DE10202808A1 - Vorrichtung zur Strom- und Spannungsregelung von Hochleistungs-Sekundärbatterien - Google Patents

Abstract

Erfindungsgegengstand ist eine Vorrichtung zur Strom- und Spannungsregelung von Hochleistungs-Sekundärbatterien, bei denen mehrere Zellen als Serienschaltung verbunden sind. Vorgeschlagen wird die Herausführung von Zwischenkontakten zu jeder Zelle der Serienschaltung, wobei die Zwischenkontakte über einen verstellbaren Kontakt mit einer Kontaktschiene elektrisch verbunden werden können, so daß stufenweise unterschiedliche Potentiale an dr Kontaktschiene entstehen. Durch Verwendung mehrerer Kontaktschienen und jeweilig zugeordnete separat verstellbare Kontakte können in gleicher Weise beliebige einzelne Zellen oder serielle Zellengruppen (Teilstränge) der Hochleistungsbatterie individuell auf unterschiedliche Kontaktschienen geschaltet werden. Die so an den Kontaktschienen nebeneinander verfügbaren Abgriffe verschiedener Zellen oder Zellengruppen ermöglichen simultane Versorgung mehrerer Verbraucher mit unterschiedlichen Spannungen, sowie auch gleichzeitig erfolgende Lade- und Entladevorgänge.

Description

• Die Erfindung betrifft elektrische Systeme, die mit Hochleistungs-Batteriezellen betrieben werden.
• Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Hochleistungs- Sekundärbatterien, die sich aus einer seriellen Zusammenschaltung mehrerer Zellen zusammensetzen.
• Batterien dieser Art werden zunehmend eingesetzt in Elektrostraßenfahrzeugen oder Hybridfahrzeugen zur Versorgung von Antriebselementen, aber auch als Stromquelle in neuen 42-Volt Bordnetzen. Die einzelnen Zellen sind dabei z. B. als Nickel- Metallhydrid- oder Lithium-Ion-Akkumulatoren ausgeführt. Zellen auf dieser Basis sind in der Regel empfindlich gegen Tiefentladung und Überladung und erfordern daher einen speziellen Regelkreis, der es ermöglicht, Zellen individuell auf ihren Ladezustand hin zu überwachen und gegebenenfalls nachzuladen. Bei den für Fahrzeughybrid- und Elektrotraktionsanwendungen eingesetzten Zellen sind dabei sowohl für Lade- als auch Entladevorgänge hohe Stromstärken typisch und durch Serienschaltungen mehrerer Zellen sind die auftretenden Gesamtspannungen ebenfalls relativ hoch.
• Bekannte Ausführungen von Regelkreisen bei Elektrofahrzeugen verwenden hochstromführende und hochspannungsfeste Halbleiterbauelemente, um bei Entladevorgängen aus der Batteriegesamtspannung, die sich bei der Serienschaltung als Summe aus den Einzelzellspannungen ergibt, über ein elektronische getaktetes Netzteil die erforderliche Spannung dem Verbraucher zur Verfügung zu stellen. Ebenso wird bei Ladevorgängen der Batterie eine Gesamtspannung von einem Generator zur Verfügung gestellt, die einen gemeinsamen Strom durch alle Zellen gleichzeitig fließen läßt, dabei ist in der Regel ebenfalls ein getaktetes Netzteil erforderlich, um die Gesamtladespannung einzustellen. Bei der häufig anzutreffenden Verwendung von Gleichstromverbrauchern und Gleichstromgeneratoren wird dabei im Netzteil intern die Eingangsgleichspannung in Wechselspannung und dann wieder aufwendig in die erforderliche Ausgangsgleichspannung gewandelt.
• Nachteilig ist hier weiterhin, daß bei Entladevorgängen die in der Batterie im Prinzip bereits zur Verfügung stehende gestufte Variabilität der Spannungssäule nicht genutzt werden kann. Die Batterie kann deshalb nur zu dem Teil geladen und entladen werden, wie es die "schwächste" Zelle der Batterie erlaubt. Die Zelle mit der größten Selbstentladung oder der geringsten Speicherkapazität bestimmt die Leistungsfähigkeit der ganzen Batterie.
