DE212019000484U1 - Serial connection of energy storage modules - Google Patents

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Abstract

Adapter (1) für ein serielles Verschalten von elektrischen Energiespeichermodulen, die für das Verschalten jeweils zwei Modulanschlüsse aufweisen, der Adapter (1) umfassend
- zwei mechanisch und elektrisch lösbar miteinander verbindbare Teiladapter (3, 5), wovon
- ein erster Teiladapter (3) mit einem Energiespeichermodul elektrisch und mechanisch lösbar verbindbar oder fest verbunden ist und
- der zweite Teiladapter (5) zwei Verschaltungsanschlüsse (51, 52) aufweist, die durch den ersten Teiladapter (3) mit jeweils einem Modulanschluss eines Energiespeichermoduls verbindbar sind, wobei
- der erste Teiladapter (3) einen Entladewiderstand (39) und eine Entladeschaltereinheit (26), durch die die beiden Modulanschlüsse eines mit dem ersten Teiladapter (3) verbundenen Energiespeichermoduls über den Entladewiderstand (39) zum Entladen des Energiespeichermoduls miteinander elektrisch verbindbar sind, aufweist, und
- der zweite Teiladapter (5) einen Überbrückungswiderstand (50) und eine Überbrückungsschaltereinheit (28), durch die die beiden Verschaltungsanschlüsse (51, 52) über den Überbrückungswiderstand (50) miteinander elektrisch verbindbar sind, aufweist.

Figure DE212019000484U1_0000
Adapter (1) for the serial connection of electrical energy storage modules, which each have two module connections for the connection, comprising the adapter (1)
- two mechanically and electrically detachably connectable part adapters (3, 5), of which
- A first sub-adapter (3) is electrically and mechanically releasably connectable or permanently connected to an energy storage module and
- The second partial adapter (5) has two interconnection connections (51, 52) which can be connected to a module connection of an energy storage module through the first partial adapter (3), wherein
- The first partial adapter (3) has a discharge resistor (39) and a discharge switch unit (26), through which the two module connections of an energy storage module connected to the first partial adapter (3) can be electrically connected to one another via the discharge resistor (39) for discharging the energy storage module , and
- The second partial adapter (5) has a bridging resistor (50) and a bridging switch unit (28) by means of which the two interconnection connections (51, 52) can be electrically connected to one another via the bridging resistor (50).
Figure DE212019000484U1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Adapter für ein serielles Verschalten von elektrischen Energiespeichermodulen.The invention relates to an adapter for serial connection of electrical energy storage modules.

Ein serielles Verschalten von elektrischen Energiespeichermodulen wird beispielsweise in der Energietechnik verwendet, um viele Energiespeichermodule jeweils relativ kleiner Spannung zu einem Speicherstrang mit einer hohen Spannung seriell zu verschalten. Zur Erhöhung der Energiespeicherkapazität werden mehrere solcher Speicherstränge parallel geschaltet. Beispielsweise werden solche Energiespeicher eingesetzt, um Stromnetze zu stabilisieren, indem in den Energiespeichern bedarfsweise Energie schnell zwischengespeichert wird. Die dabei verwendeten Energiespeichermodule weisen beispielsweise Superkondensatoren auf, die besonders schnell geladen und entladen werden können.A series connection of electrical energy storage modules is used, for example, in energy technology in order to connect in series a large number of energy storage modules, each with a relatively low voltage, to form a storage string with a high voltage. To increase the energy storage capacity, several such storage strings are connected in parallel. For example, such energy storage devices are used to stabilize power grids by quickly temporarily storing energy in the energy storage devices as required. The energy storage modules used here have supercapacitors, for example, which can be charged and discharged particularly quickly.

Bei einem herkömmlichen seriellen Verschalten vieler Energiespeichermodule zu einem Speicherstrang bewirkt der Ausfall eines Energiespeichermoduls den Ausfall des gesamten Speicherstrangs beziehungsweise Energiespeichers. Um das ausgefallene Energiespeichermodul auszutauschen, muss im Fall eines Hochspannungs-Energiespeichers aus Sicherheitsgründen das Umfeld des Energiespeichermoduls unter anderem spannungsfrei sein. Dies erfordert, eine größere Anzahl von Energiespeichermodulen des Energiespeichers vor dem Austausch eines Energiespeichermoduls zu entladen und zu erden. Ein Modultausch ist dadurch zeit- und kostenintensiv und verringert die Verfügbarkeit des Energiespeichers deutlich.In the case of conventional serial interconnection of many energy storage modules to form a storage string, the failure of one energy storage module causes the failure of the entire storage string or energy store. In order to replace the failed energy storage module, in the case of a high-voltage energy storage device, the surroundings of the energy storage module must, among other things, be voltage-free for safety reasons. This requires a larger number of energy storage modules of the energy store to be discharged and grounded before an energy storage module is exchanged. Replacing a module is therefore time-consuming and costly and significantly reduces the availability of the energy storage device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein serielles Verschalten von elektrischen Energiespeichermodulen zu ermöglichen, das insbesondere hinsichtlich der Auswirkungen des Ausfalls eines Energiespeichermoduls verbessert ist.The invention is based on the object of enabling a series connection of electrical energy storage modules, which is improved in particular with regard to the effects of the failure of an energy storage module.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Adapter für ein serielles Verschalten von elektrischen Energiespeichermodulen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved according to the invention by an adapter for a serial connection of electrical energy storage modules with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Ein erfindungsgemäßer Adapter dient dem seriellen Verschalten von elektrischen Energiespeichermodulen, die hierfür jeweils zwei Modulanschlüsse aufweisen. Der Adapter besteht aus zwei mechanisch und elektrisch lösbar miteinander verbindbaren Teiladaptern, wovon ein erster Teiladapter mit einem Energiespeichermodul elektrisch und mechanisch lösbar verbindbar oder fest verbunden ist und der zweite Teiladapter mindestens zwei Verschaltungsanschlüsse aufweist, die durch den ersten Teiladapter mit jeweils einem Modulanschluss eines Energiespeichermoduls verbindbar sind. Der erste Teiladapter umfasst einen Entladewiderstand und eine Entladeschaltereinheit, durch die die beiden Modulanschlüsse eines mit dem ersten Teiladapter verbundenen Energiespeichermoduls über den Entladewiderstand zum Entladen des Energiespeichermoduls miteinander elektrisch verbindbar sind. Der zweite Teiladapter umfasst einen Überbrückungswiderstand und eine Überbrückungsschaltereinheit, durch die die beiden Verschaltungsanschlüsse über den Überbrückungswiderstand miteinander elektrisch verbindbar sind.An adapter according to the invention is used for the serial connection of electrical energy storage modules, each of which has two module connections for this purpose. The adapter consists of two part adapters that can be mechanically and electrically detachably connected to one another, of which a first part adapter can be electrically and mechanically detachably connected or permanently connected to an energy storage module and the second part adapter has at least two interconnection connections which can each be connected to a module connection of an energy storage module through the first part adapter are. The first sub-adapter comprises a discharge resistor and a discharge switch unit, by means of which the two module connections of an energy storage module connected to the first sub-adapter can be electrically connected to one another via the discharge resistor for discharging the energy storage module. The second adapter part comprises a bridging resistor and a bridging switch unit, by means of which the two interconnection connections can be electrically connected to one another via the bridging resistor.

