WO2011023264A1 - System zur speicherung elektrischer energie - Google Patents

System zur speicherung elektrischer energie Download PDF

Info

Publication number
WO2011023264A1
WO2011023264A1 PCT/EP2010/004352 EP2010004352W WO2011023264A1 WO 2011023264 A1 WO2011023264 A1 WO 2011023264A1 EP 2010004352 W EP2010004352 W EP 2010004352W WO 2011023264 A1 WO2011023264 A1 WO 2011023264A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
memory cell
voltage
memory cells
transmission device
switching element
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/004352
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Conrad RÖSSEL
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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 Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
Priority to RU2012111678/07A priority Critical patent/RU2012111678A/ru
Priority to EP10734922A priority patent/EP2471156A1/de
Priority to CN2010800378458A priority patent/CN102742110A/zh
Priority to US13/391,611 priority patent/US20120200267A1/en
Publication of WO2011023264A1 publication Critical patent/WO2011023264A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors

Definitions

  • the invention relates to a system for storing electrical energy according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a memory cell for storing electrical energy.
  • Such systems for storing electrical energy comprise individual memory cells, which are electrically interconnected, for example, in series and / or in parallel.
  • Vehicles and especially commercial vehicles occur are preferably used as memory cells with sufficient energy content and high performance.
  • accumulator cells in lithium-ion technology or, in particular, memory cells in the form of very powerful double-layer capacitors can be used.
  • These capacitors are also referred to in the art as supercapacitors, supercaps or ultracapacitors. Regardless of whether
  • Energy content are used in such systems, which consist of a plurality of memory cells, which can be connected in total or in blocks in series with each other, the voltage of the individual
  • the life of the memory cell is generally drastically reduced.
  • Memory cells which are connected in series with the memory cells with lower operating voltage, have a slightly higher voltage and at
  • Resistor is connected in parallel to each individual memory cell and thus a constant unwanted discharge and also a heating of the system for storing electrical energy takes place, is also an active
  • Threshold switch connected in parallel with the memory cell and in series with the resistor.
  • This construction also referred to as bypass electronics, can only ever flow a current when the operating voltage of the cell is above a predetermined threshold voltage. As soon as the voltage of the individual memory cell falls again in a range below the predetermined threshold voltage, the switch is opened and no current flows. Due to the fact that the electrical resistance across the switch is overridden whenever the voltage of the individual memory cells is below the predetermined limit, an unwanted discharge of the entire system for storing electrical energy may also occur
  • a supercapacitor memory for hybrid city buses typically consists of several hundred series-connected supercapacitor cells, most of which are divided into several modules.
  • the supercapacitor memory is advantageously unloaded before the work to exclude any danger to the service or repair personnel.
  • This requires handling with additionally provided suitable external components to terminals, which can be under dangerous high voltages depending on the state of charge and are performed on the very high performance.
  • these ports are sometimes difficult to access, so this work may only be performed by specially qualified personnel.
  • it is disadvantageous in this method that cells which have a lower state of charge or a lower capacitance in comparison with other memory cells can be reversed if the entire memory or the entire module is discharged.
  • Manufacturing tolerances which may have an increased self-discharge result as well as by a different rapid aging of the memory cells due to, for example, a non-uniform cooling in the module or in the entire memory. Such a polarity reversal reduces the life of the affected memory cells and should be avoided.
  • the life of the system for storing electrical energy is in the described hybrid drives and especially in hybrid drives for commercial vehicles such as buses in urban transport of decisive importance
  • the invention provides a system for storing electrical energy, comprising a plurality of memory cells, each having an operating voltage have, wherein parallel to a memory cell, an electrical load and a switching element are arranged in series with the consumer and wherein - the switching element is closed when reaching or exceeding a threshold voltage.
  • the system according to the invention comprises a control device, which is adapted to control the switching element so that the
  • Memory cell is discharged via the electrical load.