• Da in der Regel auch unterschiedliche Selbstentladungen der Zellen auftreten, ist im Betrieb zur Vermeidung von unzulässigen Ladezuständen der Zellen weiterhin eine aufwendige, individuelle, ununterbrochene Überwachung und Nachladung oder Entladung einzelner Zellen erforderlich, die zu weiterer aufwendiger Elektronik führen. Diese muß zudem sehr sicher funktionieren, weil bekannter Weise z. B. bei fehlerhaften Überladungen von einzelnen Zellen gefährliche Zustände mit Flüssigkeitsbrand, Verpuffung, Knallgas-Explosionen und Detonationen auftreten können.
• In einer weiteren bekannten Ausführung werden die einzelnen Zellen der Batterie jeweils mit hochstromführenden und hochspannungsfesten Halbleitern versehen, um die Ladung und Entladung von einzelnen Zellen der Batterie oder Teilsträngen direkt zu ermöglichen. Dies hat den Nachteil, dass hierfür ein entsprechend hoher Schaltungsaufwand betrieben werden muß, da im Prinzip für eine individuell ansteuerbare Verbindung beliebiger Zellen für jede Zelle mindestens ein Halbleiterbauelement als Schalter einzusetzen ist. Jedes dieser Halbleiterbauelemente muß zudem zur Ansteuerung (Durchlaß- bzw. Sperrzustand) mit zusätzlichen, schwachstromführenden Steuerleitungen kontaktiert werden. Da bei Serienschaltung jede Zelle auf einem anderen Spannungsniveau liegt, ist auch ein Ladungsausgleich zwischen zwei Zellen mit betriebsbedingt unterschiedlichen Ladungszuständen in der Regel nur über eine vollständige elektrische Trennung einer der betroffenen Zellen von der Serienschaltung oder die Verwendung einer von der Serienschaltung elektrisch abtrennbaren weiteren Zelle als Zwischenspeicher möglich.
• Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System zur Strom- und Spannungsregelung von Hochleistungs- Sekundärbatterien zu entwickeln, das die genannten Nachteile weitgehend überwindet und erweiterte Nutzungsmöglichkeiten bietet.
• Diese Aufgabe wird von der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Einzelheiten der Erfindung und Vorzüge verschiedener Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
• Das erfindungsgemäße System und die entsprechende Vorrichtung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezug auf die Abbildungen beschrieben. Dabei zeigt
• Fig. 1 eine Steuervorrichtung mit Halbleiterbauelementen nach dem Stand der Technik.
• Fig. 2 das Prinzip der erfindungsgemäßen Regelung mittels Kontaktschiene, Zwischenkontakten und verstellbarem Schleifkontakt.
• Fig. 3 ein Beispiel zur Herausführung der Zwischenkontakte bei Serienschaltung dicht gepackter Zellen.
• Fig. 4 eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zusätzlichen Kontaktschienen.
• Fig. 5 Beispiele für mechanische Ausführungen zur Verstellung der verstellbaren Schleifkontakte.
• Fig. 6 Verstellung der Schleifkontakte durch piezomechanische Vorrichtungen.
• In Fig. 1 ist das Schaltbild einer Serienanordnung von insgesamt fünfzehn Zellen (1) nach dem Stand der Technik dargestellt. Bei dieser Anordnung wird die maximale Summenspannung aller Zellen einem getakteten Gleichspannungswandler (2) zugeführt, über den dann die gewünschte Ausgangsspannung erzeugt wird. Jede Zelle ist über Halbleiterschalter (3) individuell ansteuerbar, so dass eine Verbindung der jeweiligen Zelle zu einer Zusatzzelle (4) hergestellt bzw. unterbrochen werden kann. Zur Realisierung solcher Halbleiterschalter werden typischerweise jeweils gepaarte npn/pnp-Transistoren eingesetzt, die - je nach Ansteuerung - wahlweise den Stromfluß in beide Richtungen (Lade- bzw. Entladestrom) ermöglichen. Diese Anordnung ermöglicht die Ladung und Entladung einzelner Zellen durch Herstellung einer entsprechend gepolten Verbindung zur Zusatzzelle (4).
• Obwohl in der Batterie je nach Abgriff über verschiedene Gruppen der in Reihe geschalteten Einzelzellen unterschiedliche Spannungen vorhanden sind und zur Überwachung und zum Ladungsausgleich jede Zelle mit laststromführenden Halbleiterbauelementen verbunden ist, werden nur die Anschlüsse mit der maximalen Spannungsdifferenz an den Enden der Serienschaltung an den Gleichspannungswandler (2) zur Versorgung des Fahrzeugstromkreises angeschlossen.