Die Erfindung ermöglicht das serielle Verschalten von Energiespeichermodulen durch Verschalten der Verschaltungsanschlüsse von erfindungsgemäßen Adaptern, die jeweils mit einem Energiespeichermodul verbunden sind. Der zweite Teiladapter ermöglicht ferner das Überbrücken eines Energiespeichermoduls über den Überbrückungswiderstand durch die Überbrückungsschaltereinheit. Dadurch kann insbesondere ein defektes Energiespeichermodul überbrückt werden, ohne die serielle Verschaltung der weiteren Energiespeichermodule zu unterbrechen. Insbesondere impliziert der Ausfall eines Energiespeichermoduls eines Speicherstrangs mit mehreren seriell verschalteten Energiespeichermodulen daher nicht notwendig den Ausfall des gesamten Speicherstrangs. Der erste Teiladapter ermöglicht das Entladen eines Energiespeichermoduls über den Entladewiderstand durch die Entladeschaltereinheit. Dadurch kann insbesondere ein defektes Energiespeichermodul entladen werden, bevor es entfernt und gegebenenfalls ausgetauscht wird. Überdies brauchen zum Entfernen des defekten Energiespeichermoduls nicht unbedingt alle anderen mit dem defekten Energiespeichermodul verschalteten Energiespeichermodule ebenfalls entladen werden, wenn das defekte Energiespeichermodul auch ohne das Entladen der anderen Energiespeichermodule gefahrlos entfernt werden kann, beispielsweise mit einer Hebevorrichtung, die einen Hochspannungsschutz für Bedienpersonal aufweist, oder mit einem vollautomatischen Hebesystem wie beispielsweise in einem Regallager. Die lösbare mechanische und elektrische Verbindbarkeit der beiden Teiladapter ermöglicht ferner, ein Energiespeichermodul zusammen mit dem ersten Teiladapter zu entfernen, wobei die beiden Teiladapter getrennt werden und der erste Teiladapter mit dem Energiespeichermodul verbunden bleibt. Der zweite Teiladapter bleibt dabei mit den Adaptern der anderen Energiespeichermodule verbunden und kann die serielle Verschaltung der anderen Energiespeichermodule durch seine Überbrückungsfunktion aufrecht halten.The invention enables the serial interconnection of energy storage modules by interconnecting the interconnection connections of adapters according to the invention, which are each connected to an energy storage module. The second sub-adapter also enables an energy storage module to be bridged by the bridging switch unit via the bridging resistor. As a result, in particular a defective energy storage module can be bridged without interrupting the serial connection of the further energy storage modules. In particular, the failure of an energy storage module of a storage string with a plurality of serially connected energy storage modules does not necessarily imply the failure of the entire storage string. The first sub-adapter enables an energy storage module to be discharged via the discharge resistor through the discharge switch unit. As a result, in particular a defective energy storage module can be discharged before it is removed and, if necessary, replaced. Furthermore, in order to remove the defective energy storage module, not all of the other energy storage modules connected to the defective energy storage module necessarily also need to be discharged if the defective energy storage module can be safely removed without discharging the other energy storage modules, for example with a lifting device that has high-voltage protection for operating personnel, or with a fully automatic lifting system such as in a rack warehouse. The releasable mechanical and electrical connectivity of the two part adapters also makes it possible to remove an energy storage module together with the first part adapter, the two part adapters being separated and the first part adapter remaining connected to the energy storage module. The second sub-adapter remains connected to the adapters of the other energy storage modules and can maintain the serial connection of the other energy storage modules through its bridging function.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Entladeschaltereinheit ein Relais und/oder die Überbrückungsschaltereinheit ist ein Relais. Gegenüber Halbleiterschaltern haben Relais den Vorteil, dass ihr Schaltverhalten und ihre Schaltfähigkeit durch Prüfung in bestimmten Grenzen garantiert und damit sicherheitsgerichtete Schutzfunktionen leicht realisiert werden können. Außerdem kann durch eine Zwangsführung weiterer Kontakte ein gemeinsamer Schaltzustand einfach zu einer Überwachungseinheit zurückgeführt oder beispielsweise elektro-optisch visualisiert werden. Dadurch kann beispielsweise eine Logik oder eine sich nähernde Person den Zustand der Schalteinheit und damit gegebenenfalls Arbeitssicherheitszustand von außen erkennen.In one embodiment of the invention, the discharge switch unit is a relay and / or the bridging switch unit is a relay. Compared to semiconductor switches, relays have the advantage that their switching behavior and their switching ability are guaranteed by testing within certain limits and thus safety-related protective functions can be easily implemented. In addition, a common switching state can simply be fed back to a monitoring unit or, for example, visualized electro-optically, by forcing additional contacts. In this way, for example, a logic or an approaching person can recognize the state of the switching unit and thus possibly the state of safety at work from the outside.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Adapter eine Logikeinheit auf, über die die Entladeschaltereinheit und die Überbrückungsschaltereinheit ansteuerbar sind. Dadurch kann das Überbrücken und Entladen eines Energiespeichermoduls vorteilhaft über die Logikeinheit gesteuert werden.In a further embodiment of the invention, the adapter has a logic unit via which the discharge switch unit and the bridging switch unit can be controlled. As a result, the bridging and discharging of an energy storage module can advantageously be controlled via the logic unit.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Adapter eine Unterbrechungsschaltereinheit auf, mit der die elektrische Verbindung eines Verschaltungsanschlusses des zweiten Teiladapters mit einem Modulanschluss eines Energiespeichermoduls unterbrechbar ist. Auch die Unterbrechungsschaltereinheit ist beispielsweise ein Relais. Ferner ist auch die Unterbrechungsschaltereinheit beispielsweise über die Logikeinheit ansteuerbar. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht insbesondere, das Energiespeichermodul durch die Unterbrechungsschaltereinheit elektrisch von einem Speicherstrang zu trennen, während die Überbrückungsschaltereinheit die Reihenschaltung der verbliebenen Module im Speicherstrang aufrechterhält. Letzteres ermöglicht die Energieversorgung der Adapter aus dem Speicherstrang bei dem Ausfall und gegebenenfalls der Entnahme eines Energiespeichermoduls. Insbesondere kann dadurch vorteilhaft ein defektes Energiespeichermodul von anderen Energiespeichermodulen elektrisch getrennt werden, beispielsweise um es gegen ein intaktes Energiespeichermodul auszutauschen.In a further embodiment of the invention, the adapter has an interrupt switch unit with which the electrical connection of an interconnection connection of the second partial adapter to a module connection of an energy storage module can be interrupted. The breaker switch unit is also a relay, for example. Furthermore, the interrupt switch unit can also be controlled, for example, via the logic unit. This embodiment of the invention makes it possible, in particular, to electrically isolate the energy storage module from a storage string by means of the interruption switch unit, while the bridging switch unit maintains the series connection of the remaining modules in the storage string. The latter enables the adapter to be supplied with energy from the storage string in the event of failure and, if necessary, the removal of an energy storage module. In particular, a defective energy storage module can thereby advantageously be electrically separated from other energy storage modules, for example in order to replace it with an intact energy storage module.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Adapter eine Kommunikationseinheit auf, die zum Senden und/oder Empfangen von Signalen eingerichtet ist. Beispielsweise kann die Kommunikationseinheit eingerichtet sein, einen Betriebszustand des Energiespeichermoduls mitzuteilen. Ferner kann die Kommunikationseinheit eingerichtet sein, Signale zum Steuern des Adapters zu empfangen, beispielsweise um ein ferngesteuertes Überbrücken und/oder Entladen eines Energiespeichermoduls zu bewirken. Dementsprechend sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Logikeinheit durch die Kommunikationseinheit steuerbar ist.In a further embodiment of the invention, the adapter has a communication unit which is set up to send and / or receive signals. For example, the communication unit can be set up to report an operating state of the energy storage module. Furthermore, the communication unit can be set up to receive signals for controlling the adapter, for example in order to effect a remote-controlled bridging and / or discharging of an energy storage module. Accordingly, a further embodiment of the invention provides that the logic unit can be controlled by the communication unit.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Adapter ein Netzteil auf, durch das die Logikeinheit und/oder die Kommunikationseinheit mit elektrischer Energie versorgbar sind. Dadurch können die Logikeinheit und/oder die Kommunikationseinheit vorteilhaft stabil mit elektrischer Energie versorgt werden.In a further embodiment of the invention, the adapter has a power supply unit, by means of which the logic unit and / or the communication unit can be supplied with electrical energy. As a result, the logic unit and / or the communication unit can advantageously be supplied with electrical energy in a stable manner.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Teiladapter eine erste Anzeigeeinheit auf, die signalisiert, ob die beiden Modulanschlüsse eines mit dem ersten Teiladapter verbundenen Energiespeichermoduls über den Entladewiderstand des ersten Teiladapters miteinander elektrisch verbunden sind. Dadurch kann durch die erste Anzeigeeinheit signalisiert werden, dass das Energiespeichermodul entladen wird.In a further embodiment of the invention, the first partial adapter has a first display unit which signals whether the two module connections of an energy storage module connected to the first partial adapter are electrically connected to one another via the discharge resistor of the first partial adapter. As a result, the first display unit can signal that the energy storage module is being discharged.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Teiladapter eine zweite Anzeigeeinheit auf, die signalisiert, ob ein Ladezustand eines mit dem ersten Teiladapter verbundenen Energiespeichermoduls einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Dadurch kann insbesondere vorteilhaft signalisiert werden, dass das Energiespeichermodul gefahrlos berührt werden kann, wenn der Schwellenwert einen entsprechend geringen Ladezustand charakterisiert.In a further embodiment of the invention, the first sub-adapter has a second display unit which signals whether a charge state of an energy storage module connected to the first sub-adapter falls below a predetermined threshold value. In this way, it can be signaled in a particularly advantageous manner that the energy storage module can be touched without risk if the threshold value characterizes a correspondingly low state of charge.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Teiladapter eine Zusatzschaltereinheit auf, mit der ein von der Entladeschaltereinheit geschlossener Strompfad zwischen den beiden Modulanschlüssen eines mit dem ersten Teiladapter verbundenen Energiespeichermoduls geöffnet wird und die zweite Anzeigeeinheit eingeschaltet wird, wenn der Ladezustand des mit dem ersten Teiladapter verbundenen Energiespeichermoduls den Schwellenwert unterschreitet. Auch die Zusatzschaltereinheit ist beispielsweise über die Logikeinheit ansteuerbar. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht, eine vollständige Entladung des Energiespeichermoduls zu verhindern und eine nach dem Entladen verbliebene Restenergie des Energiespeichermoduls zur Aufrechterhaltung von Funktionen des Adapters, beispielsweise zum Betreiben der Anzeigeeinheiten des ersten Teiladapters, zu nutzen.In a further embodiment of the invention, the first sub-adapter has an additional switch unit with which a current path closed by the discharge switch unit between the two module connections of an energy storage module connected to the first sub-adapter is opened and the second display unit is switched on when the charge status of the first sub-adapter connected energy storage module falls below the threshold value. The additional switch unit can also be controlled, for example, via the logic unit. This embodiment of the invention makes it possible to prevent a complete discharge of the energy storage module and to use any residual energy of the energy storage module remaining after the discharge to maintain functions of the adapter, for example to operate the display units of the first partial adapter.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Adapter eine dritte Anzeigeeinheit auf, die signalisiert, ob die beiden Verschaltungsanschlüsse des zweiten Teiladapters über den Überbrückungswiderstand miteinander elektrisch verbunden sind. Dadurch kann vorteilhaft auch signalisiert werden, ob ein mit dem Adapter verbundenes Energiespeichermodul durch den ersten Teiladapter überbrückt wird, beziehungsweise ob die Reihenschaltung von Energiespeichermodulen nach dem Abkoppeln eines Energiespeichermoduls durch den diesem Energiespeichermodul zugordneten ersten Teiladapter aufrecht gehalten wird.In a further embodiment of the invention, the adapter has a third display unit which signals whether the two interconnection connections of the second partial adapter are electrically connected to one another via the bridging resistor. As a result, it can advantageously also be signaled whether an energy storage module connected to the adapter is bridged by the first partial adapter, or whether the Series connection of energy storage modules is maintained after the uncoupling of an energy storage module by the first partial adapter assigned to this energy storage module.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

