten Schalters mit dem Ausgang verbunden ist und wobei der zweite Pol jeder dieser zweiten Batterien mittels einer bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnung mit dem Ausgang verbunden ist. Dabei ist außerdem bevorzugt jede weitere der zweiten Batterien parallel mit der ersten Batterie und mit dem Ausgang verbunden.A connection arrangement of the second battery was explained above, according to which a galvanically isolating second switch is connected to a first pole of the second battery and a bidirectionally blocking semiconductor switch arrangement is connected to a second pole of the second battery. These switches are connected between the respective poles of the respective battery explained above and the output. However, the present invention is not limited to a total of two batteries. Rather, the battery arrangement preferably comprises a plurality of second batteries. Each of these second batteries preferably has a first pole and a second pole, the first pole of each of these second batteries being connected to the output by means of a galvanically isolating first switch and the second pole of each of these second batteries being connected to the output by means of a bidirectionally blocking semiconductor switch arrangement. In addition, each further second battery is preferably connected in parallel to the first battery and to the output.

Bevorzugt weist die erste und/oder die zweite bidirektional-blockierende Halbleiterschalteranordnung zumindest zwei dritte Schalter und zumindest zwei zueinander antiseriell geschaltete Dioden auf. Dabei ist zumindest einer der dritten Schalter ein Halbleiterbauelement. Bevorzugt sind alle dritten Schalter jeweils Halbleiterbauelemente.Preferably, the first and/or the second bidirectional blocking semiconductor switch arrangement has at least two third switches and at least two diodes connected anti-serially to one another. At least one of the third switches is a semiconductor component. Preferably, all third switches are each semiconductor components.

In einer besonderen Ausgestaltung sind die dritten Schalter Transistoren. Diese ermöglichen ein schnelles Umschalten. Dabei sind die Dioden jeweils mit einem Transistor anti-parallel geschaltet.In a special design, the third switches are transistors. These enable fast switching. The diodes are each connected anti-parallel with a transistor.

Bevorzugt sind die Transistoren ebenfalls anti-seriell (bidirektional blockierend) geschaltet. Bevorzugt sind die Transistoren dabei miteinander in einer gemeinsamen Drain (englisch: „common-drain“) oder in einer gemeinsamen Source (englisch: „common-source“) Anordnung geschaltet.Preferably, the transistors are also connected anti-serially (bidirectionally blocking). Preferably, the transistors are connected to each other in a common drain (English: “common- drain”) or in a common source (English: “common-source”) arrangement.

Bevorzugt sind die anti-parallelen Dioden intrinsisch oder extrinsisch zu dem jeweiligen Transistor. In einem beispielhaften Fall, in welchem der jeweilige Transistoren ein unipolarer Transistor wie etwa ein MOSFET ist, ist die jeweilige anti-parallele Diode eine intrinsische Diode des Transistors, beispielsweise des MOSFETs. Dabei ist die intrinsische Diode des Transistors insbesondere eine Körperdiode (englisch: „body diode“) des Transistors. Alternativ oder zusätzlich dazu, in einem beispielhaften Fall, in welchem der jeweilige Transistor ein bipolarer Transistor wie etwa ein IGBT ist, ist die anti-parallele Diode bevorzugt ein von dem Transistor separates Element.The anti-parallel diodes are preferably intrinsic or extrinsic to the respective transistor. In an exemplary case in which the respective transistor is a unipolar transistor such as a MOSFET, the respective anti-parallel diode is an intrinsic diode of the transistor, for example the MOSFET. The intrinsic diode of the transistor is in particular a body diode of the transistor. Alternatively or additionally, in an exemplary case in which the respective transistor is a bipolar transistor such as an IGBT, the anti-parallel diode is preferably an element separate from the transistor.

Bevorzugt sind der erste Schalter und/oder der zweite Schalter jeweils ein Relais oder ein Schütz. Somit lässt sich zuverlässig eine galvanisch trennende Unterbrechung herstellen.Preferably, the first switch and/or the second switch are each a relay or a contactor. This allows a reliable galvanic isolating interruption to be created.

Bevorzugt ist der Ausgang mit einer Last und/oder einem Stromnetz, insbesondere einem Bordnetz und/oder einem Ladenetz verbunden. Die Last ist insbesondere eine elektrische Maschine des Fahrzeugs. Das Bordnetz ist insbesondere ein Bordnetz des Fahrzeugs. Das Ladenetz ist insbesondere eine Ladestation zum Aufladen des Fahrzeugs, insbesondere mittels des Bordnetzes des Fahrzeugs.Preferably, the output is connected to a load and/or a power grid, in particular an on-board network and/or a charging network. The load is in particular an electrical machine of the vehicle. The on-board network is in particular an on-board network of the vehicle. The charging network is in particular a charging station for charging the vehicle, in particular by means of the on-board network of the vehicle.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Batterie-Anordnung eine Steuereinheit zum Steuern eines Lade-Vorgangs und/oder eines Entlade-Vorgangs der Batterien auf. Dabei ist die Steuereinheit eingerichtet, die Schalter und die bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnungen zum Ausgleichen von Spannungsdifferenzen zwischen den Batterien zu steuern.In a preferred embodiment, the battery arrangement has a control unit for controlling a charging process and/or a discharging process of the batteries. The control unit is designed to control the switches and the bidirectionally blocking semiconductor switch arrangements for compensating voltage differences between the batteries.

Bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, den ersten Schalter und die dritten Schalter der ersten Halbleiterschalteranordnung zu schließen, während der zweite Schalter und die dritten Schalter der zweiten Halbleiterschalteranordnung zumindest zunächst geöffnet sind. Dabei sind der zweite Schalter und die dritten Schalter der zweiten Halbleiterschalteranordnung insbesondere bis zu einem Ausgleich einer Spannungsdifferenz zwischen der ersten Batterie und dem Ausgang geöffnet.Preferably, the control unit is configured to close the first switch and the third switches of the first semiconductor switch arrangement, while the second switch and the third switches of the second semiconductor switch arrangement are at least initially open. The second switch and the third switches of the second semiconductor switch arrangement are open in particular until a voltage difference between the first battery and the output is equalized.

„Geöffnet“ bedeutet hierbei bevorzugt, dass der entsprechende Schalter nichtleitend ist. „Geschlossen“ bedeutet hierbei bevorzugt, dass der entsprechende Schalter leitend ist.“Open” preferably means that the corresponding switch is non-conductive. “Closed” preferably means that the corresponding switch is conductive.

Durch den zweiten Schalter und durch die bidirektional-blockierende Halbleiterschalteranordnung an der zweiten Batterie kann bei geschlossenem ersten Schalter und bei geschlossenen dritten Schaltern der ersten Halbleiterschalteranordnung an der ersten Batterie sichergestellt werden, dass ein Potential zwischen der ersten Batterie und dem Ausgang ausgeglichen werden kann, ohne dass dabei ein Ladestrom und/oder ein Entladestrom von und/oder zu der zweiten Batterie fließt.By means of the second switch and the bidirectionally blocking semiconductor switch arrangement on the second battery, it can be ensured that, when the first switch is closed and when the third switches of the first semiconductor switch arrangement on the first battery are closed, a potential between the first battery and the output can be balanced without a charging current and/or a discharging current flowing from and/or to the second battery.

Bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, insbesondere bei oder nach dem Ausgleich zwischen der ersten Batterie und dem Ausgang, den zweiten Schalter und einen der dritten Schalter der zweiten Halbleiterschalteranordnung zu schließen. Dabei wird insbesondere ein dritter Schalter der zweiten Halbleiterschalteranordnung nicht geschlossen, bzw. offengehalten. Mit anderen Worten wird dabei insbesondere nur ein dritter Schalter der zweiten Halbleiterschalteranordnung geschlossen.Preferably, the control unit is configured to close the second switch and one of the third switches of the second semiconductor switch arrangement, in particular during or after the equalization between the first battery and the output. In particular, a third switch of the second semiconductor switch arrangement is not closed or is kept open. In other words, in particular, only a third switch of the second semiconductor switch arrangement is closed.

Dadurch, dass einer der dritten Schalter der zweiten Halbleiterschalteranordnung geschlossen, und der andere Schalter geöffnet ist, kann ein Strom über den geschlossenen dritten Schalter sowie über eine der Dioden fließen. Der Strom von und/oder zu der zweiten Batterie fließt erst dann über die Diode, wenn zwischen der zweiten Batterie und dem Ausgang und/oder zwischen der zweiten Batterie und der ersten Batterie eine Potentialdifferenz vorhanden ist. Dadurch, dass der Strom über die Diode bereits bei sehr geringen Potentialdifferenzen fließt, kann ein starker und plötzlicher Stromanstieg im Vergleich zu den herkömmlichen Relais-Schaltungen verhindert werden. Die vorstehend erläuterte Diode, über welche der Strom fließt, ist die Diode, welche anti-parallel mit dem geöffneten dritten Schalter verbunden ist.Because one of the third switches of the second semiconductor switch arrangement is closed and the other switch is open, a current can flow through the closed third switch and through one of the diodes. The current from and/or to the second battery only flows through the diode when there is a potential difference between the second battery and the output and/or between the second battery and the first battery. Because the current flows through the diode even at very small potential differences, a strong and sudden increase in current can be prevented compared to conventional relay circuits. The diode explained above, through which the current flows, is the diode that is connected anti-parallel to the open third switch.

Bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, in Abhängigkeit eines Stromflusses durch eine der Dioden der zweiten Halbleiterschalteranordnung, einen weiteren der dritten Schalter der zweiten Halbleiterschalteranordnung zu schließen. Dabei ist die Steuereinheit insbesondere eingerichtet, denjenigen dritten Schalter der zweiten Halbleiterschalteranordnung zu schließen, über dessen anti-parallel verbundene Diode der vorstehend erwähnte Strom (bei geschlossenem anderen dritten Schalter derselben Halbleiterschalteranordnung) fließt. Dadurch ist es möglich, zunächst über den durch die besagte Diode fließenden Strom Stromspitzen zu verhindern, und dann den entsprechenden dritten Schalter zu schließen, um Leitungsverluste zu reduzieren.Preferably, the control unit is configured to close another of the third switches of the second semiconductor switch arrangement depending on a current flow through one of the diodes of the second semiconductor switch arrangement. In this case, the control unit is configured in particular to close the third switch of the second semiconductor switch arrangement via whose anti-parallel connected diode the above-mentioned current flows (when the other third switch of the same semiconductor switch arrangement is closed). This makes it possible to first prevent current peaks via the current flowing through said diode and then to close the corresponding third switch in order to reduce line losses.