  • the memory cell can be discharged via the electrical load up to a discharge voltage.
  • a discharge voltage the system for storing electrical energy up to or below a here called discharge voltage
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides that the switching element can be controlled via a contactless transmission device.
  • Transmission device is a separation amplifier, in particular an optocoupler. This allows a separation between lines and devices, via which energy is supplied to the memory or is taken over the energy from the memory, and control lines and control devices that are served by service or maintenance personnel. In particular, a galvanic isolation between control lines and high-voltage lines is possible, so that a particularly high level of security is achieved can be.
  • the isolation amplifier can alternatively be realized by an inductive or optionally capacitive coupling and thus also allow a galvanically separated from the memory cells control of the switching elements.
  • the contactless transmission device With regard to the arrangement of the contactless transmission device, on the one hand it can be provided that from the plurality of memory cells of each memory cell a contactless transmission device is assigned. This allows a targeted control of each memory cell and thus a particularly safe and gentle discharge for the individual memory cell. In this context, it is particularly advantageous if the contactless
  • Transmission device is arranged at the memory cell. Thus, there is a direct, spatial assignment of the contactless transmission device to the memory cell.
  • a contactless transmission device is assigned to a plurality of memory cells.
  • a contactless transmission device two adjacent cells or a whole module, consisting of several memory cells, drive. This reduces the circuitry and electronic complexity and thus represents a particularly cost-effective to be implemented alternative.
  • Control device is arranged.
  • the transmission device can be integrated into the control device or arranged in its spatial proximity.
  • Memory cell comprises influencing the threshold voltage. For example, the threshold voltage of the memory cell on the
  • Unloading voltage can be controlled so that the memory cell is discharged via the electrical load.
  • the switching element can be closed by the control device.
  • control device is connected by means of a bus line to the switching element. This enables efficient driving of a plurality of memory cells. In particular, not only the transmission of the discharge signal or of the threshold voltage value changed to the discharge voltage value can be effected by the
  • Control device to be provided to the memory cell, but also, for example, the transmission of the current operating voltage value or the current threshold voltage value from the memory cell to the
  • Control device This allows, for example, the creation of an accurate image of the memory state of the system for storing electrical energy or the respectively detected module of the system.
  • the consumer is a resistor, but alternatively other means for dissipating electrical energy, such as by means of directed radiation, may be provided.
  • the memory cell can be designed as a so-called supercapacitor, ie as a double-layer capacitor.
  • the switching element a In a simple embodiment, the switching element a
  • control device can then either set the threshold of the threshold switch to the discharge voltage by means of a signal or data bus or
  • the switching element can be driven via a contactless transmission device in such a way that the voltage of the memory cell drops to or below a discharge voltage.
  • the contactless transmission device directly to the
  • the contactless transmission device may be, for example, a buffer amplifier, in particular an optocoupler.
  • FIG. 1 shows an exemplary construction of a hybrid vehicle
  • Figure 2 is a schematic representation of an embodiment of a
  • a hybrid vehicle 1 shows an example of a hybrid vehicle 1 is indicated. It has two axles 2, 3 each with two wheels 4 indicated by way of example.
  • the axle 3 is intended to be a driven axle of the vehicle 1, while the axle 2 merely travels in a manner known per se.
  • a transmission 5 is shown by way of example, which is the power of a
  • Internal combustion engine 6 and an electric machine 7 receives and in the area of the driven axle 3 passes.
  • the electric machine 7 alone or in addition to the drive power of
  • Internal combustion engine 6 drive power in the region of the driven axle 3 and thus drive the vehicle 1 or support the drive of the vehicle 1.
  • the electric machine 7 can be operated as a generator, so as to recover the braking power and store it accordingly.
  • the vehicle 1 when using the vehicle 1 as a city bus for
  • a system 10 for storing electrical energy must be provided in this case, which a
  • Energy content in the order of 350 - has 700 Wh. This can be energies, which, for example, in an approximately 10 seconds long
  • Braking process arise from such a speed, via the electric machine 7, which will typically have an order of about 150 kW, convert into electrical energy and store them in the system 10.