  • 1 einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Adapters,
  • 2 einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Adapters.
The properties, features and advantages of this invention described above and the manner in which they are achieved will become more clearly and more clearly understood in connection with the following description of exemplary embodiments which are explained in more detail in connection with the drawings. Show:
  • 1 a circuit diagram of a first embodiment of an adapter according to the invention,
  • 2 a circuit diagram of a second embodiment of an adapter according to the invention.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in the figures.

1 (1) zeigt einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Adapters 1 für ein serielles Verschalten von elektrischen Energiespeichermodulen, die jeweils zwei Modulanschlüsse aufweisen, über die die Energiespeichermodule geladen, entladen und miteinander verschaltet werden. 1 ( 1 ) shows a circuit diagram of a first embodiment of an adapter according to the invention 1 for a serial connection of electrical energy storage modules, each of which has two module connections via which the energy storage modules are charged, discharged and connected to one another.

Der Adapter 1 weist zwei mechanisch und elektrisch lösbar miteinander verbindbare Teiladapter 3, 5 auf. Die elektrische Verbindung wird über fünf Verbindungskontakte 7 bis 11 hergestellt, die beispielsweise als Steckverbindungen oder als Schleifkontakte realisiert sind. Jeder Verbindungskontakt 7 bis 11 wird durch zwei zueinander korrespondierende Kontaktelemente (beispielsweise einen männlichen und einen weiblichen Teil einer Steckverbindung) gebildet, wovon ein erstes Kontaktelement an einem ersten Teiladapter 3 angeordnet ist und das zweite Kontaktelement an dem zweiten Teiladapter 5 angeordnet ist. Die Steckverbindungen können beispielsweise einen speziellen Stecker aufweisen, der für jeden Verbindungskontakt 7 bis 11 einen Pol aufweist. Schleifkontakte können beispielsweise in oder um Aufnahmeschienen realisiert werden, an denen Energiespeichermodule in eine Einrichtung zur Aufnahme von Energiespeichermodulen, beispielsweise in einen Schrank, einschiebbar sind.The adapter 1 has two part adapters that can be mechanically and electrically detachably connected to one another 3 , 5 on. The electrical connection is made via five connection contacts 7 to 11 produced, which are implemented, for example, as plug connections or sliding contacts. Any connection contact 7 to 11 is formed by two mutually corresponding contact elements (for example a male and a female part of a plug connection), of which a first contact element is on a first partial adapter 3 is arranged and the second contact element on the second partial adapter 5 is arranged. The plug connections can, for example, have a special plug for each connection contact 7 to 11 has a pole. Sliding contacts can be implemented, for example, in or around mounting rails, on which energy storage modules can be inserted into a device for receiving energy storage modules, for example into a cabinet.

Der erste Teiladapter 3 ist mit einem Energiespeichermodul elektrisch und mechanisch lösbar verbindbar. Der erste Teiladapter 3 weist zwei Hauptanschlüsse 13, 14, einen Versorgungsanschluss 15 und einen Kommunikationsanschluss 16 auf.The first part adapter 3 can be electrically and mechanically detachably connected to an energy storage module. The first part adapter 3 has two main ports 13th , 14th , a supply connection 15th and a communication port 16 on.