Besonders bevorzugt weist die Batterie-Anordnung ferner eine Ladezustands-Erfassungseinheit zum Erfassen eines Ladezustands der Batterien auf. Dabei ist die Steuereinheit eingerichtet, Ladezustände der Batterien zu vergleichen. Während eines Entlade-Vorgangs der Batterien setzt die Steuereinheit bevorzugt diejenige Batterie, welche den höchsten Ladezustand aufweist, als die erste Batterie. Alternativ oder zusätzlich dazu ist die Steuereinheit eingerichtet, während eines Lade-Vorgangs der Batterien, diejenige Batterie, welche den geringsten Ladezustand aufweist, als die erste Batterie zu setzen.Particularly preferably, the battery arrangement further comprises a charge state detection unit for detecting a charge state of the batteries. The control unit is designed to compare charge states of the batteries. During a discharge process of the batteries, the The control unit prefers the battery with the highest charge level as the first battery. Alternatively or additionally, the control unit is configured to set the battery with the lowest charge level as the first battery during a charging process of the batteries.

Mit anderen Worten ist durch die parallele Anordnung aller Batterien die vorstehende Bezeichnung „erste Batterie“ und „zweite Batterie“ zunächst beliebig und kann sich auf jede der Mehrzahl der Batterien beziehen. Durch ein Erfassen des Ladezustands der Batterien wird sodann durch die Steuereinheit festgelegt, welche der Batterien „die erste Batterie“ oder „die zweite Batterie“ bzw. „die zweiten Batterien“ ist/sind. Mit noch anderen Worten ist die Steuereinheit eingerichtet, beispielsweise während eines Entlade-Vorgangs der Batterien, zuerst den ersten Schalter und die dritten Schalter derjenigen Batterie zu schließen, welche den höchsten Ladezustand aufweist. Analog dazu ist die Steuereinheit eingerichtet, beispielsweise während eines Lade-Vorgangs der Batterien, zuerst den ersten Schalter und die dritten Schalter derjenigen Batterie zu schließen, welchen den geringsten Ladezustand aufweist.In other words, due to the parallel arrangement of all batteries, the above designations “first battery” and “second battery” are initially arbitrary and can refer to any of the plurality of batteries. By detecting the charge level of the batteries, the control unit then determines which of the batteries is/are “the first battery” or “the second battery” or “the second batteries”. In still other words, the control unit is set up, for example during a discharging process of the batteries, to first close the first switch and the third switches of the battery which has the highest charge level. Analogously, the control unit is set up, for example during a charging process of the batteries, to first close the first switch and the third switches of the battery which has the lowest charge level.

Bevorzugt werden bei einer Mehrzahl von zweiten Batterien die weiteren zweiten Batterien durch die Steuereinheit nach Ladezustand sortiert und das vorstehend erläuterte Vorgehen beim Laden oder Entladen der Batterien entsprechend erweitert bzw. wiederholt.Preferably, in the case of a plurality of second batteries, the additional second batteries are sorted by the control unit according to their state of charge and the procedure explained above when charging or discharging the batteries is extended or repeated accordingly.

Beispielsweise weist die Batterie-Anordnung bevorzugt drei Batterien, also zwei „zweite Batterien“ auf. Die Batterien werden durch die Steuereinheit gemäß ihren Ladezuständen sortiert. In dem beispielhaften Fall des Entlade-Vorgangs, wird die Batterie mit dem höchsten Ladezustand aus den drei Batterien als „die erste Batterie“ festgelegt, die mit dem zweithöchsten als „die zweite Batterie“ und die mit dem geringsten, oder dritthöchsten Ladezustand als „die dritte Batterie“ bzw. als „weitere zweite Batterie“ festgelegt. Zu Beginn des Entladevorgangs, wie vorstehend erläutert, schließt die Steuereinheit zunächst den ersten Schalter und die dritten Schalter der ersten Halbleiterschalteranordnung, welche mit der ersten Batterie verbunden sind. Nach einem Potentialausgleich der ersten Batterie schließt die Steuereinheit den zweiten Schalter und einen der dritten Schalter der zweiten Halbleiterschalteranordnung, welche mit der zweiten Batterie verbunden sind. Sobald oder kurz nachdem ein Strom über eine der Dioden der zweiten Halbleiterschalteranordnung fließt, wird der zweite Dritte Schalter der zweiten Halbleiterschalteranordnung geschlossen, um Leitungsverluste zu reduzieren. Sodann wird, analog den Schritten für die erste Batterie und die zweite Batterie, der galvanisch trennende Schalter, welcher zwischen dem ersten Pol der dritten Batterie und dem Ausgang verbunden ist, sowie ein dritter Schalter einer weiteren Halbleiterschalteranordnung, welcher zwischen dem zweiten Pol der dritten Batterie und dem Ausgang verbunden ist, geschlossen. Sobald ein Strom über die Diode der weiteren Halbleiterschalteranordnung fließt, wird sodann der weitere dritte Schalter der weiteren Halbleiterschalteranordnung geschlossen. For example, the battery arrangement preferably has three batteries, i.e. two “second batteries”. The batteries are sorted by the control unit according to their charge levels. In the exemplary case of the discharge process, the battery with the highest charge level of the three batteries is defined as “the first battery”, the one with the second highest charge level is defined as “the second battery” and the one with the lowest or third highest charge level is defined as “the third battery” or as “another second battery”. At the start of the discharge process, as explained above, the control unit first closes the first switch and the third switches of the first semiconductor switch arrangement, which are connected to the first battery. After equalizing the potential of the first battery, the control unit closes the second switch and one of the third switches of the second semiconductor switch arrangement, which are connected to the second battery. As soon as or shortly after a current flows through one of the diodes of the second semiconductor switch arrangement, the second third switch of the second semiconductor switch arrangement is closed in order to reduce line losses. Then, analogously to the steps for the first battery and the second battery, the galvanically isolating switch, which is connected between the first pole of the third battery and the output, and a third switch of a further semiconductor switch arrangement, which is connected between the second pole of the third battery and the output, are closed. As soon as a current flows through the diode of the further semiconductor switch arrangement, the further third switch of the further semiconductor switch arrangement is then closed.