• Die Erfindung schlägt demgegenüber vor, bei in Serie geschalteten Zellen einer Hochleistungs-Sekundärbatterie mechanische Kontakte (Schließer/Öffner) einzusetzen. Elektrische Verbindungen/Unterbrechungen zu verschiedenen Zellen oder Zellengruppen werden dabei über herausgeführte Zwischenkontakte durch Veränderung der Position verstellbarer Kontakte zu Kontaktschienen hergestellt. Über die Kontaktschienen wird so die Ladung und Entladung einzelner Zellen oder Teilstränge (Abschnitte der in Serie geschalteten Zellen) ebenso ermöglicht, wie ein Ladungsausgleich einzelner Zellen über eine zusätzliche Einzelzelle als Zwischenspeicher. Dabei wird die Anzahl der erforderlichen leistungsschaltenden Halbleiterbauelemente auf ein Minimum reduziert.
• Fig. 2 veranschaulicht das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip. Die Zwischenkontakte (5) einer Reihe von in Serie geschalteter Zellen (1) sind jeweils herausgeführt und können über einen mechanisch verstellbaren Kontakt (6) einzeln abgegriffen werden. Wie dargestellt kann der verstellbare Kontakt linear entlang einer elektrisch leitenden, geraden Kontaktschiene (7) geführt werden. Alternativ kann die Kontaktschiene beispielsweise als Gleitring ausgeführt sein, wobei der verstellbare Kontakt entsprechend kreisbogenförmig auf unterschiedliche Positionen gebracht wird (nicht dargestellt).
• Mit dieser einfachen Anordnung können je nach Positionierung des verstellbaren Kontakts (6) schrittweise unterschiedliche Zwischenkontakte (5) mit der Kontaktschiene elektrisch verbunden und damit stufenweise verschiedene Spannungswerte zwischen einem Basiskontakt (8) und der Kontaktschiene (7) hergestellt werden. Für einen nachgeschalteten Verbraucher (z. B. Antrieb) sind so Spannungswerte von einer Zelle, zwei Zellen, usw., bis zur Serienschaltung aller Zellen einstellbar. Für viele Einsatzbereiche kann damit auf den Einsatz eines Gleichspannungswandlers (vergl. Bezugsziffer 2 in Fig. 1) verzichtet werden.
• Da aus Platzgründen die Zellen üblicherweise in dichter Packung angeordnet sind, ist in Fig. 3 eine solche Anordnung (9) zylindrischer Zellen (1) dargestellt, bei der alle Zwischenkontakte (5) ebenfalls zu einer linearen Kontaktschiene (7) herausgeführt sind.
• Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt. Auch bei dieser Anordnung sind die Zwischenkontakte (5) der in Serie geschalteten Zellen (1) zu Kontaktschienen (7, 7') herausgeführt. Statt einer Kontaktschiene sind hier zwei Paare vorgesehen, wobei hier in jedem Paar jeweils eine Kontaktschiene über einen verstellbaren Kontakt (6, 6') die elektrische Verbindung zu Zwischenkontakten von Zellen mit ungeradzahligem Laufindex herstellt, die andere zu Zwischenkontakten der Zellen mit geradzahligem Laufindex. Für jedes Kontaktschienenpaar separat können durch Verschieben der entsprechend zugeordneten verstellbaren Kontakte (6, 6') verschiedene Zellen der Serienschaltung einzeln oder gruppenweise selektiv abgegriffen werden.