Ein erster Hauptanschluss 13 wird mit einem ersten Modulanschluss des Energiespeichermoduls verbunden, der zweite Hauptanschluss 14 wird mit dem zweiten Modulanschluss des Energiespeichermoduls verbunden. Beispielsweise ist der erste Modulanschluss des Energiespeichermoduls ein Niederpotentialanschluss, der im Betrieb des Energiespeichermoduls auf einem niedrigeren elektrischen Potential als der zweite Modulanschluss des Energiespeichermoduls liegt, so dass der zweite Modulanschluss ein Hochpotentialanschluss des Energiespeichermoduls ist. Der erste Hauptanschluss 13 ist mit dem ersten Kontaktelement eines ersten Verbindungskontakts 7 verbunden. Der zweite Hauptanschluss 14 ist mit dem ersten Kontaktelement eines zweiten Verbindungskontakts 8 verbunden.A first main connection 13th is connected to a first module connection of the energy storage module, the second main connection 14th is connected to the second module connection of the energy storage module. For example, the first module connection of the energy storage module is a low-potential connection which, when the energy storage module is in operation, has a lower electrical potential than the second module connection of the energy storage module, so that the second module connection is a high-potential connection of the energy storage module. The first main connection 13th is with the first contact element of a first connection contact 7th connected. The second main connection 14th is with the first contact element of a second connection contact 8th connected.

Der Versorgungsanschluss 15 ist mit einer ersten Elektrode eines Kondensators 17 verbunden, dessen zweite Elektrode mit dem ersten Kontaktelement des ersten Verbindungskontakts 7 verbunden ist. Ferner ist der Versorgungsanschluss 15 über eine erste Diode 18 mit dem ersten Kontaktelement eines dritten Verbindungskontakts 9 und über eine zweite Diode 19 und jeweils einen Widerstand 41, 42 mit jedem der beiden Hauptanschlüsse 13, 14 verbunden, wobei die Kathoden der Dioden 18, 19 mit dem Versorgungsanschluss 15 verbunden sind.The supply connection 15th is connected to a first electrode of a capacitor 17th connected, the second electrode with the first contact element of the first connection contact 7th connected is. There is also the supply connection 15th via a first diode 18th with the first contact element of a third connection contact 9 and a second diode 19th and one resistor each 41 , 42 with each of the two main connections 13th , 14th connected, the cathodes of the diodes 18th , 19th with the supply connection 15th are connected.

Der Kommunikationsanschluss 16 ist mit dem ersten Kontaktelement eines vierten Verbindungskontakts 10 verbunden.The communication port 16 is with the first contact element of a fourth connection contact 10 connected.

Die Hauptanschlüsse 13, 14 sind ferner durch einen Strompfad 31 miteinander verbunden, in dem ein Entladewiderstand 39 angeordnet ist und der durch eine Entladeschaltereinheit 26 und eine Zusatzschaltereinheit 27 unterbrechbar ist. Durch die Entladeschaltereinheit 26 sind ferner zwei Strompfade 32, 33 zwischen dem ersten Hauptanschluss 13 und dem Versorgungsanschluss 15 unterbrechbar, in denen jeweils eine Reihenschaltung einer Anzeigeeinheit 21, 22 und eines Widerstands 43, 44 angeordnet sind. Der Strompfad 33 ist zusätzlich auch durch die Zusatzschaltereinheit 27 unterbrechbar. Die Entladeschaltereinheit 26 ist mit dem ersten Kontaktelement eines fünften Verbindungskontakts 11 verbunden. Die Entladeschaltereinheit 26 und die Zusatzschaltereinheit 27 sind beispielsweise jeweils als ein Relais ausgeführt. Die Anzeigeeinheiten 21, 22 weisen beispielsweise jeweils ein Leuchtelement, beispielsweise eine Leuchtdiode, auf, das bei einem Stromfluss durch den jeweiligen Strompfad 32, 33 (sichtbares) Licht aussendet. Dabei können die Leuchtelemente der beiden Anzeigeeinheiten 21, 22 beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass sie Licht voneinander verschiedener Frequenzen aussenden. Beispielsweise kann das Leuchtelement der Anzeigeeinheit 21 oranges Licht aussenden und das Leuchtelement der Anzeigeeinheit 22 kann grünes Licht aussenden. Die Zusatzschaltereinheit 27 ist ferner über jeweils einen Widerstand 45, 46 mit jedem der beiden Hauptanschlüsse 13, 14 verbunden und wird über das Verhältnis an diesen Widerständen 45, 46 abfallender Spannungen gesteuert.The main connections 13th , 14th are also through a current path 31 connected to each other, in which a discharge resistor 39 is arranged and by a discharge switch unit 26th and an auxiliary switch unit 27 is interruptible. Through the discharge switch unit 26th are also two current paths 32 , 33 between the first main connection 13th and the supply connection 15th interruptible, in each of which a series connection of a display unit 21 , 22nd and a resistance 43 , 44 are arranged. The current path 33 is also due to the additional switch unit 27 interruptible. The discharge switch unit 26th is with the first contact element of a fifth connection contact 11th connected. The discharge switch unit 26th and the additional switch unit 27 are, for example, each designed as a relay. The display units 21 , 22nd each have, for example, a light-emitting element, for example a light-emitting diode, which when a current flows through the respective current path 32 , 33 Emits (visible) light. The light elements of the two display units 21 , 22nd be designed, for example, in such a way that they emit light of different frequencies from one another. For example, the luminous element of the display unit 21 Emit orange light and the light element of the display unit 22nd can send out the green light. The additional switch unit 27 is also via one resistor each 45 , 46 with each of the two main connections 13th , 14th connected and is based on the ratio of these resistances 45 , 46 falling voltages controlled.

Der zweite Teiladapter 5 weist zwei Verschaltungsanschlüsse 51, 52, zwei Zusatzanschlüsse 53, 54, einen Überbrückungswiderstand 50, eine Überbrückungsschaltereinheit 28, eine Unterbrechungsschaltereinheit 29, eine dritte Anzeigeeinheit 23, eine Logikeinheit 55, eine Kommunikationseinheit 56 und ein Netzteil 57 auf.The second part adapter 5 has two interconnection connections 51 , 52 , two additional connections 53 , 54 , a bypass resistor 50 , a bypass switch unit 28 , a circuit breaker unit 29 , a third display unit 23 , a unit of logic 55 , a communication unit 56 and a power supply 57 on.

Ein erster Verschaltungsanschluss 51 und ein erster Zusatzanschluss 53 sind mit dem zweiten Kontaktelement des ersten Verbindungskontakts 7 verbunden. Ein zweiter Verschaltungsanschluss 52 und ein zweiter Zusatzanschluss 54 sind über einen Strompfad 34, der durch die Unterbrechungsschaltereinheit 29 unterbrechbar ist, mit dem zweiten Kontaktelement des zweiten Verbindungskontakts 8 verbunden. Ferner sind die beiden Verschaltungsanschlüsse 51, 52 und die beiden Zusatzanschlüsse 53, 54 über einen Strompfad 35 miteinander verbunden, in dem der Überbrückungswiderstand 50 angeordnet ist und der durch die Überbrückungsschaltereinheit 28 unterbrechbar ist.A first interconnection connection 51 and a first additional connection 53 are with the second contact element of the first connection contact 7th connected. A second interconnection connection 52 and a second additional connection 54 are via a current path 34 by the circuit breaker unit 29 is interruptible, with the second contact element of the second connection contact 8th connected. Furthermore, the two interconnection connections are 51 , 52 and the two additional connections 53 , 54 via a current path 35 connected to each other in which the bridging resistance 50 is arranged and that by the bypass switch unit 28 is interruptible.