  • the structure according to FIG. 1 has an inverter 9, which is designed in a manner known per se with an integrated control device for the energy management.
  • the energy flow between the electric machine 7 and the system 10 for storing electrical energy is correspondingly coordinated via the converter 9 with the integrated control device.
  • the control device ensures that when braking in the area of then driven by a generator
  • the control device in the inverter 9 coordinates the removal of electrical energy from the system 10 in order to
  • System 10 for storing electrical energy according to an embodiment.
  • various types of system 10 for storing electrical energy are conceivable.
  • a system 10 is constructed such that a plurality of memory cells 12 are typically connected in series in the system 10.
  • These memory cells may be accumulator cells and / or supercapacitor cells or any combination thereof.
  • the memory cells 12 are all designed as supercapacitors, that is to say as double-layer capacitors, which are used in a single system 10 for storing electrical energy in the vehicle 1 equipped with the hybrid drive.
  • the structure may, however, preferably in a commercial vehicle, such as a
  • the memory cells 12 can be seen in FIG. Only three of several serially connected memory cells 12 are shown. These form a first module A in a series of further non-imaged memory cells. Further modules B, C are also shown schematically. The exact number of modules varies depending on the purpose of the system. In the above embodiment and a corresponding electrical
  • each of the memory cells 12 has an electrical load connected in parallel to the respective memory cell 12 in the form of an ohmic resistor 14. This is in series with a switching element 16 parallel to each of the memory cells 12, in this case in parallel with each of the
  • the switch 16 is designed as a threshold value and shown only schematically.
  • the threshold switch 16 includes a voltage monitoring of the supercapacitor 12. As soon as the
  • Supercapacitor 12 exceeds an upper threshold voltage, the switch 16 is closed, so that via the resistor 14, a current from the
  • Supercapacitor 12 can flow. This reduces the charge in the capacitor and thus also the voltage accordingly.
  • the threshold value switch 16 is connected to a bus 20 via an optocoupler 18 and corresponding data or signal lines. Also connected to the data bus 20 is a control device 22.
  • the control device 22 is adapted to control the arranged on the memory cells 12 opto-coupler 18 by means of the bus 20.
  • Memory cells 12 as already mentioned, divided into modules A, B and C.
  • the module A is, as already described, equipped with memory cells 12 whose
  • Threshold 16 via an optocoupler 18 can be controlled.
  • the individual optocouplers 18 of the respective memory cell 12 are individually via the Data bus 20 controlled by the controller 22, that is, it can be issued for each individual memory cell 12, a discharge command.
  • the memory cells 12 of the module B are each likewise provided with optocouplers 18 for controlling the threshold value switch 16.
  • the interconnection of the optocouplers is realized so that only for all optocouplers 18 together the discharge signal to the threshold value 16 can be transmitted.
  • the discharge of the module B is uniform for all the memory cells 12 contained therein.
  • the module C also has memory cells 12, which via a
  • Threshold 16 and a resistor 14 can be discharged.
  • the triggering of the threshold value switch 16 does not take place via an optocoupler, but via an inductive coupler 24.
  • the interconnection is similar to that realized in module B, that is, all memory cells 12 can only be discharged uniformly.
  • this represents only an exemplary embodiment.
  • all concepts of the modules A - C can be combined with each other.
  • Another variant, not shown here, is for a module, i. for a plurality of memory cells, to provide a single isolation amplifier capable of transmitting a uniform discharge command to the plurality of memory cells.