• Beim Gleiten der verschiebbaren Kontakte von einer Zelle zur anderen kann es bei eng aneinander liegenden Zwischenkontakten zu einem Kurzschluß einer Zelle kommen, wenn ein verschiebbarer Kontakt gerade zwei benachbarte Zwischenkontakte gleichzeitig berührt. Es sind also zwischen den Zwischenkontakten, die ja alle spannungsführend sind, genügende nicht elektrisch leitende Sicherheitsabstände vorzusehen. Ein Vorteil der Verwendung eines Kontaktschienenpaares liegt nun darin, daß nur jede zweite Zelle mit einem Zwischenkontakt der jeweiligen Kontaktschiene zugeordnet werden muß, so daß ein genügender Abstand leicht zu realisieren ist. Es ist deshalb unter Minimierung des mechanischen Aufwandes im Prinzip auch möglich, ein Paar verschiebbarer Kontakte mechanisch zu koppeln und auf einen gemeinsamen Schlitten, aber elektrisch über zwei Kontaktschienen getrennt, zu bewegen. Die gepaarten verschiebbaren Kontakte kontaktieren dann benachbarte Zwischenkontakte, ohne daß es zu der Gefahr eines Kurzschlusses kommen kann. Der Stromabgriff schaltet dann ständig während des Gleitens zwischen den Kontaktschienen eines Paares um, so daß immer nur der Zwischenkontakt belastet wird, der momentan eine größere Berührungsfläche mit dem jeweiligen verschiebbaren Kontakt hat. Ist jedoch ein schnelles Umschalten mit großer Spannungsänderung erforderlich, dann ist es wieder günstiger, für jeden verschiebbaren Kontakt einen eigenen Antrieb vorzusehen und den zweiten verschiebbaren Kontakt eines Paares im lastfreien Zustand zuerst auf die gewünschte Spannung mechanisch einzustellen und dann mit einem einzigen Schaltimpuls direkt auf diesen Kontakt umzuschalten.
• In der Darstellung nach Fig. 4 ist das obere Paar Kontaktschienen (7) mit einem Verbraucher (10) verbunden. Die Positionen der diesem Kontaktschienenpaar zugeordneten verstellbaren Kontakte (6) sind hier so gewählt, dass nur die vierte Zelle abgegriffen wird und die Spannung für den Verbraucher (10) liefert. Je nach Positionierung der verstellbaren Kontakte auf den beiden Kontaktschienen dieses Paares kann auf andere einzelne Zellen gewechselt werden oder es können weitere Zellen seriell hinzugeschaltet werden.
• Durch diese Abgriffsmöglichkeiten kann auch jede beliebige serielle Untergruppe von Zellen (Teilstrang) aus dem Verband aller Zellen der Hochleistungs-Sekundärbatterie kontaktiert werden. Alle Spannungen zwischen Einzelzellen-Spannung und maximaler Serienspannung sind somit für den Verbraucher (10) einstellbar. Wird nur geringere Spannung benötigt, d. h. nur eine Zelle- bzw. einige serielle Zellen als Gruppe - dem Verbraucher (10) zugeschaltet, so kann dabei auch gezielt auf Zellen(gruppen) mit möglichst hohem Ladezustand zugegriffen werden.
• Das in diesem Ausführungsbeispiel symmetrisch dargestellte zweite Paar Kontaktschienen (7' in Fig. 4 unten) bietet entsprechend die gleichen Einstellmöglichkeiten. Verbunden ist dieses Paar in dem abgebildeten Beispiel mit einem Gleichspannungsgenerator (11), über den - je nach Position der verstellbaren Kontakte (6') - entweder einzelne Zellen oder serielle Zellengruppen mit der jeweils erforderlichen Spannung geladen werden können. In der dargestellten Position der Kontakte (6') ist nur die achte Zelle zum Gleichspannungsgenerator (11) zugeschaltet.
• Ein besonderer Vorteil der Anordnung nach Fig. 4 besteht darin, dass Aufladeprozesse und Entladungsvorgänge auch gleichzeitig stattfinden können. Im dargestellten Beispiel ist der Verbraucher (10) mit der vierten Zelle verbunden, der Gleichspannungsgenerator (11) mit der achten Zelle, so dass die vierte Zelle entladen und die achte Zelle simultan geladen werden kann.
• Es ist dabei auch möglich, daß der Spannungsabgriff für den Verbraucher (10) mit dem Abgriff für den Gleichspannungsgenerator (11) überlappt und der Strom direkt zum Verbraucher fließt und gleichzeitig ein Teilstrang der Batterie geladen oder entladen wird. Lade- und Entladevorgänge sind also völlig voneinander entkoppelt und können flexibel den Bedürfnissen von Batterie, Verbraucher und Generator angepaßt werden. So kann z. B. im regenerativen Betrieb vom Generator (11) eine geringe Spannung mit hoher Stromstärke geliefert werden und über die verschiebbaren Kontakte (6') eines Kontaktschienenpaars immer nur die Zelle oder der Teilstrang der Batterie mit dem geringsten Ladezustand geladen werden. Gleichzeitig kann unabhängig davon für andere Verbraucher an den verschiebbaren Kontakten (6) des anderen Kontaktschienenpaars eine andere (z. B. höhere) Spannung abgegriffen werden.
