EP2697503A2 - Energiespeicheranordnung - Google Patents

Energiespeicheranordnung

Info

Publication number
EP2697503A2
EP2697503A2 EP12727278.9A EP12727278A EP2697503A2 EP 2697503 A2 EP2697503 A2 EP 2697503A2 EP 12727278 A EP12727278 A EP 12727278A EP 2697503 A2 EP2697503 A2 EP 2697503A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lithium
energy storage
energy
elements
energy store
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12727278.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Winkler
Michael Wansner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP2697503A2 publication Critical patent/EP2697503A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862—Circuits specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866—Circuits specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H01M10/12—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/30—Nickel accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34—Gastight accumulators
    • H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4264—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing with capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits specially adapted for starting of engines
    • F02N2011/0881—Components of the circuit not provided for by previous groups
    • F02N2011/0885—Capacitors, e.g. for additional power supply
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2105/00—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load
    • H02J2105/30—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles
    • H02J2105/33—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles exchanging power with road vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to an energy storage arrangement comprising a rechargeable energy store, wherein the energy store comprises a plurality of lithium-based storage elements.
  • a first energy storage comprises a lead acid battery in the form of a plurality of lead-based, to be designated as cells, storage elements.
  • a second energy store connected in parallel therewith can be in the form of a capacitor, for example, which generates the high currents required, for example, when starting the motor vehicle. This is particularly advantageous if, due to a low state of charge of the first energy store, the high current levels can not be provided by it alone.
  • CONFIRMATION COPY equally given in vehicles with a 24 volt electrical system or 28 volt electrical system, z. B. in trucks or buses.
  • the present invention is based on the problem of providing an improved energy storage arrangement.
  • an energy storage device of the type mentioned which is characterized in that the energy storage of 3 memory elements based on lithium and 1 memory element based on lithium titanate or 4 memory elements formed based on lithium titanate and 1 memory element based on lithium is or 3 memory elements based on lithium and 2 memory elements based on a nickel metal hydride.
  • the present invention proposes an energy storage device having a plurality of lithium-based storage elements comprising energy storage, which consists of 3 storage elements based on lithium and 1 storage element based on lithium titanate or 4 storage elements based on lithium titanate and 1 storage element based on lithium or 3 storage elements Lithium and 2 memory elements formed based on a nickel metal hydride, before.
  • the principle according to the invention based on the first two embodiments is therefore based essentially on the combination of different types of lithium-based storage elements, which are connected to the energy storage device according to the invention associated energy storage.
  • the inventive principle provides alternative embodiments of a corresponding energy storage. It is inventively possible to form the energy storage of 3 memory elements based on lithium and 1 memory element based on lithium titanate or alternatively of 4 memory elements based on lithium titanate and 1 memory element based on lithium.
  • the energy storage is formed of 3 storage elements based on lithium and 2 storage elements based on a nickel metal hydride.
  • the memory elements forming the energy storage are based here only in part, ie in the form of the 3 lithium-based storage elements, on lithium.
  • Nickel metal hydride based storage elements typically comprise a first, particularly negative, electrode of nickel (II) hydroxide and a second, especially positive, electrode of a metal hydride, ie, generally a metal-hydrogen compound.
  • All lithium-based storage elements are preferably based on a lithium-cobalt-manganese-nickel compound and are therefore preferably present as NMC storage elements or NMC cells.
  • the energy storage device according to the invention or the energy storage device according to the invention has, in particular compared to a corresponding lead-based energy storage, a number of advantages. These include, for example, an increased life and improved recuperation, d. H. an improved suitability for use in a recuperation operation of a motor vehicle.
  • a parallel connection of a further, in particular lead-based energy storage, to the energy storage with the inventive principle is not mandatory, so that the above-mentioned disadvantages associated with the use of lead-based energy storage in the energy storage device according to the invention do not occur.
  • the energy storage device thus forms part of a vehicle electrical system of a motor vehicle, wherein the on-board network comprises at least one generator, in particular for charging the energy storage, and at least one consumer consuming electrical power
  • the energy storage device forming the energy storage device according to the invention serves both the starting of the motor vehicle respectively an associated Drive unit as well as the operation of appropriate connected to the electrical system consumers.
  • the electrical system is in particular a 12V electrical system, wherein the energy storage of 3 storage elements based on lithium and 1 storage element based on lithium titanate or 4 storage elements based on lithium titanate and 1 storage element based on lithium or 3 storage elements based on lithium and 2 storage elements is formed based on a nickel metal hydride.
  • the electrical system can also be a 24V electrical system or 28V electrical system.
  • the respective number of memory elements specified above doubles, with the possible combinations of the different types of memory element remaining the same.
  • the energy store is formed from 7 memory elements based on lithium.
  • the energy storage element forming memory elements are preferably connected in series. Series circuits of similar memory elements are widely known. In this way, it is possible to set the voltage of the energy store to almost any desired value as a function of the number of storage elements connected in series. Usually, the nominal voltages associated with the individual memory elements add up so that the energy store is one of the sum of the individual nominal voltage. tions of the respective memory elements corresponding nominal voltage.