  • the invention uses the existing bypass electronics for discharging the memory, by an inexpensive
  • Circuit extension can be added. This can, as already mentioned, be realized by an isolating amplifier such as an optocoupler 18 or by an inductive coupling 24. About this isolation amplifier, which the bypass electronics from each other and the outside world from the high
  • the bypass electronics can be turned on with a small signal voltage from outside the module or the entire memory, for example via the controller 22. This Switching state can be maintained until the supercapacitor cells 12 are completely discharged or the total voltage of the system 10 has returned to a non-hazardous level. As already mentioned, a detection of the voltage of the individual cells 12, an entire module or the total voltage of the system can also take place, for example, via the bus 20. Since each cell is discharged for itself, so there is also no risk of polarity reversal of the capacitors 12. With a leakage current of the bypass electronics of 1 A while the cell voltage drops by 1 V in 50 minutes, so that in this numerical example in about 2 hours the store would be considered unloaded. Of course, other leakage currents can occur depending on the electrical consumer used.
  • the thermal energy occurring can be dissipated via the systemic cooling of the memory or the module which is usually present in these systems. Thus, no further precautions are to be taken in this regard.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Ein System zur Speicherung elektrischer Energie wird angegeben, das eine Mehrzahl Speicherzellen (12), die jeweils eine Betriebsspannung aufweisen, umfasst. Parallel zu einer Speicherzelle sind ein elektrischer Verbraucher (14) sowie ein Schaltglied (16) in Reihe mit dem Verbraucher angeordnet. Das Schaltglied wird bei Erreichen oder Überschreiten einer Schwellenspannung geschlossen. Das System umfasst eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Schaltglied so anzusteuern, dass die Speicherzelle über den elektrischen Verbraucher entladen wird. Es wird ferner eine Speicherzelle zur Speicherung elektrischer Energie angegeben.

Description

System zur Speicherung elektrischer Energie
Die Erfindung betrifft ein System zur Speicherung elektrischer Energie nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung eine Speicherzelle zur Speicherung elektrischer Energie.
Systeme zur Speicherung elektrischer Energie, und hier insbesondere zur
Speicherung elektrischer Traktionsenergie in Elektrofahrzeugen oder
insbesondere in Hybridfahrzeugen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Typischerweise umfassen solche Systeme zur Speicherung elektrischer Energie einzelne Speicherzellen, welche beispielsweise in Reihe und/oder parallel elektrisch miteinander verschaltet sind.
Grundsätzlich sind als Speicherzellen dabei verschiedenartige Akkumulatorzellen oder Kondensatorzellen denkbar. Aufgrund der vergleichsweise hohen
Energiemengen und insbesondere der hohen Leistungen, die bei der Speicherung und Entnahme von Energie bei der Anwendung in Antriebssträngen von
Fahrzeugen und hier insbesondere von Nutzfahrzeugen auftreten, werden als Speicherzellen bevorzugt solche mit einem ausreichenden Energieinhalt und hoher Leistung angesetzt. Dabei können beispielsweise Akkumulatorzellen in Lithium-Ionen-Technologie oder insbesondere Speicherzellen in Form sehr leistungsstarker Doppelschicht-Kondensatoren zum Einsatz gelangen. Diese Kondensatoren werden in der Fachwelt auch als Superkondensatoren, Supercaps oder Ultra-Capacitors bezeichnet. Unabhängig davon, ob nun
Superkondensatoren oder Akkumulatorzellen herkömmlicher Art mit hohem
Energieinhalt eingesetzt werden, ist bei derartigen Systemen, die aus einer Vielzahl von Speicherzellen bestehen, die insgesamt oder auch in Blöcken in Reihe zueinander verschaltet sein können, die Spannung der einzelnen
Speicherzelle bauartbedingt auf einen oberen Spannungswert beziehungsweise eine Schwellenspannung begrenzt. Wird dieser obere Spannungswert
beispielsweise beim Laden des Systems zur Speicherung elektrischer Energie überschritten, reduziert sich die Lebensdauer der Speicherzelle im Allgemeinen drastisch.