Die Überbrückungsschaltereinheit 28, die Unterbrechungsschaltereinheit 29 und die dritte Anzeigeeinheit 23 sind mit der Logikeinheit 55 verbunden und mit der Logikeinheit 55 ansteuerbar. Die Logikeinheit 55 ist ferner mit dem zweiten Kontaktelement des fünften Verbindungskontakts 11 und mit der Kommunikationseinheit 56 verbunden. Die Kommunikationseinheit 56 ist mit dem zweiten Kontaktelement des vierten Verbindungskontakts 10 verbunden. Das Netzteil 57 ist mit der Logikeinheit 55, der Kommunikationseinheit 56 und dem zweiten Kontaktelement des dritten Verbindungskontakts 9 sowie über jeweils einen Widerstand 47, 48 mit jedem der beiden Verschaltungsanschlüsse 51, 52 und jedem der beiden Zusatzanschlüsse 53, 54 verbunden.The bypass switch unit 28 , the circuit breaker unit 29 and the third display unit 23 are with the logic unit 55 connected and with the logic unit 55 controllable. The logic unit 55 is also with the second contact element of the fifth connection contact 11th and with the communication unit 56 connected. The communication unit 56 is with the second contact element of the fourth connection contact 10 connected. The power supply 57 is with the logic unit 55 , the communication unit 56 and the second contact element of the third connection contact 9 as well as one resistor each 47 , 48 with each of the two interconnection connections 51 , 52 and each of the two additional connections 53 , 54 connected.

Die Überbrückungsschaltereinheit 28 und die Unterbrechungsschaltereinheit 29 sind beispielsweise jeweils als ein Relais ausgeführt. Die dritte Anzeigeeinheiten 23 weist beispielsweise ein Leuchtelement, beispielsweise eine Leuchtdiode, auf, das bei einem Stromfluss durch das Leuchtelement (sichtbares) Licht aussendet.The bypass switch unit 28 and the breaker unit 29 are, for example, each designed as a relay. The third display units 23 has for example a light-emitting element, for example a light-emitting diode, which emits (visible) light when a current flows through the light-emitting element.

Um mehrere Energiespeichermodule seriell zu verschalten, wird jedes Energiespeichermodul mit dem ersten Teiladapter 3 eines Adapters 1 verbunden, wobei der erste Hauptanschluss 13 mit dem ersten Modulanschluss des Energiespeichermoduls verbunden wird, der zweite Hauptanschluss 14 mit dem zweiten Modulanschluss des Energiespeichermoduls verbunden wird, der Versorgungsanschluss 15 mit einem Versorgungseingang des Energiespeichermoduls verbunden wird und der Kommunikationsanschluss 16 mit einer Kommunikationsschnittstelle des Energiespeichermoduls verbunden wird. Ferner wird der erste Teiladapter 3 mit dem zweiten Teiladapter 5 des Adapters 1 verbunden, wobei die beiden Kontaktelemente jedes Verbindungskontakts 7 bis 11 miteinander verbunden werden. Zwei Energiespeichermodule werden miteinander seriell verschaltet, indem der erste Verschaltungsanschluss 51 des mit einem Energiespeichermodul verbundenen Adapters 1 mit dem zweiten Verschaltungsanschluss 52 des mit dem anderen Energiespeichermodul verbundenen Adapters 1 verbunden wird, beispielsweise durch ein Verbindungskabel 58.In order to connect several energy storage modules in series, each energy storage module is connected to the first partial adapter 3 an adapter 1 connected, the first main connection 13th is connected to the first module connection of the energy storage module, the second main connection 14th is connected to the second module connection of the energy storage module, the supply connection 15th is connected to a supply input of the energy storage module and the communication connection 16 is connected to a communication interface of the energy storage module. Furthermore, the first part adapter 3 with the second part adapter 5 of the adapter 1 connected, the two contact elements of each connecting contact 7 to 11 be connected to each other. Two energy storage modules are interconnected in series with one another by the first interconnection connection 51 of the adapter connected to an energy storage module 1 with the second interconnection connection 52 of the adapter connected to the other energy storage module 1 is connected, for example by a connecting cable 58 .

In dem Normalbetrieb eines Energiespeichermoduls sind die Strompfade 31 und 35 unterbrochen und der Strompfad 34 ist geschlossen, so dass der erste Modulanschluss des Energiespeichermoduls mit dem ersten Verschaltungsanschluss 51 eines Adapters 1 verbunden ist und der zweite Modulanschluss des Energiespeichermoduls mit dem zweiten Verschaltungsanschluss 52 des Adapters 1 verbunden ist. Das Netzteil 57 versorgt die Logikeinheit 55 und die Kommunikationseinheit 56 mit elektrischer Energie.The current paths are in normal operation of an energy storage module 31 and 35 interrupted and the current path 34 is closed, so that the first module connection of the energy storage module with the first interconnection connection 51 an adapter 1 is connected and the second module connection of the energy storage module to the second interconnection connection 52 of the adapter 1 connected is. The power supply 57 supplies the logic unit 55 and the communication unit 56 with electrical energy.

Im Fall eines Defekts eines Energiespeichermoduls werden in dem mit dem Energiespeichermodul verbundenen Adapter 1 der Strompfad 35 durch die Überbrückungsschaltereinheit 28 geschlossen und der Strompfad 34 durch die Unterbrechungsschaltereinheit 29 unterbrochen. Durch das Unterbrechen des Strompfads 34 wird dabei das Energiespeichermodul aus der Reihenschaltung der übrigen Energiespeichermodule entfernt und durch das Schließen des Strompfads 35 wird das aus der Reihenschaltung entfernte Energiespeichermodul überbrückt, so dass die serielle Verschaltung der übrigen Energiespeichermodule bestehen bleibt. Gleichzeitig wird die dritte Anzeigeeinheit 23 aktiviert, mit der die Überbrückung des Energiespeichermoduls und dessen Entfernen aus der Serienschaltung angezeigt werden.In the event of a defect in an energy storage module, the adapter connected to the energy storage module 1 the current path 35 by the bypass switch unit 28 closed and the current path 34 by the circuit breaker unit 29 interrupted. By breaking the current path 34 the energy storage module is removed from the series connection of the remaining energy storage modules and the current path is closed 35 the energy storage module removed from the series connection is bridged, so that the serial connection of the remaining energy storage modules remains. At the same time, the third display unit 23 activated, with which the bridging of the energy storage module and its removal from the series circuit are displayed.

Um ein Energiespeichermodul auszutauschen, wird das Energiespeichermodul zunächst wie oben beschrieben überbrückt und aus der Serienschaltung entfernt. Anschließend oder gleichzeitig wird der Strompfad 31 durch die Entladeschaltereinheit 26 und die Zusatzschaltereinheit 27 geschlossen, um das Energiespeichermodul über den Entladewiderstand 39 zu entladen. Wenn der Ladezustand des Energiespeichermoduls einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, wird der Strompfad 31 durch die Zusatzschaltereinheit 27 wieder unterbrochen, um mit der Restenergie des Energiespeichermoduls die Anzeigeeinheiten 21 und 22 zu betreiben. Dabei zeigt eine erste Anzeigeeinheit 21 die Entladung des Energiespeichermoduls an und die zweite Anzeigeeinheit 22 zeigt an, dass der Ladezustand des Energiespeichermoduls den Schwellenwert unterschritten hat. Der Schwellenwert ist dabei vorzugsweise ein Ladezustand, bei dem das Energiespeichermodul gefahrlos berührt werden kann. Nachdem der Ladezustand den Schwellenwert unterschritten hat, wird das Energiespeichermodul zusammen mit dem mit ihm verbundenen ersten Teiladapter 3 entfernt und kann durch ein neues Energiespeichermodul ersetzt werden.To exchange an energy storage module, the energy storage module is first bridged as described above and removed from the series circuit. Then or at the same time the current path is 31 through the discharge switch unit 26th and the additional switch unit 27 closed to the energy storage module via the discharge resistor 39 to discharge. If the state of charge of the energy storage module falls below a predetermined threshold value, the current path is 31 through the additional switch unit 27 interrupted again to the display units with the remaining energy of the energy storage module 21 and 22nd to operate. A first display unit shows 21 the discharge of the energy storage module and the second display unit 22nd indicates that the state of charge of the energy storage module has fallen below the threshold value. The threshold value is preferably a state of charge at which the energy storage module can be touched without risk. After the state of charge has fallen below the threshold value, the energy storage module together with the first partial adapter connected to it 3 removed and can be replaced by a new energy storage module.