Der vorstehend erwähnte Ladevorgang und/oder Entladevorgang kann somit auf eine beliebige Anzahl an Batterien erweitert bzw. angepasst werden.The charging and/or discharging process mentioned above can thus be extended or adapted to any number of batteries.

In den vorstehend erläuterten bevorzugten Ausführungen sind bevorzugt keine weiteren Schalter zwischen den vorstehend erwähnten Elementen verbunden. Beispielsweise sind zwischen dem ersten Pol der ersten Batterie und dem Ausgang keine Schalter außer der erste galvanisch trennende Schalter verbunden. Dies gilt bevorzugt für alle Pole und/oder alle Batterien.In the preferred embodiments explained above, preferably no further switches are connected between the above-mentioned elements. For example, no switches other than the first galvanically isolating switch are connected between the first pole of the first battery and the output. This preferably applies to all poles and/or all batteries.

Die Steuereinheit ist bevorzugt eine CPU und/oder eine GPU. Die Steuereinheit ist insbesondere ein Bordcomputer eines Fahrzeugs.The control unit is preferably a CPU and/or a GPU. The control unit is in particular an on-board computer of a vehicle.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

  • 1 zeigt ein Schaltdiagramm einer Batterie-Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 zeigt ein Blockschaltdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung der Batterie-Anordnung gemäß der ersten Ausführungsform,
  • 3 zeigt ein Schaltdiagramm einer Batterie-Anordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, welches die Batterie-Anordnung gemäß einem der Ausführungsbeispiele aufweist.
Embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawing. In the drawing:
  • 1 shows a circuit diagram of a battery arrangement according to a first embodiment of the invention,
  • 2 shows a block diagram of a method for controlling the battery arrangement according to the first embodiment,
  • 3 shows a circuit diagram of a battery arrangement according to a second embodiment of the invention, and
  • 4 shows a schematic view of a vehicle having the battery arrangement according to one of the embodiments.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Batterie-Anordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Batterie-Anordnung 1 weist eine erste Batterie 2 und eine zweite Batterie 8 auf. Die erste Batterie 2 weist zwei Pole 3, 4 auf, welche jeweils mit einem Ausgang 5 verbunden sind. Der Ausgang 5 ist beispielsweise mit einer Last verbunden. Die Last ist beispielsweise eine elektrische Maschine eines Fahrzeugs, d.h. insbesondere ein Inverter. 1 shows a battery arrangement 1 according to a first embodiment of the invention. The battery arrangement 1 has a first battery 2 and a second battery 8. The first battery 2 has two poles 3, 4, which are each connected to an output 5. The output 5 is connected, for example, to a load. The A load is, for example, an electrical machine of a vehicle, in particular an inverter.

Alternativ oder zusätzlich dazu ist der Ausgang 5 ein Stromnetz, wie etwa ein Bordnetz eines Fahrzeugs und/oder ein Ladenetz für ein elektrisches Fahrzeug aufweisend die Batterie-Anordnung 1.Alternatively or additionally, the output 5 is a power network, such as an on-board network of a vehicle and/or a charging network for an electric vehicle having the battery arrangement 1.

Der erste Pol 3 der ersten Batterie 2 ist mittels eines galvanisch trennenden ersten Schalters 6 mit dem Ausgang 5 verbunden. Der galvanisch trennende erste Schalter 6 ist hierbei ein Relais. Der zweite Pol 4 der ersten Batterie 2 ist mittels einer ersten bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnung 7 mit dem Ausgang 5 verbunden.The first pole 3 of the first battery 2 is connected to the output 5 by means of a galvanically isolating first switch 6. The galvanically isolating first switch 6 is a relay. The second pole 4 of the first battery 2 is connected to the output 5 by means of a first bidirectional blocking semiconductor switch arrangement 7.

Die zweite Batterie 8 weist ebenfalls zwei Pole 10, 12 auf. Die zweite Batterie 8 ist parallel zwischen der ersten Batterie 2 und dem Ausgang 5 verbunden. Dabei ist ein erster Pol 10 der zweiten Batterie 8 mittels eines zweiten galvanisch trennenden Schalters 9 mit dem Ausgang 5 verbunden.The second battery 8 also has two poles 10, 12. The second battery 8 is connected in parallel between the first battery 2 and the output 5. A first pole 10 of the second battery 8 is connected to the output 5 by means of a second galvanically isolating switch 9.

Ein zweiter Pol 12 der zweiten Batterie 8 ist mittels einer zweiten bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnung 11 mit dem Ausgang 5 verbunden.A second pole 12 of the second battery 8 is connected to the output 5 by means of a second bidirectional blocking semiconductor switch arrangement 11.

Beide Halbleiterschalteranordnungen 7, 11 weisen jeweils zwei dritte Schalter 13, 14 und zwei zueinander anti-seriell geschaltete Dioden 15, 16 auf. Die dritten Schalter 13, 14 sind bei diesem Ausführungsbeispiel MOSFETs. Die anti-seriell geschalteten Dioden 15, 16 sind hierbei intrinsische Dioden der MOSFETs, auch Körperdioden (englisch: „body diode“) genannt.Both semiconductor switch arrangements 7, 11 each have two third switches 13, 14 and two diodes 15, 16 connected anti-serially to one another. The third switches 13, 14 are MOSFETs in this embodiment. The anti-serially connected diodes 15, 16 are intrinsic diodes of the MOSFETs, also called body diodes.