Aufgrund vorgegebener Fertigungstoleranzen weichen die einzelnen
Speicherzellen in ihren Eigenschaften beispielsweise hinsichtlich der
Selbstentladung in der Praxis typischerweise geringfügig voneinander ab. Dies hat zur Folge, dass sich im Betrieb für einzelne Speicherzellen eine etwas geringere Betriebsspannung als für andere Speicherzellen in dem System ergeben kann. Da die maximale Spannung für das gesamte System im Allgemeinen jedoch gleich bleibt und die maximale Gesamtspannung insbesondere beim Laden das typische Ansteuerungskriterium darstellt, führt dies unweigerlich dazu, dass andere
Speicherzellen, die mit den Speicherzellen mit niedrigerer Betriebsspannung in Reihe geschaltet sind, eine etwas höhere Spannung aufweisen und bei
Ladevorgängen dann über die erlaubte individuelle maximale Spannungsgrenze hinaus geladen werden. Eine solche Überspannung führt, wie bereits oben erwähnt, zu einer erheblichen Reduzierung der möglichen Lebensdauer dieser einzelnen Speicherzellen und damit auch des gesamten Systems zur Speicherung elektrischer Energie. Um dieser Problematik zu begegnen, kennt der allgemeine Stand der Technik im Wesentlichen zwei verschiedene Arten von sogenannten
Zellspannungsausgleichen. Die im Allgemeinen übliche Terminologie des „Zellspannungsausgleichs" ist hier etwas irreführend, da hier nicht Spannungen oder genauer gesagt Energieinhalte der einzelnen Speicherzellen untereinander ausgeglichen werden, sondern die Zellen mit hohen Spannungen in ihren zu hohen Spannungen reduziert werden. Da die Gesamtspannung(en) des Systems zur Speicherung elektrischer Energie konstant bleibt, kann über den sogenannten Zeilspannungsausgleich jedoch eine in ihrer Spannung abgesenkte Zelle im Laufe der Zeit wieder in ihrer Spannung erhöht werden, sodass zumindest die Gefahr eines Umpolens reduziert wird. Neben einem passiven Zeilspannungsausgleich, bei dem ein elektrischer
Widerstand parallel zu jeder einzelnen Speicherzelle geschaltet ist und somit eine ständige unerwünschte Entladung und auch eine Erwärmung des Systems zur Speicherung elektrischer Energie stattfindet, wird auch ein aktiver
Zellspannungsausgleich eingesetzt. Dabei wird zusätzlich zu dem jeder einzelnen Speicherzelle parallel geschalteten Widerstand ein elektrischer
Schwellwertschalter parallel zu der Speicherzelle und in Reihe zu dem Widerstand geschaltet. Dieser auch als Bypass-Elektronik bezeichnetet Aufbau lässt dabei immer nur dann einen Strom fließen, wenn die Betriebsspannung der Zelle oberhalb einer vorgegebenen Schwellenspannung liegt. Sobald die Spannung der einzelnen Speicherzelle wieder in einem Bereich unterhalb der vorgegebenen Schwellenspannung fällt, wird der Schalter geöffnet und es fließt kein Strom mehr. Aufgrund der Tatsache, dass der elektrische Widerstand über den Schalter immer dann außer Kraft gesetzt wird, wenn die Spannung der einzelnen Speicherzellen unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts ist, kann auch eine unerwünschte Entladung des gesamten Systems zur Speicherung elektrischer Energie
weitgehend vermieden werden. Auch eine ständige unerwünschte
Wärmeentwicklung ist bei diesem Lösungsansatz des aktiven
Zerspannungsausgleichs kein Problem.