  • an electrical switching means in particular a safety switch is connected upstream.
  • the electrical switching means serves, for example, an overvoltage protection and / or undervoltage protection and / or temperature protection.
  • the electrical switching means may be formed approximately in the form of a residual current circuit breaker. It is conceivable that the electrical switching means is switchable via a suitable, connected to this control device.
  • the energy storage arrangement according to the invention can in principle comprise at least one further rechargeable energy store connected in parallel to the energy store.
  • the further energy store may be, for example, a multiple lead-based storage elements comprehensive energy storage in terms of a lead acid battery.
  • the invention relates to a motor vehicle, comprising at least one energy storage arrangement as described above.
  • the motor vehicle is designed in particular as a hybrid motor vehicle or pure electric motor vehicle.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle electrical system of a motor vehicle according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 2 is a diagram of the course of the battery voltage U against the
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electrical system 1 of a motor vehicle 2 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the electrical system 1 is an energy storage device 3, a generator 4 and at least one consuming in operation electric power consumer 5, for example in the form of an air conditioner, associated.
  • the consumer 5 is separable via a switch 6 from the electrical system 1.
  • the energy storage device 3 comprises a rechargeable energy storage 7.
  • the energy storage 7 is preceded by an electrical switch 8, so that the electrical connection between the generator 4 and the energy storage device 7 is separable.
  • the switch 8 assumes safety functions such as in particular overvoltage protection, undervoltage protection or temperature protection.
  • the electrical system 1 is designed as a 12V electrical system.
  • the mains voltage of the electrical system 1 is about 12.5 to 15.5 volts.
  • the energy storage device 3 that is the energy storage 7, in a housing.
  • Such a particularly compact, easy to handle and weight-reduced design of the energy storage device 3 is given.
  • the energy store 7 is present as a lithium battery and is formed from three storage elements 9 based on lithium and a storage element 9 connected in series based on lithium titanate (cf., FIG. 2, line 10). Alternatively, it is possible for the energy store 7 to be formed from four storage elements 9 based on lithium titanate and a memory element 9 connected in series based on lithium (cf., FIG. 2, line 11).
  • the energy storage 7 is formed of three storage elements 9 based on lithium and two storage elements 9 based on a nickel metal hydride (NiMH) or a nickel metal hydride compound (see Fig. 2, line 12). All of the lithium-based storage elements 9 of the energy store 7 are preferably based on a lithium-cobalt-manganese-nickel compound and are therefore preferably present as NMC storage elements or NMC cells.
  • NiMH nickel metal hydride
  • NMC nickel metal hydride
  • FIG. 2 shows a diagram of the course of the battery voltage U against the state of charge SOC of three embodiments according to the invention of an energy store 7 (compare FIG. 2, lines 10, 11, 12).
  • the rated voltage of the energy storage device 7 formed of three storage elements 9 based on lithium and a storage element 9 based on lithium titanate (see FIG. 2, line 10) lies within one of the charge state limits of 0 and 100 % lying charge state interval of the energy storage 7 between 20 and 80% in a range between the maximum charging voltage (see Fig. 2, line 13) and the rated voltage (see Fig. 2, line 14) of a purely theoretically registered energy storage on lead.
  • the latter is not part of the electrical system 1 or the energy storage arrangement 3, but merely serves to illustrate the course of the battery voltage U of the energy store 7 in FIG. 2.
  • a similar course of the battery voltage U is also shown by the embodiment according to the invention of an energy store 7, which is formed from four storage elements 9 based on lithium titanate and a storage element 9 based on lithium (cf., FIG. 2, line 11).
  • the nominal voltage of the energy store 7 is between 20 and 80% within a charge state interval of the energy store 7 within the charge state limits of 0 and 100% in a range between the maximum charge voltage (see FIG. 2, line 13) and the nominal voltage (cf. Fig. 2, line 14) of a purely theoretical registered energy storage on lead.
  • a similar course of the battery voltage U shows the embodiment of the invention of an energy storage device 7, which consists of three Memory elements 9 is formed based on lithium and two memory elements 9 based on a nickel metal hydride or a nickel metal hydride compound.
  • the nominal voltage of the energy store 7 is between 20 and 90% within a charge state interval of the energy store 7 within the charge state limits of 0 and 100% in a range between the maximum charge voltage (see FIG. 2, line 13) and the rated voltage (cf. Fig. 2, line 14) of a purely theoretical registered energy storage on lead.
  • an energy storage device 3 may of course also be designed for a 24V vehicle electrical system 1.
  • the respective number of memory elements 9 specified above doubles, with the possible combinations of the different types of memory elements remaining the same.
  • the energy store 7 is formed from seven storage elements 9 based on lithium.
  • the energy storage arrangement 3 can basically comprise at least one further, the energy storage 7 connected in parallel rechargeable energy storage.