Durch die anti-serielle Anordnung der Dioden 15, 16 blockiert jede Halbleiterschalteranordnung 7, 11 in einem geöffneten Zustand (nicht leitender Zustand) der Transistoren 13, 14 einen Strom von der jeweiligen Batterie 2, 8 zum Ausgang 5 und von dem Ausgang 5 zu der jeweiligen Batterie 2, 8, also in beiden Richtungen („bidirektional“).Due to the anti-serial arrangement of the diodes 15, 16, each semiconductor switch arrangement 7, 11 blocks a current from the respective battery 2, 8 to the output 5 and from the output 5 to the respective battery 2, 8, i.e. in both directions (“bidirectional”), when the transistors 13, 14 are in an open state (non-conductive state).

Des Weiteren umfasst die Batterie-Anordnung 1 eine Steuereinheit 20, welche die Schalter 6, 9 sowie die bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnungen 7, 11 steuert.Furthermore, the battery arrangement 1 comprises a control unit 20 which controls the switches 6, 9 and the bidirectional blocking semiconductor switch arrangements 7, 11.

Durch diese Anordnung der Verbindungen der Batterien 2, 8 miteinander und mit dem Ausgang 5 wird ermöglicht, dass Spannungsdifferenzen zwischen den Batterien 2, 8 ausgeglichen werden können, was nachfolgend in Zusammenschau mit der 2 erläutert wird. Die Spannungsdifferenzen zwischen den Batterien 2, 8 kommen durch unterschiedliche Ladezustände der Batterien 2, 8 zustande.This arrangement of the connections of the batteries 2, 8 with each other and with the output 5 makes it possible to compensate for voltage differences between the batteries 2, 8, which will be explained below in conjunction with the 2 The voltage differences between the batteries 2, 8 arise from different charge states of the batteries 2, 8.

2 zeigt ein Blockschaltdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung der Batterie-Anordnung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Das in 2 dargestellte und nachfolgend erläuterte Verfahren wird insbesondere von der Steuereinheit 20 durchgeführt. 2 shows a block diagram of a method for controlling the battery arrangement 1 according to the first embodiment. 2 The method shown and explained below is carried out in particular by the control unit 20.

Nachfolgend wird zunächst angenommen, dass die Batterien 2, 8 entladen werden. Mit anderen Worten ist der Ausgang 5 für die nachfolgende Erläuterung eine Last, beispielsweise eine elektrische Maschine.In the following, it is initially assumed that the batteries 2, 8 are discharged. In other words, the output 5 for the following explanation is a load, for example an electrical machine.

Des Weiteren wird nachfolgend angenommen, dass in dem vorliegenden Fall die erste Batterie 2 eine höhere Ausgangsspannung liefern kann, als die zweite Batterie 8. Mit anderen Worten wird nachfolgend angenommen, dass der Ladezustand der ersten Batterie 2 höher ist als der Ladezustand der zweiten Batterie 8.Furthermore, it is assumed below that in the present case the first battery 2 can deliver a higher output voltage than the second battery 8. In other words, it is assumed below that the state of charge of the first battery 2 is higher than the state of charge of the second battery 8.

Zunächst wird in einem ersten Schritt S1 der erste Schalter 6 zwischen dem ersten Pol und dem Ausgang 5 geschlossen. In einem zweiten Schritt S2 werden die zwei dritten Schalter 13, 14 der ersten bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnung 7 geschlossen, d.h. in den leitenden Zustand überführt. Die Schritte S1 und S2 können insbesondere gleichzeitig oder kurz nacheinander durchgeführt werden.First, in a first step S1, the first switch 6 between the first pole and the output 5 is closed. In a second step S2, the two third switches 13, 14 of the first bidirectional blocking semiconductor switch arrangement 7 are closed, i.e., switched to the conductive state. The steps S1 and S2 can in particular be carried out simultaneously or shortly after one another.

Dadurch wird eine Potentialdifferenz zwischen der ersten Batterie 2 und dem Ausgang 5 ausgeglichen.This compensates for a potential difference between the first battery 2 and the output 5.

Nach dem Ausgleichen dieser Potentialdifferenz wird in einem dritten Schritt S3 der zweite Schalter 9 zwischen dem Ausgang 5 und dem ersten Pol 10 der zweiten Batterie 8 geschlossen. Gleichzeitig oder kurz darauffolgend wird in einem vierten Schritt ein dritter Schalter 13 der zweiten bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnung 11 geschlossen. Genauer gesagt wird beim Entladen der Batterien 2, 8 bei diesem Schritt S3 der Pol-seitige Transistor 13 (links in 1) geschlossen. Der andere dritte Schalter 14 wird bei diesem Schritt zunächst nicht geschlossen.After equalizing this potential difference, the second switch 9 between the output 5 and the first pole 10 of the second battery 8 is closed in a third step S3. At the same time or shortly thereafter, a third switch 13 of the second bidirectional blocking semiconductor switch arrangement 11 is closed in a fourth step. More precisely, when discharging the batteries 2, 8 in this step S3, the pole-side transistor 13 (left in 1 ) is closed. The other third switch 14 is initially not closed in this step.