Ein Superkondensator-Speicher beispielsweise für Hybrid-Stadtbusse besteht typischerweise aus mehreren hundert in Reihe geschalteten Superkondensator- Zellen, die zumeist in mehrere Module aufgeteilt sind. Im Fall von anstehenden Service- oder Reparaturarbeiten am Fahrzeug oder speziell an einem
Hybridsystem wird der Superkondensator-Speicher vorteilhafterweise vor den Arbeiten entladen, um jegliche Gefahr für das Service- oder Reparaturpersonal auszuschließen. Dies erfordert ein Hantieren mit zusätzlich bereitzustellenden geeigneten externen Komponenten an Anschlüssen, die je nach Ladezustand unter gefährlich hohen Spannungen stehen können und über die sehr hohe Leistungen geführt werden. Zudem sind diese Anschlüsse mitunter schlecht zugänglich, sodass diese Arbeiten nur von besonders qualifiziertem Personal durchgeführt werden dürfen. Weiterhin ist bei diesem Verfahren nachteilig, dass Zellen, die im Vergleich zu anderen Speicherzellen einen niedrigeren Ladezustand oder eine geringere Kapazität aufweisen, umgepolt werden können, wenn der gesamte Speicher oder das gesamte Modul entladen wird. Diese Unterschiede in Ladezustand oder Kapazität der Speicherzellen ergeben sich beispielsweise aus
Fertigungstoleranzen, die eine erhöhte Selbstentladung zur Folge haben können sowie auch durch eine unterschiedlich schnelle Alterung der Speicherzellen aufgrund beispielsweise einer uneinheitlichen Kühlung im Modul beziehungsweise in dem gesamten Speicher. Ein derartiges Umpolen reduziert die Lebensdauer der betroffenen Speicherzellen und sollte vermieden werden.
Die Lebensdauer des Systems zur Speicherung elektrischer Energie ist bei den beschriebenen Hybridantrieben und hier insbesondere bei Hybridantrieben für Nutzfahrzeuge wie Omnibusse im StadWNahverkehr von entscheidender
Bedeutung. Anders als bei herkömmlichen Antriebssträngen in der für derartige Anwendungen geeigneten Leistungsklasse stellt das System zur Speicherung elektrischer Energie einen erheblichen Teil der Kosten für den Hybridantrieb dar. Daher ist es besonders wichtig, dass bei solchen Anwendungen sehr hohe
Lebensdauern erzielt werden können.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein System zur Speicherung elektrischer Energie sowie eine Speicherzelle anzugeben, das beziehungsweise die die beschriebenen Nachteile zumindest teilweise vermeidet und insbesondere bei einem Entladen des Systems beziehungsweise der Speicherzelle die
Wahrscheinlichkeit eines Umpolens reduziert. Diese Aufgabe wird durch ein System und eine Speicherzelle mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
Insbesondere sieht die Erfindung ein System zur Speicherung elektrischer Energie vor, umfassend eine Mehrzahl Speicherzellen, die jeweils eine Betriebsspannung aufweisen, wobei parallel zu einer Speicherzelle ein elektrischer Verbraucher sowie ein Schaltglied in Reihe mit dem Verbraucher angeordnet sind und wobei - das Schaltglied bei Erreichen oder Überschreiten einer Schwellenspannung geschlossen wird. Das System umfasst erfindungsgemäß eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das Schaltglied so anzusteuern, dass die
Speicherzelle über den elektrischen Verbraucher entladen wird.