  • the further energy store may be, for example, a multiple lead-based storage elements comprehensive energy storage in terms of a lead acid battery.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Energiespeicheranordnung (3), umfassend einen wiederaufladbaren Energiespeicher (7), wobei der Energiespeicher (7) mehrere auf Lithium basierende Speicherelemente (9) umfasst, wobei der Energiespeicher (7) aus 3 Speicherelementen (9) basierend auf Lithium und 1 Speicherelement (9) basierend auf Lithium-Titanat oder 4 Speicherelementen (9) basierend auf Lithium-Titanat und 1 Speicherelement (9) basierend auf Lithium oder 3 Speicherelementen (9) basierend auf Lithium und 2 Speicherelementen (9) basierend auf einem Nickelmetallhydrid gebildet ist.

Description

Energiespeicheranordnung
Die Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung, umfassend einen wie- deraufladbaren Energiespeicher, wobei der Energiespeicher mehrere auf Lithium basierende Speicherelemente umfasst.
In modernen Kraftfahrzeugen sind regelmäßig Energiespeicheranordnungen mit mehreren parallel geschalteten wiederaufladbaren Energiespeichern vorgesehen, wobei üblicherweise ein erster Energiespeicher eine Bleibatterie in Form mehrerer auf Blei basierender, auch als Zellen zu bezeichnender, Speicherelemente umfasst. Ein hierzu parallel geschalteter zweiter Energiespeicher kann etwa in Form eines Kondensators vorliegen, welcher die beispielsweise beim Anlassen des Kraftfahrzeugs erforderlichen hohen Ströme erzeugt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn aufgrund eines geringen Ladezustands des ersten Energiespeichers die hohen Stromstärken allein durch diesen nicht bereitgestellt werden können.
Grundsätzlich problematisch bei auf Blei basierenden Energiespeichern ist der Spannungsabfall, sobald ein Generator bzw. Ladegerät vom Netz genommen bzw. abgeschaltet wird. Der Spannungsabfall kann bei einer üblicherweise in einem Kraftfahrzeug verbauten Bleibatterie von einer Ladespannung von ca. 14 Volt (V) während des Ladevorgangs auf eine Nennspannung von ca. 12 Volt bei Wegnahme des Ladestroms betragen. Gleichermaßen ist es bei auf Blei basierenden Energiespeichern nachteilhaft, dass diese eine vergleichsweise geringe Zyklenfestigkeit aufweisen, das heißt, dass mit diesen nur eine vergleichsweise geringe Anzahl an Ladebzw. Entladezyklen durchführbar ist. Beide Aspekte wirken sich insgesamt negativ auf die Leistungsfähigkeit einer einen auf Blei basierenden Energiespeicher aufweisenden Energiespeicheranordnung aus. Diese Probleme sind
BESTÄTIGUNGSKOPIE gleichermaßen bei Fahrzeugen mit einem 24 Volt-Bordnetz bzw. 28 Volt- Bordnetz gegeben, z. B. bei LKWs oder Bussen.
Der vorliegenden Erfindung liegt insofern das Problem zugrunde, eine verbesserte Energiespeicheranordnung anzugeben.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch eine Energiespeicheranordnung der eingangs genannten Art gelöst, welche sich dadurch auszeichnet, dass der Energiespeicher aus 3 Speicherelementen basierend auf Lithium und 1 Speicherelement basierend auf Lithium-Titanat oder 4 Speicherelementen basierend auf Lithium-Titanat und 1 Speicherelement basierend auf Lithium gebildet ist oder 3 Speicherelementen basierend auf Lithium und 2 Speicherelementen basierend auf einem Nickelmetallhydrid.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine Energiespeicheranordnung mit einem mehrere auf Lithium basierende Speicherelemente umfassenden Energiespeicher, welcher aus 3 Speicherelementen basierend auf Lithium und 1 Speicherelement basierend auf Lithium-Titanat oder 4 Speicherelementen basierend auf Lithium-Titanat und 1 Speicherelement basierend auf Lithium oder 3 Speicherelementen basierend auf Lithium und 2 Speicherelementen basierend auf einem Nickelmetallhydrid gebildet ist, vor.
Das erfindungsgemäße Prinzip basiert betreffend die ersten beiden Ausführungsformen sonach im Wesentlichen auf der Kombination unterschiedlicher Typen von jeweils auf Lithium basierenden Speicherelementen, welche zu dem der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung zugehörigen Energiespeicher verschaltet werden. Hierbei sieht das erfindungsgemäße Prinzip alternative Ausführungsformen eines entsprechenden Energiespeichers vor. Es ist erfindungsgemäß möglich, den Energiespeicher aus 3 Speicherelementen basierend auf Lithium und 1 Speicherelement basierend auf Lithium- Titanat oder alternativ aus 4 Speicherelementen basierend auf Lithium- Titanat und 1 Speicherelement basierend auf Lithium auszubilden. Gemäß der dritten Ausführungsform ist der Energiespeicher aus 3 Speicherelementen basierend auf Lithium und 2 Speicherelementen basierend auf einem Nickelmetallhydrid gebildet. Mithin basieren die den Energiespeicher bildenden Speicherelemente hier nur zum Teil, d. h. in Form der 3 auf Lithium basierenden Speicherelemente, auf Lithium. Die übrigen beiden, den Energiespeicher bildenden Speicherelemente basieren auf einem Nickelmetallhydrid (NiMH) bzw. einer Nickelmetallhydrid-Verbindung. Auf Nickelmetallhydriden basierende Speicherelemente umfassen üblicherweise eine erste, insbesondere negative, Elektrode aus Nickel(ll)-hydroxid und eine zweite, insbesondere positive, Elektrode aus einem Metallhydrid, d. h. im Allgemeinen einer Metall-Wasserstoff-Verbindung.