Dadurch ist die zweite Batterie 8 mittels des geschlossenen zweiten Schalters 9 und mittels des geschlossenen Transistors 13 sowie mittels der Diode 16 mit der ersten Batterie 2 und dem Ausgang 5 parallel verbunden. Hierbei wird allerdings zunächst kein Strom von der Batterie 2 zum Ausgang 5 fließen, solange der Ladezustand (bereitgestellte Spannung) der ersten Batterie 2 nicht gleich oder unterhalb dem Ladezustand (bereitgestellte Spannung) der zweiten Batterie 8 fällt. Mit anderen Worten fließt ein Strom über die Diode 16 nur dann, wenn eine Potentialdifferenz zwischen der zweiten Batterie 8 und dem Ausgang 5 bzw. der ersten Batterie 2 existiert.As a result, the second battery 8 is connected in parallel to the first battery 2 and the output 5 by means of the closed second switch 9 and by means of the closed transistor 13 as well as by means of the diode 16. However, initially no current will flow from the battery 2 to the output 5 as long as the charge state (provided voltage) of the first battery 2 does not fall equal to or below the charge state (provided voltage) of the second battery 8. In other words, a current only flows through the diode 16 if there is a potential difference between the second battery 8 and the output 5 or the first battery 2.

Fällt nun der Ladezustand der ersten Batterie 2 soweit, dass eine Potentialdifferenz zwischen der zweiten Batterie 8 und dem Ausgang 5 entsteht, so fließt ein Strom von der zweiten Batterie 8 über den dritten Schalter 13 und über die Diode 16 zum Ausgang 5. Dies wird auch als „natürliche Verbindung“ der Batterien 2, 8 bezeichnet. Hierdurch ist insbesondere ermöglicht, dass ein Strom von der zweiten Batterie 8 fließt, sobald der Ladezustand der ersten Batterie 2 entsprechend weit abfällt, ohne dass dabei Spannungen überwacht werden müssen oder Schaltübergänge mit hohen Strömen durchgeführt werden müssen.If the charge level of the first battery 2 drops to such an extent that a potential difference arises between the second battery 8 and the output 5, a current flows from the second battery 8 via the third switch 13 and via the diode 16 to the output 5. This is also referred to as a "natural connection" of the batteries 2, 8. This makes it possible in particular for a current to flow from the second battery 8 as soon as the charge level of the first battery 2 drops sufficiently, without voltages having to be monitored or switching transitions having to be carried out with high currents.

Daraufhin wird in einem fünften Schritt S5 der zweite dritte Schalter 14 ebenfalls aktiviert bzw. geschlossen, um Leitungsverluste durch die Diode 16 zu verringern.Subsequently, in a fifth step S5, the second third switch 14 is also activated or closed in order to reduce conduction losses through the diode 16.

Dadurch, dass eine Aktivierung der Diode 16 im Gegensatz zu einem Schließen eines galvanisch trennenden Schalters (beispielsweise eines Relais) nicht schlagartig erfolgt, können somit hohe Stromspitzen bei bereits geringen Potentialdifferenzen vermieden werden.Because activation of diode 16 does not occur suddenly, in contrast to closing a galvanically isolating switch (e.g. a relay), high current peaks can be avoided even with small potential differences.

Insgesamt können also durch die vorstehend erläuterte Verbindungsanordnung der Batterie-Anordnung 1 die Batterien 2, 8 effizienter und sicherer zugeschaltet werden.Overall, the batteries 2, 8 can be connected more efficiently and safely by means of the connection arrangement of the battery arrangement 1 explained above.

Die vorstehend erläuterte Verbindungsanordnung der Batterie-Anordnung 1 ist nicht nur für einen Entlade-Vorgang vorteilhaft, sondern auch für einen Lade-Vorgang.The connection arrangement of the battery arrangement 1 explained above is advantageous not only for a discharging process, but also for a charging process.

Hierfür wird im Folgenden angenommen, dass der Ladezustand der ersten Batterie 2 geringer ist, als der Ladezustand der zweiten Batterie 8. Mit anderen Worten wird im Folgenden angenommen, dass die von der ersten Batterie 2 bereitgestellte Spannung geringer ist, als die von der zweiten Batterie 8 bereitgestellte Spannung.For this purpose, it is assumed below that the state of charge of the first battery 2 is lower than the state of charge of the second battery 8. In other words, it is assumed below that the voltage provided by the first battery 2 is lower than the voltage provided by the second battery 8.

Wie der 2 zu entnehmen ist, werden hierfür im Wesentlichen die Schritte S1 bis S3 gleichermaßen wie für den Entlade-Vorgang durchgeführt. Dabei wird in einem ersten Schritt S1 der erste Schalter 6 zwischen dem ersten Pol 3 der ersten Batterie 2 und dem Ausgang 5 geschlossen. In einem zweiten Schritt S2 werden die Transistoren 13, 14 zwischen dem zweiten Pol 4 der ersten Batterie 2 und dem Ausgang 5 geschlossen. In einem dritten Schritt wird der zweite Schalter 9 zwischen dem ersten Pol 10 der zweiten Batterie 8 und dem Ausgang 5 geschlossen.Again 2 As can be seen, the steps S1 to S3 are essentially carried out in the same way as for the discharge process. In a first step S1, the first switch 6 between the first pole 3 of the first battery 2 and the output 5 is closed. In a second step S2, the transistors 13, 14 between the second pole 4 of the first battery 2 and the output 5 are closed. In a third step, the second switch 9 between the first pole 10 of the second battery 8 and the output 5 is closed.