Es ist somit erfindungsgemäß möglich, ein Entladen der Speicherzellen über den elektrischen Verbraucher durch Ansteuern des Schaltglieds mittels der
Steuereinrichtung gezielt herbeizuführen und somit auf ungefährliche Art und Weise das System soweit zu entladen, dass Wartungs- oder Reparaturarbeiten durchgeführt werden können. Durch das Vorsehen einer Steuereinrichtung kann auch das Hantieren mit unter hoher Spannung stehenden Anschlüssen vermieden werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Speicherzelle über den elektrischer Verbraucher bis zu einer Entladespannung entladen werden kann. Somit ist sichergestellt, dass das System zur Speicherung elektrischer Energie bis zu oder unterhalb eines hier Entladespannung genannten
Spannungswerts entladen wird, bei dem eine Handhabung des Systems oder einzelner Module davon gefahrlos durchgeführt werden kann.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Schaltglied über eine kontaktlose Übertragungseinrichtung ansteuerbar ist.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die kontaktlose
Übertragungseinrichtung ein Trenn Verstärker, insbesondere ein Optokoppler ist. Dies erlaubt eine Trennung zwischen Leitungen und Einrichtungen, über die Energie dem Speicher zugeführt beziehungsweise über die Energie aus dem Speicher entnommen wird, und Steuerleitungen und Steuereinrichtungen, die von Service- beziehungsweise Wartungspersonal bedient werden. Insbesondere ist dabei eine galvanische Trennung zwischen Steuerleitungen und hohe Spannung führenden Leitungen möglich, sodass eine besonders hohe Sicherheit erreicht werden kann. Der Trennverstärker kann alternativ auch durch eine induktive oder gegebenenfalls kapazitive Kopplung realisiert werden und so ebenfalls eine galvanisch von den Speicherzellen getrennte Ansteuerung der Schaltglieder ermöglichen.
Bezüglich der Anordnung der kontaktlosen Übertragungseinrichtung kann einerseits vorgesehen sein, dass aus der Mehrzahl von Speicherzellen jeder Speicherzelle eine kontaktlose Übertragungseinrichtung zugeordnet ist. Dies ermöglicht eine gezielte Ansteuerung jeder Speicherzelle und somit eine für die einzelne Speicherzelle besonders sichere und schonende Entladung. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die kontaktlose
Übertragungseinrichtung bei der Speicherzelle angeordnet ist. Somit besteht eine direkte, auch räumliche Zuordnung der kontaktlosen Übertragungseinrichtung zu der Speicherzelle.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine kontaktlose Übertragungseinrichtung einer Mehrzahl von Speicherzellen zugeordnet ist. Dabei kann beispielsweise eine kontaktlose Übertragungseinrichtung zwei benachbarte Zellen oder ein ganzes Modul, bestehend aus mehreren Speicherzellen, ansteuern. Dies verringert den schaltungstechnischen und elektronischen Aufwand und stellt somit eine besonders kostengünstig zu realisierende Alternative dar. Diesbezüglich kann vorgesehen sein, dass die kontaktlose Übertragungseinrichtung bei der
Steuereinrichtung angeordnet ist. Dabei kann die Übertragungseinrichtung in die Steuereinrichtung integriert sein oder in deren räumlicher Nähe angeordnet sein.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Ansteuern der
Speicherzelle ein Beeinflussen der Schwellenspannung umfasst. So kann beispielsweise die Schwellenspannung der Speicherzelle auf die
Entladespannung gesteuert werden, sodass über den elektrischen Verbraucher die Speicherzelle entladen wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Schaltglied von der Steuereinrichtung geschlossen werden kann. Somit erfolgt ein direktes Ansteuern des Schaltvorgangs des Schaltglieds durch die Steuereinrichtung ohne
Berücksichtigung der Schwellenspannung.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung mittels einer Busleitung mit dem Schaltglied verbunden ist. Dies ermöglicht eine effiziente Ansteuerung einer Vielzahl von Speicherzellen. Dabei kann insbesondere nicht nur die Übermittlung des Entladesignals oder des auf den Entladespannungswert geänderten Schwellenspannungswertes von der
Steuereinrichtung zu der Speicherzelle vorgesehen sein, sondern beispielsweise auch die Übermittlung des momentanen Betriebsspannungswertes oder des momentanen Schwellenspannungswertes von der Speicherzelle zu der
Steuereinrichtung. Dies ermöglicht beispielsweise die Erstellung eines genauen Abbildes des Speicherzustandes des Systems zur Speicherung elektrischer Energie beziehungsweise des jeweils erfassten Moduls des Systems.
Bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist der Verbraucher ein Widerstand, alternativ können aber auch andere Mittel zum Abführen elektrischer Energie, wie beispielsweise mittels gerichteter Strahlung, vorgesehen sein. Die Speicherzelle kann als sogenannter Superkondensator, also als Doppelschicht- Kondensator, ausgebildet sein.