Sämtliche auf Lithium basierenden Speicherelemente basieren bevorzugt auf einer Lithium-Cobalt-Mangan-Nickel-Verbindung und liegen sonach bevorzugt als NMC-Speicherelemente bzw. NMC-Zellen vor.
Der erfindungsgemäße Energiespeicher respektive die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung weist, insbesondere im Vergleich zu einem entsprechenden auf Blei basierenden Energiespeicher, eine Reihe von Vorteilen auf. Hierzu zählt beispielsweise eine erhöhte Lebensdauer sowie verbesserte Rekuperationseigenschaften, d. h. eine verbesserte Eignung zur Verwendung in einem Rekuperationsbetrieb eines Kraftfahrzeugs.
Insbesondere ist eine Parallelschaltung eines weiteren, insbesondere auf Blei basierenden Energiespeichers, zu dem Energiespeicher mit dem erfindungsgemäßen Prinzip nicht zwingend notwendig, so dass die mit der Verwendung von auf Blei basierenden Energiespeichern verbundenen oben genannten Nachteile bei der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung nicht auftreten. Grundsätzlich ist es jedoch denkbar, wenigstens einen weiteren Energiespeicher zu dem Energiespeicher parallel zu schalten.
Wenngleich sich die nachfolgenden Ausführungen im Wesentlichen auf die Anordnung der Energiespeicheranordnung in einem Kraftfahrzeug beziehen, ist es selbstverständlich möglich, die Energiespeicheranordnung auch in anderen Bereichen der Technik einzusetzen.
Sofern die Energiespeicheranordnung also einen Teil eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs bildet, wobei das Bordnetz wenigstens einen Generator, insbesondere zum Laden des Energiespeichers, und wenigstens einen elektrischen Strom verbrauchenden Verbraucher umfasst, dient der die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung bildende Energiespeicher sowohl dem Anlassen des Kraftfahrzeugs respektive einem diesen zugehörigen Antriebsaggregat als auch dem Betrieb entsprechender an das Bordnetz angeschlossener Verbraucher.
Das Bordnetz ist insbesondere ein 12V-Bordnetz, wobei der Energiespeicher aus 3 Speicherelementen basierend auf Lithium und 1 Speicherelement basierend auf Lithium-Titanat oder 4 Speicherelemente basierend auf Lithium- Titanat und 1 Speicherelement basierend auf Lithium oder aus 3 Speicherelementen basierend auf Lithium und 2 Speicherelementen basierend auf einem Nickelmetallhydrid gebildet ist.
Alternativ kann das Bordnetz auch ein 24V-Bordnetz bzw. 28V-Bordnetz sein. Bei einem 24V-Bordnetz bzw. 28V-Bordnetz verdoppelt sich die jeweilige Anzahl der oben angegebenen Speicherelemente, wobei die Kombinationsmöglichkeiten der verschiedenen Speicherelementtypen gleich bleiben. Insbesondere ist es bei einem 24V-Bordnetz auch denkbar, dass der Energiespeicher aus 7 Speicherelementen basierend auf Lithium gebildet ist.
Die den Energiespeicher bildenden Speicherelemente sind bevorzugt in Serie geschaltet. Serienschaltungen gleichartiger Speicherelemente sind weitestgehend bekannt. Derart ist es möglich, die Spannung des Energiespeichers in Abhängigkeit der Anzahl an in Serie geschalteten Speicherelementen auf nahezu beliebig hohe Werte einzustellen. Üblicherweise addieren sich die den einzelnen Speicherelementen zugehörigen Nennspannungen auf, sodass der Energiespeicher eine der Summe der einzelnen Nennspan- nungen der jeweiligen Speicherelemente entsprechende Nennspannung aufweist.
Es ist zweckmäßig, wenn dem Energiespeicher ein elektrisches Schaltmittel, insbesondere ein Sicherheitsschalter, vorgeschaltet ist. Das elektrische Schaltmittel dient beispielsweise einem Überspannungsschutz und/oder Unterspannungsschutz und/oder Temperaturschutz. Das elektrische Schaltmittel kann etwa in Form eines Fehlerstromschutzschalters ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass das elektrische Schaltmittel über eine geeignete, mit diesem verbundene Steuereinrichtung schaltbar ist.