In einem sechsten Schritt S6, im Gegensatz zum vorstehend erläuterten Schritt S4, wird bei dem Ladeprozess zunächst nur der ausgangsseitige Transistor 14 (rechts in 1) geschlossen. Beim Lade-Vorgang fließt der Strom über die Diode 15 (Pol-seitige Diode 15) zum zweiten Pol 12 der zweiten Batterie 8.In a sixth step S6, in contrast to the step S4 explained above, only the output-side transistor 14 (right in 1 ) is closed. During the charging process, the current flows via the diode 15 (pole-side diode 15) to the second pole 12 of the second battery 8.

In einem siebten Schritt S7 wird daraufhin ähnlich dem fünften Schritt S5 der andere dritte Transistor 13 geschlossen, um Leitungsverluste durch die Diode 15 zu vermeiden.In a seventh step S7, the other third transistor 13 is then closed, similar to the fifth step S5, in order to avoid conduction losses through the diode 15.

Die vorstehend erläuterten Lade- und Entlade-Vorgänge können insbesondere nacheinander durchgeführt werden.The charging and discharging processes explained above can in particular be carried out one after the other.

Zur Durchführung der vorstehend erläuterten Lade- und Entlade-Vorgänge ist die Steuereinheit insbesondere eingerichtet, einen Ladezustand der Batterien 2, 8 zu erfassen. Dies kann beispielsweise über eine Erfassung der von den Batterien 2, 8 jeweils bereitgestellte Spannung erfolgen.In order to carry out the charging and discharging processes explained above, the control unit is particularly designed to detect a charge state of the batteries 2, 8. This can be done, for example, by detecting the voltage provided by the batteries 2, 8.

3 zeigt ein schematisches Schaltdiagramm einer Batterie-Anordnung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. 3 shows a schematic circuit diagram of a battery arrangement 1 according to a second embodiment.

Wie der 3 zu entnehmen ist, kann die Batterie-Anordnung 1 eine Mehrzahl von zweiten Batterien 8 aufweisen. Dabei ist jede zweite Batterie 8 parallel mit der ersten Batterie 2 und dem Ausgang 5 sowie allen weiteren zweiten Batterien 8 verbunden.Again 3 As can be seen, the battery arrangement 1 can have a plurality of second batteries 8. Each second battery 8 is connected in parallel to the first battery 2 and the output 5 as well as all other second batteries 8.

Des Weiteren ist ein erster Pol 10 jeder (weiteren) zweiten Batterie 8 über einen zweiten galvanisch trennenden Schalter 9 mit dem Ausgang 5 verbunden. Jeder zweite Pol 12 jeder (weiteren) zweiten Batterie 8 ist mittels einer zweiten bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnung 11 mit dem Ausgang 5 verbunden.Furthermore, a first pole 10 of each (further) second battery 8 is connected to the output 5 via a second galvanically isolating switch 9. Each second pole 12 of each (further) second battery 8 is connected to the output 5 by means of a second bidirectional blocking semiconductor switch arrangement 11.

In diesem Fall werden die vorstehend erwähnten Schritte S1 - S5 und/oder S1 - S3 und S6, S7 für den Entladevorgang und/oder den Ladevorgang entsprechend wiederholt. Genauer gesagt werden dabei die Schritte S3 - S5 und/oder die Schritte S3, S6, S7 für jede (weitere) zweite Batterie 8 wiederholt.In this case, the above-mentioned steps S1 - S5 and/or S1 - S3 and S6, S7 are repeated accordingly for the discharging process and/or the charging process. More precisely, the steps S3 - S5 and/or the steps S3, S6, S7 are repeated for each (further) second battery 8.

4 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 100, welches die Batterie-Anordnung 1 gemäß einer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst. 4 shows a schematic view of a vehicle 100 comprising the battery assembly 1 according to one of the embodiments of the present invention.

Die Steuereinheit 20 ist bevorzugt ein Bordcomputer des Fahrzeugs 100.The control unit 20 is preferably an on-board computer of the vehicle 100.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2014124043 A [0003]JP 2014124043 A [0003]

Claims (10)