• Statt eines Gleichspannungsgenerators (11) kann ebenso eine (oder mehrere) Zusatzzelle(n) für einen Ladungsausgleich oder auch als Ersatz für defekte Zellen hinzugeschaltet werden (nicht dargestellt). Bei Ladungsausgleich zwischen zwei Zellen A und B kann beispielsweise die zu entladene Zelle A zuerst mit einer Zusatzzelle C verbunden werden und anschließend die Zusatzzelle C mit der aufzuladenden Zelle B. Ebenso könnte aber auch ein weiterer Verbraucher an Zellen(gruppen) angeschlossen werden, die vom ersten Verbraucher (10) nicht genutzt werden.
• Die Abgriffsmöglichkeit über das zweite Kontaktschienenpaar bietet aber auch die Möglichkeit einer unterbrechungsfreien Ladungs- oder Entladeregelung, indem für die Dauer eines Umschaltvorgangs (z. B. Wechsel am oberen Kontaktpaar von Zelle 4 auf Zelle 1, Fig. 4) während der Positionsverlagerung der verstellbaren Kontakte (6) der Verbraucher (10) durch eine externe Ansteuereinheit (nicht dargestellt) vom ersten Kontaktschienenpaar getrennt und über das zweite Kontaktschienenpaar einer anderen Zelle der Hochleistungsbatterie zugeschaltet wird.
• Über eine solche externe Anteuereinheit können bereits mit einer Vorrichtung nach Fig. 4 verschiedene Variationsmöglichkeiten realisiert werden und die Abgriffe der vier Kontaktschienen (7, 7') wahlweise auf Verbraucher, Gleichspannungsgeneratoren und/oder Zusatzzellen umgeschaltet werden (nicht dargestellt).
• Das vorgeschlagene System läßt sich ohne weiteres auch dahingehend erweitern, dass mehr als die in Fig. 4 dargestellten zwei Kontaktschienenpaare mit den jeweiligen zugeordneten verstellbaren Kontakten vorhanden sind (nicht dargestellt). Damit können entsprechend mehrere simultane Abgriffe an verschiedenen Untergruppen der in Serie geschalteten Zellen erfolgen, also beispielsweise ein erster Verbraucher über ein erstes Kontaktschienenpaar an den Zellen Nr. 1 bis 6 anliegen, ein zweiter über ein zweites Kontaktschienenpaar an den Zellen Nr. 8 bis 15 und gleichzeitig Zelle Nr. 7 durch Verbindung über ein drittes Kontaktschienenpaar mit einem Gleichspannungsgenerator geladen werden.
• Durch Überwachung der Ladezustände aller Zellen kann so in Verbindung mit einer entsprechenden Ansteuereinheit durch geeignete Auswahl der kontaktierten Zellen und gegebenenfalls Umschaltung auf weniger entladene Strangbereiche eine gleichmäßige und vollständige Entladung der Hochleistungs-Sekundärbatterie erreicht werden. Entsprechend können zur Aufladung bevorzugt diejenigen Zellen kontaktiert werden, die den niedrigsten Ladezustand aufweisen.
• Als verstellbare Kontakte (6, 6') eignen sich beispielsweise Schleifkontakte aus graphit- und/oder metallhaltigem Material. Vorzugsweise sind die verstellbaren Kontakte in Form bekannter Standardkohlebürsten ausgeführt. Solche Kohlebürsten gewährleisten nach dem heutigen Stand der Technik eine Dauerbelastung von 10 bis 20 A/cm² bei Spannungsverlusten an der Kontaktfläche von ca. 0,5 V unter Vollast bei einer beliebigen Gesamtspannung größer 5 V. In der beschriebenen Ausführungsform gleiten die Kohlebürsten als verstellbare Kontakte (6, 6') auf den Kontaktschienen (7, 7') und stellen je nach Position den elektrischen Kontakt zwischen der Kontaktschiene und den von den Zellen herausgeführten Zwischenkontakten (5) her. Kurzschlußströme zwischen den Zellen beim Gleiten der Kohlebürsten werden bei dieser Anordnung mechanisch durch entsprechende Abstände zwischen den Zwischenkontakten (5) verhindert.
• Für einen elektromechanischen Antrieb der verstellbaren Kontakte können konventionelle Elektromotoren (beispielsweise Schrittmotoren) eingesetzt werden, die die verstellbaren Kontakte an den Kontaktschienen entlang bewegen. Fig. 5 zeigt Ausführungsbeispiele für eine lineare Anordnung bei der der verschiebbare Kontakt durch eine Gewindestange, Zahnstange oder Seilzug/Riemen linear positioniert wird.