Wie erwähnt, kann die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung grundsätzlich wenigstens einen weiteren, dem Energiespeicher parallel geschalteten wiederaufladbaren Energiespeicher umfassen. Der weitere Energiespeicher kann beispielsweise ein mehrere auf Blei basierende Speicherelemente umfassender Energiespeicher im Sinne einer Bleibatterie sein.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Energiespeicheranordnung wie vorstehend beschrieben. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Hybrid-Kraftfahrzeug oder reines Elektrokraftfahrzeug ausgebildet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 2 ein Diagramm zum Verlauf der Batteriespannung U gegen den
Ladezustand SOC zweier erfindungsgemäßer Ausführungsformen eines Energiespeichers. Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Bordnetzes 1 eines Kraftfahrzeugs 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Dem Bordnetz 1 ist eine Energiespeicheranordnung 3, ein Generator 4 und wenigstens ein im Betrieb elektrischen Strom verbrauchender Verbraucher 5, beispielsweise in Form einer Klimaanlage, zugehörig. Der Verbraucher 5 ist über einen Schalter 6 vom Bordnetz 1 trennbar.
Die Energiespeicheranordnung 3 umfasst einen wiederaufladbaren Energiespeicher 7. Dem Energiespeicher 7 ist ein elektrischer Schalter 8 vorgeschaltet, so dass die elektrische Verbindung zwischen dem Generator 4 und dem Energiespeichers 7 trennbar ist. Der Schalter 8 übernimmt Sicherheitsfunktionen wie insbesondere Überspannungsschutz, Unterspannungsschutz bzw. Temperaturschutz. Das Bordnetz 1 ist als 12V-Bordnetz ausgebildet. Die Netzspannung des Bordnetzes 1 beträgt ca. 12,5 bis 15,5 Volt.
Wie durch den gestrichelten Kasten 14 angedeutet, ist es möglich, die Energiespeicheranordnung 3, das heißt den Energiespeicher 7, in einem Gehäuse anzuordnen. Derart ist eine besonders kompakte, gut handhabbare sowie gewichtsreduzierte Ausführung der Energiespeicheranordnung 3 gegeben.
Der Energiespeicher 7 liegt als Lithium-Batterie vor und ist aus drei Speicherelementen 9 basierend auf Lithium und einem dazu in Serie geschalteten Speicherelement 9 basierend auf Lithium-Titanat (vgl. Fig. 2, Linie 10) gebildet. Alternativ ist es möglich, dass der Energiespeicher 7 aus vier Speicherelementen 9 basierend auf Lithium-Titanat und einem dazu in Serie geschalteten Speicherelement 9 basierend auf Lithium gebildet ist (vgl. Fig. 2, Linie 11).
Alternativ ist es auch möglich, den Energiespeicher 7 nicht als reine Lithium- Batterie, sondern als Lithium-Mischbatterie auszubilden. In dieser Ausführungsform ist der Energiespeicher 7 aus drei Speicherelementen 9 basierend auf Lithium und zwei Speicherelementen 9 basierend auf einem Nickelmetallhydrid (NiMH) bzw. einer Nickelmetallhydrid-Verbindung ausgebildet (vgl. Fig. 2, Linie 12). Sämtliche auf Lithium basierenden Speicherelemente 9 des Energiespeichers 7 basieren bevorzugt auf einer Lithium-Cobalt-Mangan-Nickel- Verbindung und liegen sonach bevorzugt als NMC-Speicherelemente bzw. NMC-Zellen vor.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zum Verlauf der Batteriespannung U gegen den Ladezustand SOC dreier erfindungsgemäßer Ausführungsformen eines Energiespeichers 7 (vgl. Fig. 2, Linien 10, 11 , 12). Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, liegt die Nennspannung des aus drei Speicherelementen 9 basierend auf Lithium und einem Speicherelement 9 basierend auf Lithium-Titanat gebildeten Energiespeichers 7 (vgl. Fig. 2, Linie 10) in einem innerhalb der Ladezustandsgrenzen von 0 und 100 % liegenden Ladezustandsintervall des Energiespeichers 7 zwischen 20 und 80 % in einem Bereich zwischen der maximalen Ladespannung (vgl. Fig. 2, Gerade 13) und der Nennspannung (vgl. Fig. 2, Gerade 14) eines rein theoretisch eingetragenen Energiespeichers auf Bleibasis. Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist letzterer jedoch nicht Teil des Bordnetzes 1 respektive der Energiespeicheranordnung 3, sondern dient allein der Veranschaulichung des Verlaufs der Batteriespannung U des Energiespeichers 7 in Fig. 2.
Einen ähnlichen Verlauf der Batteriespannung U zeigt auch die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Energiespeichers 7, welcher aus vier Speicherelementen 9 basierend auf Lithium-Titanat und einem Speicherelement 9 basierend auf Lithium gebildet ist (vgl. Fig. 2, Linie 11). Entsprechend liegt die Nennspannung des Energiespeichers 7 in einem innerhalb der Ladezustandsgrenzen von 0 und 100 % liegenden Ladezustandsintervall des Energiespeichers 7 zwischen 20 und 80 % in einem Bereich zwischen der maximalen Ladespannung (vgl. Fig. 2, Gerade 13) und der Nennspannung (vgl. Fig. 2, Gerade 14) eines rein theoretisch eingetragenen Energiespeichers auf Bleibasis.