Batterie-Anordnung (1), insbesondere für ein Fahrzeug (100), aufweisend: eine erste Batterie (2), wobei beide Pole (3, 4) der ersten Batterie (2) mit einem Ausgang (5) verbunden sind, wobei ein erster Pol (3) der ersten Batterie (2) mittels eines galvanisch trennenden ersten Schalters (6) mit dem Ausgang (5) verbunden ist und wobei ein zweiter Pol (4) der ersten Batterie (2) mittels einer ersten bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnung (7) mit dem Ausgang (5) verbunden ist; mindestens eine zweite Batterie (8), welche mit der ersten Batterie (2) und mit dem Ausgang (5) parallel verbunden ist, wobei, insbesondere für jede zweite Batterie (8), ein galvanisch trennender zweiter Schalter (9) zwischen dem Ausgang (5) und einem ersten Pol (10) der zweiten Batterie (8) verbunden ist und eine zweite bidirektional-blockierende Halbleiterschalteranordnung (11) zwischen dem Ausgang (5) und einem zweiten Pol (12) der zweiten Batterie (8) verbunden ist.Battery arrangement (1), in particular for a vehicle (100), comprising: a first battery (2), wherein both poles (3, 4) of the first battery (2) are connected to an output (5), wherein a first pole (3) of the first battery (2) is connected to the output (5) by means of a galvanically isolating first switch (6) and wherein a second pole (4) of the first battery (2) is connected to the output (5) by means of a first bidirectionally blocking semiconductor switch arrangement (7); at least one second battery (8) which is connected in parallel to the first battery (2) and to the output (5), wherein, in particular for each second battery (8), a galvanically isolating second switch (9) is connected between the output (5) and a first pole (10) of the second battery (8) and a second bidirectionally blocking semiconductor switch arrangement (11) is connected between the output (5) and a second pole (12) of the second battery (8). Batterie-Anordnung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die erste und/oder die zweite bidirektional-blockierende Halbleiterschalteranordnung (7, 11) zumindest zwei dritte Schalter (13, 14) und zumindest zwei zueinander antiseriell geschaltete Dioden (15, 16) aufweist, wobei zumindest einer der dritten Schalter (13, 14), insbesondere alle dritten Schalter (13, 14), Halbleiterbauelemente sind.Battery arrangement (1) according to Claim 1 , wherein the first and/or the second bidirectional-blocking semiconductor switch arrangement (7, 11) has at least two third switches (13, 14) and at least two diodes (15, 16) connected anti-serially to one another, wherein at least one of the third switches (13, 14), in particular all third switches (13, 14), are semiconductor components. Batterie-Anordnung (1) gemäß Anspruch 2, wobei die dritten Schalter (13, 14) Transistoren sind und wobei die Dioden (15, 16) jeweils anti-parallel mit einem Transistor (13, 14) geschaltet sind.Battery arrangement (1) according to Claim 2 , wherein the third switches (13, 14) are transistors and wherein the diodes (15, 16) are each connected anti-parallel with a transistor (13, 14). Batterie-Anordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Schalter (6) und/oder der zweite Schalter (9) ein Relais und/oder ein Schütz ist.Battery arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the first switch (6) and/or the second switch (9) is a relay and/or a contactor. Batterie-Anordnung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Ausgang (5) mit einer Last und/oder einem Stromnetz, insbesondere einem Bordnetz und/oder einem Ladenetz, verbunden ist.Battery arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the output (5) is connected to a load and/or a power network, in particular an on-board network and/or a charging network. Batterie-Anordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, aufweisend eine Steuereinheit (20) zum Steuern eines Lade-Vorgangs und/oder eines Entlade-Vorgangs der Batterien (2, 8), wobei die Steuereinheit (20) eingerichtet ist, die Schalter (6, 9) und die bidirektional-blockierenden Halbleiterschalteranordnungen (7, 11) zum Ausgleichen von Spannungsdifferenzen zwischen den Batterien (2, 8) zu steuern.Battery arrangement (1) according to one of the Claims 2 until 5 , comprising a control unit (20) for controlling a charging process and/or a discharging process of the batteries (2, 8), wherein the control unit (20) is configured to control the switches (6, 9) and the bidirectionally blocking semiconductor switch arrangements (7, 11) for compensating voltage differences between the batteries (2, 8). Batterie-Anordnung (1) gemäß Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (20) eingerichtet ist, den ersten Schalter (6) und die dritten Schalter (13, 14) der ersten Halbleiterschalteranordnung (7) zu schließen, während der zweite Schalter (9) und die dritten Schalter (13, 14) der zweiten Halbleiterschalteranordnung (11) zumindest zunächst geöffnet sind, insbesondere bis zu einem Ausgleich einer Spannungsdifferenz zwischen der ersten Batterie (2) und dem Ausgang (5) geöffnet sind.Battery arrangement (1) according to Claim 6 , wherein the control unit (20) is configured to close the first switch (6) and the third switches (13, 14) of the first semiconductor switch arrangement (7), while the second switch (9) and the third switches (13, 14) of the second semiconductor switch arrangement (11) are at least initially open, in particular are open until a voltage difference between the first battery (2) and the output (5) is equalized. Batterie-Anordnung (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (20) eingerichtet ist, insbesondere bei oder nach dem Ausgleich zwischen der ersten Batterie (2) und dem Ausgang (5), den zweiten Schalter (9) und einen der dritten Schalter (13, 14) der zweiten Halbleiterschalteranordnung (11) zu schließen.Battery arrangement (1) according to Claim 7 , wherein the control unit (20) is arranged, in particular during or after the equalization between the first battery (2) and the output (5), to close the second switch (9) and one of the third switches (13, 14) of the second semiconductor switch arrangement (11). Batterie-Anordnung (1) gemäß Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (20) eingerichtet ist, in Abhängigkeit eines Stromflusses durch eine der Dioden (14, 15) der zweiten Halbleiterschalteranordnung (11), einen weiteren der dritten Schalter (13, 14) der zweiten Halbleiterschalteranordnung (11) zu schließen.Battery arrangement (1) according to Claim 8 , wherein the control unit (20) is configured to close a further one of the third switches (13, 14) of the second semiconductor switch arrangement (11) as a function of a current flow through one of the diodes (14, 15) of the second semiconductor switch arrangement (11). Batterie-Anordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner aufweisend eine Ladezustands-Erfassungseinheit zum Erfassen eines Ladezustands der Batterien (2, 8), wobei die Steuereinheit (20) eingerichtet ist, Ladezustände der Batterien (2, 8) zu vergleichen und, während eines Entlade-Vorgangs der Batterien (2, 8), die Batterie mit einem höchsten Ladezustand als die erste Batterie (2) zu setzen, und/oder während eines Lade-Vorgangs der Batterien (2, 8), die Batterie mit einem geringsten Ladezustand als die erste Batterie (2) zu setzen.Battery arrangement (1) according to one of the Claims 7 until 9 , further comprising a charge state detection unit for detecting a charge state of the batteries (2, 8), wherein the control unit (20) is configured to compare charge states of the batteries (2, 8) and, during a discharging process of the batteries (2, 8), to set the battery with a highest charge state as the first battery (2), and/or during a charging process of the batteries (2, 8), to set the battery with a lowest charge state as the first battery (2).
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