Der Betriebszustand eines Energiespeichermoduls wird dem mit dem Energiespeichermodul verbundenen Adapter 1 beispielsweise von der Kommunikationsschnittstelle des Energiespeichermoduls über den Kommunikationsanschluss 16 mitgeteilt. Die Kommunikationsschnittstelle ist beispielsweise an ein Bussystem, beispielsweise an einen CAN-Bus angeschlossen. Ein Defekt eines Energiespeichermoduls wird dem mit dem Energiespeichermodul verbundenen Adapter 1 dann von der Kommunikationsschnittstelle des Energiespeichermoduls über den Kommunikationsanschluss 16 mitgeteilt, worauf die Logikeinheit 55 die Überbrückungsschaltereinheit 28, die Unterbrechungsschaltereinheit 29, die Entladeschaltereinheit 26 und die Zusatzschaltereinheit 27 ansteuert, um wie oben beschrieben den Strompfad 35 zu schließen, den Strompfad 34 zu unterbrechen und den Strompfad 31 zunächst zu schließen und nach Entladen des Energiespeichermoduls unter den Schwellenwert wieder zu unterbrechen. Die Kommunikationseinheit 56 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, einen Betriebszustand des Energiespeichermoduls drahtlos oder beispielsweise über Powerline zu kommunizieren. Die Kommunikationseinheit 56 kann auch dazu eingerichtet sein, Signale drahtlos oder beispielsweise über Powerline zu empfangen, mit denen beispielsweise die Überbrückungsschaltereinheit 28, die Unterbrechungsschaltereinheit 29, die Entladeschaltereinheit 26 und die Zusatzschaltereinheit 27 über die Logikeinheit 55 angesteuert werden. Ansonsten können über den Kommunikationsanschluss 16 allgemeine Diagnosedaten bezogen und Prüfzyklen ausgelöst werden.The operating state of an energy storage module is determined by the adapter connected to the energy storage module 1 for example from the communication interface of the energy storage module via the communication connection 16 communicated. The communication interface is connected, for example, to a bus system, for example to a CAN bus. The adapter connected to the energy storage module becomes a defect in an energy storage module 1 then from the communication interface of the energy storage module via the communication connection 16 communicated what the logic unit 55 the bypass switch unit 28 , the circuit breaker unit 29 , the discharge switch unit 26th and the additional switch unit 27 controls the current path as described above 35 to close the rung 34 to interrupt and the current path 31 to close first and to interrupt again after the energy storage module has discharged below the threshold value. The communication unit 56 can for example be set up to communicate an operating state of the energy storage module wirelessly or, for example, via powerline. The communication unit 56 can also be set up to receive signals wirelessly or, for example, via powerline, with which the bridging switch unit, for example 28 , the circuit breaker unit 29 , the discharge switch unit 26th and the additional switch unit 27 via the logic unit 55 can be controlled. Otherwise you can use the communication port 16 general diagnostic data are obtained and test cycles are triggered.

Wenn ein mit zwei anderen Adaptern 1 seriell verschalteter Adapter 1 oder dessen Teiladapter 5 defekt ist, kann der defekte Adapter 1 oder Teiladapter 5 durch ein Überbrückungskabel 59 überbrückt werden, das den ersten Zusatzanschluss 53 eines mit dem defekten Adapter 1 seriell verschalteten Adapters 1 mit dem zweiten Zusatzanschluss 54 des anderen mit dem defekten Adapter 1 seriell verschalteten Adapters 1 verbindet. Das Überbrückungskabel 59 weist vorzugsweise einen Lastwiderstand auf, der dem Überbrückungswiderstand 50 entspricht. Nach dem Überbrücken des defekten Adapters 1 kann dieser Adapter 1 ausgetauscht werden.If one with two other adapters 1 serially connected adapter 1 or its partial adapter 5 is defective, the defective adapter 1 or partial adapter 5 through a jumper cable 59 that is the first additional connection 53 one with the defective adapter 1 serially connected adapter 1 with the second additional connection 54 the other with the defective adapter 1 serially connected adapter 1 connects. The jumper cable 59 preferably has a load resistance that corresponds to the bridging resistance 50 is equivalent to. After bridging the defective adapter 1 can this adapter 1 be replaced.

2 (2) zeigt einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Adapters 1 für ein serielles Verschalten von elektrischen Energiespeichermodulen. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel hauptsächlich dadurch, dass die Logikeinheit 55, die Kommunikationseinheit 56 und das Netzteil 57 in dem ersten Teiladapter 3 statt in dem zweiten Teiladapter 5 angeordnet sind. Die Logikeinheit 55 ist mit den ersten Kontaktelementen des vierten Verbindungskontakts 10 und des fünften Verbindungskontakts 11 verbunden. Das zweite Kontaktelement des vierten Verbindungskontakts 10 ist mit der Unterbrechungsschaltereinheit 29 verbunden, das zweite Kontaktelement des fünften Verbindungskontakts 11 ist mit der Entladeschaltereinheit 28 verbunden. Die Kommunikationseinheit 56 ist mit dem Kommunikationsanschluss 16 verbunden. Das Netzteil 57 ist mit dem Versorgungsanschluss 15 und der ersten Elektrode des Kondensators 17 verbunden. Die dritte Anzeigeeinheit 23 ist in Reihe mit einem Widerstand 40 in einem Strompfad 36 angeordnet, der von der Entladeschaltereinheit 28 unterbrechbar ist. Der zweite Teiladapter 5 dieses Ausführungsbeispiels weist außerdem eine vierte Anzeigeeinheit 24 in Reihe mit einem Widerstand 49 in einem Strompfad 37 auf, der von der Unterbrechungsschaltereinheit 29 unterbrechbar ist. Dementsprechend signalisiert die dritte Anzeigeeinheit 23 einen Schaltzustand der Entladeschaltereinheit 28 und die vierte Anzeigeeinheit 24 signalisiert einen Schaltzustand der Unterbrechungsschaltereinheit 29. 2 ( 2 ) shows a circuit diagram of a second embodiment of an adapter according to the invention 1 for a serial connection of electrical energy storage modules. This embodiment differs from that in 1 shown first embodiment mainly by the fact that the logic unit 55 , the communication unit 56 and the power supply 57 in the first part adapter 3 instead of in the second part adapter 5 are arranged. The logic unit 55 is with the first contact elements of the fourth connection contact 10 and the fifth connection contact 11th connected. The second contact element of the fourth connection contact 10 is with the circuit breaker unit 29 connected, the second contact element of the fifth connection contact 11th is with the discharge switch unit 28 connected. The communication unit 56 is with the communication port 16 connected. The power supply 57 is with the supply connection 15th and the first electrode of the capacitor 17th connected. The third display unit 23 is in series with a resistor 40 in a current path 36 arranged by the discharge switch unit 28 is interruptible. The second part adapter 5 this embodiment also has a fourth display unit 24 in series with a resistor 49 in a current path 37 on that of the circuit breaker unit 29 is interruptible. The third display unit signals accordingly 23 a switching state of the discharge switch unit 28 and the fourth display unit 24 signals a switching state of the circuit breaker unit 29 .

Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel hat gegenüber dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass die Kommunikationseinheit 56 und die Logikeinheit 55 am Energiespeichermodul verbleiben, wenn ein defektes Energiespeichermodul entfernt wird. Die Kommunikation mit dem Teiladapter 3 kann dann auch während des Transports des Energiespeichermoduls zu einem sicheren Lagerplatz aufrecht erhalten bleiben und so die Position und sichere Verbringung des beschädigten Energiespeichermoduls verfolgt werden. Ein fehlerfreies, neues, geladenes Energiespeichermodul kann an die freigewordene Stelle gebracht, dort eingesetzt und in den Verbund des Speicherstrangs durch entsprechende Betätigung der Schaltereinheiten 26 bis 29 eingebracht werden. Hierzu steuert die Logikeinheit 55 beim Transport die Zusatzschaltereinheit 27 so an, dass keine Entladung des Energiespeichermoduls stattfindet, und nach Einbringung die Überbrückungsschaltereinheit 28 und die Unterbrechungsschaltereinheit 29 so, dass der ursprüngliche Zustand des Speicherstrangs wiederhergestellt ist.This in 2 The embodiment shown has compared to the in 1 The embodiment shown has the advantage that the communication unit 56 and the logic unit 55 remain on the energy storage module if a defective energy storage module is removed. Communication with the partial adapter 3 can then also be maintained during the transport of the energy storage module to a safe storage location and thus the position and safe movement of the damaged energy storage module can be tracked. A fault-free, new, charged energy storage module can be brought to the vacated location, inserted there and integrated into the storage string by actuating the switch units accordingly 26th until 29 be introduced. The logic unit controls this 55 the additional switch unit during transport 27 in such a way that the energy storage module does not discharge, and the bypass switch unit after it has been brought in 28 and the breaker unit 29 so that the memory string is restored to its original state.

In einem separaten Reservespeicherstrang können eine Anzahl von Energiespeichermodulen für den Austausch von Energiespeichermodulen geladen bereitgehalten werden. Beispielsweise kann eine automatisierte Verfahreinheit beschädigte, entladene Module entnehmen und diese an einen sicheren Abstellort verbringen, beispielsweise in einen Speicherschrank. Später kann die automatisierte Verfahreinheit ein geladenes Energiespeichermodul aus dem Reservespeicherstrang entnehmen und dieses an die freie Stelle im Speicherstrang verbringen.A number of energy storage modules for exchanging energy storage modules can be kept ready in a separate reserve storage line. For example, an automated moving unit can remove damaged, unloaded modules and transfer them to a safe storage location, for example in a storage cabinet. Later, the automated moving unit can remove a charged energy storage module from the reserve storage string and transfer it to the free position in the storage string.

Die in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele können in verschiedener Weise abgewandelt werden. Beispielsweise kann die Unterbrechungsschaltereinheit 29 in dem ersten Teiladapter 3 statt in dem zweiten Teiladapter 5 angeordnet sein. Ferner kann der erste Teiladapter 3 in ein Energiespeichermodul integriert sein, statt über die Anschlüsse 13 bis 16 mit einem Energiespeichermodul verbindbar und außen montiert zu sein. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Teiladapter 5 zusammen mit weiteren zweiten Teiladaptern 5 fest in einer Einrichtung, beispielsweise in einem Schrank, angeordnet sein, die zur Aufnahme von Energiespeichermodulen eingerichtet ist, wobei die zweiten Teiladapter 5 beispielsweise als identische Rückwandplatinen der Einrichtung ausgebildet sein können. Dabei können die zweiten Teiladapter 5 dauerhaft miteinander verschaltet sein, beispielsweise durch Federkontakte, statt lösbar beispielsweise durch Verbindungskabel 58. Die Verbindung zwischen den Teiladaptern 3, 5 kann, wie oben bereits ausgeführt wurde, beispielsweise durch Schleifkontakte in Schienen eines Einschubsystems für die Energiespeichermodule und/oder durch Steckkontakte, beispielsweise an der Rückseite der Energiespeichermodule mit direkter Verbindung zu den beispielsweise als Rückwandplatinen ausgebildeten Teiladaptern 5 ausgeführt sein. Ferner kann der Adapter 1 wenigstens einen Messsensor, beispielsweise einen Temperatursensor, Spannungssensor und/oder Gassensor aufweisen. Die Messsignale derartiger Sensoren können beispielsweise über die Kommunikationseinheit 56 versendet werden.The ones in the 1 and 2 The exemplary embodiments shown can be modified in various ways. For example, the circuit breaker unit 29 in the first part adapter 3 instead of in the second part adapter 5 be arranged. Furthermore, the first part adapter 3 be integrated into an energy storage module instead of via the connections 13th until 16 to be connected to an energy storage module and mounted on the outside. As an alternative or in addition, the second partial adapter 5 together with further second partial adapters 5 be permanently arranged in a device, for example in a cabinet, which is set up to accommodate energy storage modules, the second sub-adapter 5 for example, can be designed as identical backplanes of the device. The second partial adapters 5 be permanently interconnected, for example by spring contacts, instead of releasably, for example by connecting cables 58 . The connection between the partial adapters 3 , 5 can, as already stated above, for example by sliding contacts in rails of a slide-in system for the energy storage modules and / or by plug-in contacts, for example on the rear of the energy storage modules with a direct connection to the partial adapters, for example designed as backplanes 5 be executed. Furthermore, the adapter 1 have at least one measuring sensor, for example a temperature sensor, voltage sensor and / or gas sensor. The measurement signals of such sensors can, for example, via the communication unit 56 be shipped.

Ferner kann vorgesehen sein, dass ein sicherer Zustand eines Energiespeichermoduls, in dem der Ladezustand des Energiespeichermoduls den Schwellenwert unterschreitet, nicht nur durch die Anzeigeeinheit 22 des ersten Teiladapters 3 angezeigt wird, sondern dass im sicheren Zustand des Energiespeichermoduls ein in dem zweiten Teiladapter 5 angeordneter zwangsgeführter Kontakt schließt, durch den bei einer seriellen Verschaltung des zweiten Teiladapters 5 mit anderen zweiten Teiladaptern 5 ein Strompfad geschlossen wird, in dem eine weitere Anzeigeeinheit angeordnet ist, durch die der sichere Zustand signalisiert wird (beispielsweise durch eine Lampe, die durch Durchschleifen einer Spannung angesteuert wird).Furthermore, it can be provided that a safe state of an energy storage module, in which the state of charge of the energy storage module falls below the threshold value, not only through the display unit 22nd of the first partial adapter 3 is displayed, but that in the safe state of the energy storage module in the second part adapter 5 arranged positively driven contact closes, through the serial connection of the second part adapter 5 with other second partial adapters 5 a current path is closed, in which a further display unit is arranged, by which the safe state is signaled (for example by a lamp that is controlled by looping through a voltage).