Ebenso einen ähnlichen Verlauf der Batteriespannung U zeigt auch die erfindungsgemäße Ausführungsform eines Energiespeichers 7, welcher aus drei Speicherelementen 9 basierend auf Lithium und zwei Speicherelementen 9 basierend auf einem Nickelmetallhydrid bzw. einer Nickelmetallhydrid- Verbindung gebildet ist. Die Nennspannung des Energiespeichers 7 liegt in einem innerhalb der Ladezustandsgrenzen von 0 und 100 % liegenden Ladezustandsintervall des Energiespeichers 7 zwischen 20 und ca. 90 % in einem Bereich zwischen der maximalen Ladespannung (vgl. Fig. 2, Gerade 13) und der Nennspannung (vgl. Fig. 2, Gerade 14) eines rein theoretisch eingetragenen Energiespeichers auf Bleibasis.
Alternativ zu den genannten Ausführungsformen der Energiespeicheranordnung 3 respektive des Energiespeichers 7 für die Verwendung in einem 12V- Bordnetz 1 kann eine erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung 3 selbstverständlich auch für ein 24V-Bordnetz 1 ausgelegt sein. In diesem Fall verdoppelt sich die jeweilige Anzahl der oben angegebenen Speicherelemente 9, wobei die Kombinationsmöglichkeiten der verschiedenen Speicherelementtypen gleich bleiben. Insbesondere ist es bei einem 24V-Bordnetz 1 auch denkbar, dass der Energiespeicher 7 aus sieben Speicherelementen 9 basierend auf Lithium gebildet ist.
Für alle genannten Ausführungsformen gilt, dass die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung 3 grundsätzlich wenigstens einen weiteren, dem Energiespeicher 7 parallel geschalteten wiederaufladbaren Energiespeicher umfassen kann. Der weitere Energiespeicher kann beispielsweise ein mehrere auf Blei basierende Speicherelemente umfassender Energiespeicher im Sinne einer Bleibatterie sein.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Energiespeicheranordnung (3), umfassend einen wiederaufladbaren Energiespeicher (7), wobei der Energiespeicher (7) mehrere auf Lithium basierende Speicherelemente (9) umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Energiespeicher (7) aus 3 Speicherelementen (9) basierend auf Lithium und 1 Speicherelement (9) basierend auf Lithium-Titanat oder 4 Speicherelementen (9) basierend auf Lithium-Titanat und 1 Speicherelement (9) basierend auf Lithium oder 3 Speicherelementen (9) basierend auf Lithium und 2 Speicherelementen (9) basierend auf einem Nickelmetallhydrid gebildet ist.
2. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die den Energiespeicher (7) bildenden Speicherelemente (9) in Serie geschaltet sind.
3. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Energiespeicher (7) ein elektrisches Schaltmittel (8), insbesondere ein Sicherheitsschalter, vorgeschaltet ist.
4. Energiespeicheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass sie einen Teil eines Bordnetzes (1) eines Kraftfahrzeugs (2) bildet, wobei das Bordnetz (1) wenigstens einen Generator (4), insbesondere zum Laden des Energiespeichers (7), und wenigstens einen elektrischen Strom verbrauchenden Verbraucher (5) umfasst.
5. Kraftfahrzeug (2), umfassend wenigstens eine Energiespeicheranordnung (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
EP12727278.9A 2011-04-12 2012-03-30 Energiespeicheranordnung Withdrawn EP2697503A2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011016785 2011-04-12
DE102011108231A DE102011108231A1 (de) 2011-04-12 2011-07-22 Energiespeicheranordung
DE102011112131A DE102011112131B4 (de) 2011-04-12 2011-09-01 Energiespeicheranordnung und Kraftfahrzeug mit Energiespeicheranordnung
PCT/EP2012/001417 WO2012139713A2 (de) 2011-04-12 2012-03-30 Energiespeicheranordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2697503A2 true EP2697503A2 (de) 2014-02-19

Family

ID=46935660

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12701683.0A Withdrawn EP2697502A2 (de) 2011-04-12 2012-01-27 Energiespeicheranordnung
EP12727278.9A Withdrawn EP2697503A2 (de) 2011-04-12 2012-03-30 Energiespeicheranordnung

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12701683.0A Withdrawn EP2697502A2 (de) 2011-04-12 2012-01-27 Energiespeicheranordnung

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9431180B2 (de)
EP (2) EP2697502A2 (de)
CN (2) CN103608579B (de)
DE (2) DE102011108231A1 (de)
WO (2) WO2012139675A2 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011108231A1 (de) * 2011-04-12 2012-10-18 Audi Ag Energiespeicheranordung