• In einer besonderen Ausführung kann anstelle von Elektromotoren auch ein piezoelektrischer Verstellantrieb, z. B. als Inch-Worm- oder Wanderwellenantrieb, eingesetzt werden, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt. Diese Ausführung ermöglicht eine genaue Positionierung mit Feststellmoment bei einem minimalen mechanischen Aufwand.
• Das erfindungsgemäße System hat den Vorteil, dass es durch die Verwendung mechanischer Kontakte anstelle von Hochleistungs- Halbleitern technisch einfach und damit kostengünstig realisierbar ist. Dabei ist die mechanische Kontaktierung bei Verwendung entsprechender Materialien (z. B. Metall/Graphit- Komposit) für die Kontaktschienen und Zwischenkontakte sehr niederohmig, d. h. bei auftretenden hohen Strömen treten nur geringe Verluste auf. Zugleich ist diese Kontaktierung im Gegensatz zu Halbleiterbauelementen kaum störanfällig bzgl. Temperaturschwankungen.
• Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der wahlfreien Nutzung verschiedener Teilstränge von in Serie geschalteten Zellen einer Hochleistungsbatterie, wobei verschiedene Zellen(gruppen) auch simultan betrieben werden können. Dadurch können prinzipiell mehrere Verbraucher separat versorgt werden oder gleichzeitig Lade- und Entladevorgänge stattfinden. Ausgangs- bzw. Ladespannungen können in einem weiten Bereich variiert werden.
• Generell eignet sich das erfindungsgemäße System für ein leistungsfähiges Batteriemanagement, insbesondere in Fahrzeugen mit elektrischen Antriebssystemen. Durch die Möglichkeit der selektiven Auswahl von Zellen (oder Zellengruppen) mit entsprechendem Ladezustand wird eine optimale Ressourcennutzung gewährleistet. Dies bewirkt auch eine weitgehende Erhaltung der Batteriekapazität mit daraus resultierender längerer Lebensdauer.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Strom- und Spannungsregelung bei Hochleistungsbatterien, wobei mehrere Zellen (1) vorhanden sind, deren Anschlüsse als Serienschaltung elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kontaktschiene (7, 7') vorhanden ist, die bei Lade- oder Entladevorgängen als ein elektrischer Abgriff der Hochleistungsbatterie dient, wobei die Anschlüsse der Zellen (1) als Zwischenkontakte (5) herausgeführt sind und für jede Kontaktschiene (7, 7') ein mechanisch verstellbarer Kontakt (6) vorhanden ist, welcher bei Lade- oder Entladevorgängen einen der Zwischenkontakte (5) mit der Kontaktschiene (7) elektrisch verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer Kontaktschiene (7, 7') eine zweite Kontaktschiene als weiterer elektrischer Anschluß der Hochleistungsbatterie zugeordnet ist, wobei die Kontaktschienen des so gebildeten Kontaktschienen-Paars bei Lade und Entladevorgängen über die jeweiligen verstellbaren Kontakte (6) mit verschiedenen Zwischenkontakten (5) der Zellen (1) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kontaktschienen-Paare vorhanden sind, wobei jedes Kontaktschienen-Paar bei Lade- und Entladevorgängen über die jeweiligen verstellbaren Kontakte (5) dergestalt mit Zwischenkontakten (5) verbunden ist, dass an jedem Kontaktschienen-Paar Potentiale von unterschiedlichen einzelnen Zellen (1) oder Gruppen aufeinanderfolgender Zellen der Serienschaltung anliegen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschienen linear oder ringförmig ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Antriebsmittel vorhanden sind, durch die die verstellbaren Kontakte (6) linear oder rotatorisch auf verschiedene Positionen bewegt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Antriebsmittel als Elektromotor oder Piezo-Aktuator ausgeführt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren Kontakte (6) als Schleifkontakte, beispielsweise in Bürstenform, ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren Kontakte (6) aus einem graphit- oder metallhaltigem Material bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Bestimmung des Ladezustandes der Zellen (1) vorhanden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, welche in Abhängigkeit vom Ladezustand der Zellen (1) die elektrischen Antriebsmittel zur Positionierung der verstellbaren Kontakte (6) ansteuern.