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in more detail by means of preferred exemplary embodiments, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Adapteradapter
3, 53, 5
TeiladapterPart adapter
7 bis 117 to 11
VerbindungskontaktConnection contact
13, 1413, 14
HauptanschlussMain connection
1515th
VersorgungsanschlussSupply connection
1616
KommunikationsanschlussCommunication port
1717th
Kondensatorcapacitor
18, 1918, 19
Diodediode
21 bis 2421 to 24
AnzeigeeinheitDisplay unit
2626th
EntladeschaltereinheitDischarge switch unit
2727
ZusatzschaltereinheitAdditional switch unit
2828
ÜberbrückungsschaltereinheitBypass switch unit
2929
UnterbrechungsschaltereinheitCircuit breaker unit
31 bis 3731 to 37
StrompfadCurrent path
3939
EntladewiderstandDischarge resistance
40 bis 4940 to 49
Widerstandresistance
5050
ÜberbrückungswiderstandBridging resistance
51, 5251, 52
VerschaltungsanschlussInterconnection connection
53, 5453, 54
ZusatzanschlussAdditional connection
5555
LogikeinheitLogic unit
5656
KommunikationseinheitCommunication unit
5757
Netzteilpower adapter
5858
Verbindungskabelconnection cable
5959
ÜberbrückungskabelJumper cables

Claims (15)

Adapter (1) für ein serielles Verschalten von elektrischen Energiespeichermodulen, die für das Verschalten jeweils zwei Modulanschlüsse aufweisen, der Adapter (1) umfassend - zwei mechanisch und elektrisch lösbar miteinander verbindbare Teiladapter (3, 5), wovon - ein erster Teiladapter (3) mit einem Energiespeichermodul elektrisch und mechanisch lösbar verbindbar oder fest verbunden ist und - der zweite Teiladapter (5) zwei Verschaltungsanschlüsse (51, 52) aufweist, die durch den ersten Teiladapter (3) mit jeweils einem Modulanschluss eines Energiespeichermoduls verbindbar sind, wobei - der erste Teiladapter (3) einen Entladewiderstand (39) und eine Entladeschaltereinheit (26), durch die die beiden Modulanschlüsse eines mit dem ersten Teiladapter (3) verbundenen Energiespeichermoduls über den Entladewiderstand (39) zum Entladen des Energiespeichermoduls miteinander elektrisch verbindbar sind, aufweist, und - der zweite Teiladapter (5) einen Überbrückungswiderstand (50) und eine Überbrückungsschaltereinheit (28), durch die die beiden Verschaltungsanschlüsse (51, 52) über den Überbrückungswiderstand (50) miteinander elektrisch verbindbar sind, aufweist.Adapter (1) for the serial connection of electrical energy storage modules which each have two module connections for the connection, the adapter (1) comprising - two mechanically and electrically detachably connectable part adapters (3, 5), of which - a first part adapter (3) is electrically and mechanically releasably connectable or permanently connected to an energy storage module and - the second partial adapter (5) has two interconnection connections (51, 52), which are connected by the first Part adapters (3) can each be connected to a module connection of an energy storage module, wherein - the first part adapter (3) has a discharge resistor (39) and a discharge switch unit (26) through which the two module connections of an energy storage module connected to the first part adapter (3) are Discharge resistor (39) can be electrically connected to one another for discharging the energy storage module, and - the second sub-adapter (5) has a bridging resistor (50) and a bridging switch unit (28) through which the two interconnection connections (51, 52) via the bridging resistor (50 ) are electrically connectable to one another. Adapter (1) nach Anspruch 1, wobei die Entladeschaltereinheit (26) ein Relais ist und/oder die Überbrückungsschaltereinheit (28) ein Relais ist.Adapter (1) Claim 1 wherein the discharge switch unit (26) is a relay and / or the bypass switch unit (28) is a relay. Adapter (1) nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Logikeinheit (55), über die die Entladeschaltereinheit (26) und die Überbrückungsschaltereinheit (28) ansteuerbar sind.Adapter (1) Claim 1 or 2 with a logic unit (55) via which the discharge switch unit (26) and the bridging switch unit (28) can be controlled. Adapter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Unterbrechungsschaltereinheit (29), mit der die elektrische Verbindung eines Verschaltungsanschlusses (51, 52) des zweiten Teiladapters (5) mit einem Modulanschluss eines Energiespeichermoduls unterbrechbar ist.Adapter (1) according to one of the preceding claims with an interruption switch unit (29) with which the electrical connection of an interconnection connection (51, 52) of the second partial adapter (5) to a module connection of an energy storage module can be interrupted. Adapter (1) nach Anspruch 4, wobei die Unterbrechungsschaltereinheit (29) ein Relais ist.Adapter (1) Claim 4 wherein the breaker switch unit (29) is a relay. Adapter (1) nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Unterbrechungsschaltereinheit (29) über die Logikeinheit (55) ansteuerbar ist.Adapter (1) Claim 3 and one of the Claims 4 or 5 , wherein the interrupt switch unit (29) can be controlled via the logic unit (55). Adapter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Kommunikationseinheit (56), die zum Senden und/oder Empfangen von Signalen eingerichtet ist.Adapter (1) according to one of the preceding claims, having a communication unit (56) which is set up to send and / or receive signals. Adapter (1) nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 3 oder 6, wobei die Logikeinheit (55) durch die Kommunikationseinheit (56) steuerbar ist.Adapter (1) Claim 7 and one of the Claims 3 or 6th , wherein the logic unit (55) can be controlled by the communication unit (56). Adapter (1) nach einem der Ansprüche 3, 6 oder 8 mit einem Netzteil (57), durch das die Logikeinheit (55) mit elektrischer Energie versorgbar ist.Adapter (1) according to one of the Claims 3 , 6th or 8th with a power supply unit (57) through which the logic unit (55) can be supplied with electrical energy. Adapter (1) nach den Ansprüchen 7 und 9, wobei die Kommunikationseinheit (56) durch das Netzteil (57) mit elektrischer Energie versorgbar ist.Adapter (1) according to the Claims 7 and 9 wherein the communication unit (56) can be supplied with electrical energy by the power supply unit (57). Adapter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teiladapter (3) eine erste Anzeigeeinheit (21) aufweist, die signalisiert, ob die beiden Modulanschlüsse eines mit dem ersten Teiladapter (3) verbundenen Energiespeichermoduls über den Entladewiderstand (39) des ersten Teiladapters (3) miteinander elektrisch verbunden sind.The adapter (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first partial adapter (3) has a first display unit (21) which signals whether the two module connections of an energy storage module connected to the first partial adapter (3) via the discharge resistor (39) of the first Part adapter (3) are electrically connected to one another. Adapter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teiladapter (3) eine zweite Anzeigeeinheit (22) aufweist, die signalisiert, ob ein Ladezustand eines mit dem ersten Teiladapter (3) verbundenen Energiespeichermoduls einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.The adapter (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first partial adapter (3) has a second display unit (22) which signals whether a charge state of an energy storage module connected to the first partial adapter (3) falls below a predetermined threshold value. Adapter (1) nach Anspruch 12, wobei der erste Teiladapter (3) eine Zusatzschaltereinheit (27) aufweist, mit der ein von der Entladeschaltereinheit (26) geschlossener Strompfad (31) zwischen den beiden Modulanschlüssen eines mit dem ersten Teiladapter (3) verbundenen Energiespeichermoduls unterbrochen wird und die zweite Anzeigeeinheit (22) eingeschaltet wird, wenn der Ladezustand des mit dem ersten Teiladapter (3) verbundenen Energiespeichermoduls den Schwellenwert unterschreitet.Adapter (1) Claim 12 , wherein the first part adapter (3) has an additional switch unit (27) with which a current path (31) closed by the discharge switch unit (26) between the two module connections of an energy storage module connected to the first part adapter (3) is interrupted and the second display unit ( 22) is switched on when the state of charge of the energy storage module connected to the first partial adapter (3) falls below the threshold value. Adapter (1) nach Anspruch 13 und einem der Ansprüche 3, 6, 8 oder 9, wobei die Zusatzschaltereinheit (27) über die Logikeinheit (55) ansteuerbar ist.Adapter (1) Claim 13 and one of the Claims 3 , 6th , 8th or 9 , wherein the additional switch unit (27) can be controlled via the logic unit (55). Adapter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer dritten Anzeigeeinheit (23), die signalisiert, ob die beiden Verschaltungsanschlüsse (51, 52) des zweiten Teiladapters (5) über den Überbrückungswiderstand (50) miteinander elektrisch verbunden sind.Adapter (1) according to one of the preceding claims, with a third display unit (23) which signals whether the two interconnection connections (51, 52) of the second partial adapter (5) are electrically connected to one another via the bridging resistor (50).
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