DE102012009738B4 (de) * 2012-05-16 2017-10-05 Audi Ag Elektrische Schaltungsanordnung
DE102012014347B4 (de) * 2012-07-20 2017-05-18 Audi Ag Batterieanordnung und Kraftfahrzeug
KR101576208B1 (ko) * 2013-05-08 2015-12-21 주식회사 엘지화학 자동차용 충전 시스템 및 이를 포함하는 자동차
DE102013220660A1 (de) * 2013-10-14 2015-04-16 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes, sowie Kraftfahrzeug-Bordnetz
US10320202B2 (en) 2014-09-30 2019-06-11 Johnson Controls Technology Company Battery system bi-stable relay control
US9868410B2 (en) * 2015-03-30 2018-01-16 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and method for electrical power management in a vehicle system
JP6421729B2 (ja) * 2015-09-03 2018-11-14 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の触媒暖機方法および触媒暖機制御装置
US12368189B2 (en) * 2016-02-24 2025-07-22 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Heterogeneous energy storage system and method of controlling a heterogeneous energy storage system
JP6583172B2 (ja) * 2016-07-22 2019-10-02 株式会社デンソー 車載充電装置
CN107697062A (zh) * 2017-09-28 2018-02-16 中国第汽车股份有限公司 能源管理控制方法
US11462917B1 (en) 2021-12-10 2022-10-04 NDSL, Inc. Methods, systems, and devices for maintenance and optimization of battery cabinets
US11689048B1 (en) 2021-12-10 2023-06-27 NDSL, Inc. Methods, systems, and devices for maintenance and optimization of battery cabinets

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4298666A (en) * 1980-02-27 1981-11-03 Celanese Corporation Coated open-celled microporous membranes
US6075331A (en) * 1993-03-18 2000-06-13 Imra America, Inc. Systems and methods for managing energy of electric power supply systems
DE4340350C2 (de) 1993-11-26 1996-10-17 Audi Ag Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug
JPH0988778A (ja) 1995-07-17 1997-03-31 Denso Corp 始動発電装置
JP4623786B2 (ja) 1999-11-10 2011-02-02 住友電気工業株式会社 非水二次電池
US6366055B1 (en) * 2000-03-30 2002-04-02 Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd. Power supply system and state of charge estimating method
DE10100888A1 (de) 2001-01-11 2002-07-18 Bosch Gmbh Robert Steuergerät für ein Bordnetz
JP4633960B2 (ja) 2001-05-10 2011-02-16 日清紡ホールディングス株式会社 自動車用蓄電システム
EP1424494A1 (de) 2002-11-27 2004-06-02 Continental ISAD Electronic Systems GmbH & Co. oHG Hybridantriebssystem sowie Verfahren zur gemeinsamen Aufbringung von Antriebs-Drehmoment
WO2005031954A2 (en) * 2003-09-22 2005-04-07 Valence Technology, Inc. Electrical systems, power supply apparatuses, and power supply operations methods
DE102004038527A1 (de) 2004-08-07 2006-03-16 Audi Ag Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge
US7474249B1 (en) * 2004-08-12 2009-01-06 Lockheed Martin Corporation Systems and methods for dedicating power to a radar module
US7427450B2 (en) * 2004-12-10 2008-09-23 General Motors Corporation Hybrid fuel cell system with battery capacitor energy storage system
JP5217076B2 (ja) * 2005-02-04 2013-06-19 Ｔｄｋ株式会社 リチウムイオン組電池
JP4213688B2 (ja) * 2005-07-07 2009-01-21 株式会社東芝 非水電解質電池及び電池パック
DE102005034036A1 (de) 2005-07-21 2007-01-25 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Versorgung von elektrischen Stellantrieben von Kraftfahrzeugen
JP4839783B2 (ja) 2005-11-09 2011-12-21 パナソニック株式会社 電源システム
JP5039980B2 (ja) * 2005-11-14 2012-10-03 日立ビークルエナジー株式会社 二次電池モジュール
DE102006002985A1 (de) 2006-01-21 2007-08-09 Bayerische Motoren Werke Ag Energiespeichersystem für ein Kraftfahrzeug
JP4461114B2 (ja) * 2006-03-30 2010-05-12 株式会社東芝 組電池システム、組電池の充電方法及び充電式掃除機
DE102006048872A1 (de) * 2006-10-17 2008-05-08 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Bordnetz eines Kraftfahrzeugs
CN101682028A (zh) 2007-01-17 2010-03-24 埃纳戴尔公司 钛酸锂和锂电池及包含其的蓄电池
WO2008132782A1 (ja) * 2007-04-17 2008-11-06 Institute For Energy Application Technologies Co., Ltd. 電動式移動体および電動式移動体の急速充電方法
JP4445537B2 (ja) * 2007-09-26 2010-04-07 株式会社東芝 二次電池、電池パック及び車
DE102007050103A1 (de) 2007-10-19 2009-04-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug mit Zusatzbatterie
DE102007062955B4 (de) 2007-12-21 2011-06-01 Catem Develec Gmbh & Co. Kg Schaltung zur Spannungsstabilisierung eines Bordnetzes
FR2926169B1 (fr) 2008-01-09 2012-05-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Circuit electrique comportant un moyen de stockage electrique apte a fournir une tension variable
DE102008014346A1 (de) 2008-03-14 2009-09-17 Continental Teves Ag & Co. Ohg Mobile Kraftfahrzeugnotstartvorrichtung
US8722226B2 (en) * 2008-06-12 2014-05-13 24M Technologies, Inc. High energy density redox flow device
EP2307218B1 (de) * 2008-06-27 2015-09-30 Proterra Inc. Fahrzeugbatteriesysteme und verfahren
US8120290B2 (en) 2008-10-13 2012-02-21 General Electric Company Energy management system to improve efficiency of electric and hybrid drive trains
DE102009007545A1 (de) 2009-02-04 2010-08-05 Wenzl, Heinz, Dr. Starthilfesystem
DE102009019531A1 (de) 2009-04-30 2009-12-24 Daimler Ag Elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug
DE102009024374A1 (de) 2009-06-09 2010-12-16 Audi Ag Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Verbrauchers
EP2272722B1 (de) * 2009-07-01 2015-04-08 Denso Corporation Stromquellenvorrichtung für ein Fahrzeug
US8604754B2 (en) * 2009-09-10 2013-12-10 Ivus Industries, Llc Universal power interface bus
US8580438B2 (en) * 2009-12-15 2013-11-12 Lawrence Livermore National Security, Llc Monolithic three-dimensional electrochemical energy storage system on aerogel or nanotube scaffold
US8093861B2 (en) * 2010-02-21 2012-01-10 Greenwave Reality, Pte Ltd. Power transfer system for a rechargeable battery
JP5508923B2 (ja) * 2010-04-09 2014-06-04 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電モジュール
US9866050B2 (en) * 2010-05-21 2018-01-09 The Boeing Company Battery cell charge equalization
DE102011108231A1 (de) * 2011-04-12 2012-10-18 Audi Ag Energiespeicheranordung

Also Published As

Publication number Publication date
US20140300181A1 (en) 2014-10-09
WO2012139675A3 (de) 2013-01-03
WO2012139675A2 (de) 2012-10-18
WO2012139713A2 (de) 2012-10-18
US9754732B2 (en) 2017-09-05
DE102011112131A1 (de) 2012-10-18
EP2697502A2 (de) 2014-02-19
CN103608579B (zh) 2016-05-11
DE102011108231A1 (de) 2012-10-18
US9431180B2 (en) 2016-08-30
CN103597201A (zh) 2014-02-19
DE102011112131B4 (de) 2013-11-21
CN103608579A (zh) 2014-02-26
WO2012139713A3 (de) 2013-03-21
US20140327298A1 (en) 2014-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011112131B4 (de) Energiespeicheranordnung und Kraftfahrzeug mit Energiespeicheranordnung
EP3209518B1 (de) Verfahren zum betrieb einer energiespeichereinrichtung in einem kraftfahrzeug und kraftfahrzeug
EP2538520B1 (de) Batteriespeicherwerk
DE102016008052A1 (de) Energiespeichereinrichtung für einen Kraftwagen
DE102014004790A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Energiespeichereinrichtung in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102013225540A1 (de) Batterieladevorrichtung für ein motorfahrzeug
DE102010001244A1 (de) Batteriesystem für Mikro-Hybridfahrzeuge mit Hochleistungsverbrauchern
EP2528767B1 (de) Batteriesystem für mikro-hybridfahrzeuge mit hochleistungsverbrauchern
DE102015214732A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Energiespeichereinrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer Energiespeichereinrichtung
DE102012011840B4 (de) Bordnetz für ein Kraftfahrzeug
DE102012007575B3 (de) Energiespeicheranordnung
DE102015012415B4 (de) Vorhersage eines Spannungseinbruchs in einem Kraftfahrzeug
DE112016004858T5 (de) Fahrzeuggebundene Stromversorgungsvorrichtung
WO2013144300A1 (de) Fahrzeug mit lithium-ionen-batterie
DE102012009738A1 (de) Elektrische Schaltungsanordnung
EP2790290B1 (de) Batteriespeicheranlage und Verfahren zum Betrieb einer Batteriespeicheranlage
DE102013009991A1 (de) Fremdstartfähige Integration einer Batterie in ein Kraftfahrzeug-Bordnetz
DE102018213261A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems und Elektrofahrzeugs
DE102012208349A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen der Ladezustände von Batteriemodulen einer Batterie
DE102011112533A1 (de) Vorrichtung zum Bereitstellen einer elektrischen Versorgungswechselspannung und Verfahren zum Betreiben eines Batteriemoduls
DE102006037699B4 (de) Spannungsversorgungseinrichtung für Nutzfahrzeuge
DE102014019500A1 (de) Verfahren zur Ansteuerung einer elektrischen Batterie, Batterie und Batteriesteuergerät
EP3220469B1 (de) Flurförderzeug mit einer traktionsbatterie
WO2012123139A2 (de) Energiespeicher und energiespeichersystem
DE102018213333A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems und Elektrofahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20131112

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20170802