Bei einer einfachen Ausführungsform kann das Schaltglied ein
Schwellwertschalter sein. Wie bereits erläutert, kann die Steuereinrichtung dann mittels eines Signal- beziehungsweise Datenbus entweder die Schwelle des Schwellwertschalters auf die Entladungsspannung einstellen oder den
Schaltvorgang des Schwellwertschalters direkt ansteuern. Gegebenenfalls kann auch eine Kombination beider Konzepte eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße System kann besonders vorteilhaft in einem
Energiespeicher, insbesondere für Hybridantriebe eingesetzt werden. Die eingangs erwähnte Aufgabe wird auch durch eine Speicherzelle zur
Speicherung elektrischer Energie mit einem parallel zu der Speicherzelle angeordneten elektrischen Verbraucher sowie einem Schaltglied in Reihe mit dem Verbraucher gelöst, wobei das Schaltglied bei Erreichen oder Überschreiten einer Schwellenspannung geschlossen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Schaltglied über eine kontaktlose Übertragungseinrichtung derart ansteuerbar ist, dass die Spannung der Speicherzelle bis zu oder unter eine Entladespannung fällt. Dabei kann die kontaktlose Übertragungseinrichtung direkt an dem
Schaltglied angeordnet sein oder über eine geeignete Signal- beziehungsweise Datenleitung mit der kontaktlosen Übertragungseinrichtung verbunden sein. Bei der kontaktlosen Übertragungseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Trennverstärker, insbesondere einen Optokoppler handeln. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems sowie der erfindungsgemäßen Speicherzellen ergeben sich ferner aus dem
Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben ist. Es zeigen:
Figur 1 einen beispielhaften Aufbau eines Hybridfahrzeugs; und
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines
Systems zur Speicherung elektrischer Energie.
In Figur 1 ist ein beispielhaftes Hybridfahrzeug 1 angedeutet. Es verfügt über zwei Achsen 2, 3 mit je zwei beispielhaft angedeuteten Rädern 4. Die Achse 3 soll dabei eine angetriebene Achse des Fahrzeugs 1 sein, während die Achse 2 in an sich bekannter Art und Weise lediglich mitläuft. Zum Antrieb der Achse 3 ist beispielhaft ein Getriebe 5 dargestellt, welches die Leistung von einer
Verbrennungskraftmaschine 6 und einer elektrischen Maschine 7 aufnimmt und in den Bereich der angetriebenen Achse 3 leitet. Im Antriebsfall kann die elektrische Maschine 7 alleine oder ergänzend zur Antriebsleistung der
Verbrennungskraftmaschine 6 Antriebsleistung in den Bereich der angetriebenen Achse 3 leiten und somit das Fahrzeug 1 antreiben beziehungsweise den Antrieb des Fahrzeugs 1 unterstützen. Außerdem kann beim Abbremsen des Fahrzeugs 1 die elektrische Maschine 7 als Generator betrieben werden, um so beim Bremsen anfallende Leistung zurückzugewinnen und entsprechend zu speichern. Um beispielsweise bei einem Einsatz des Fahrzeugs 1 als Stadtbus auch für
Bremsvorgänge aus höheren Geschwindigkeiten, welche bei einem Stadtbus sicherlich bei maximal ca. 70 km/h liegen werden, einen ausreichenden
Energieinhalt bereitstellen zu können, muss für diesen Fall ein System 10 zur Speicherung elektrischer Energie vorgesehen werden, welches einen
Energieinhalt in der Größenordnung von 350 - 700 Wh aufweist. Damit lassen sich Energien, welche beispielsweise bei einem ca. 10 Sekunden langen
Bremsvorgang aus einer solchen Geschwindigkeit anfallen, über die elektrische Maschine 7, welche typischerweise eine Größenordnung von ca. 150 kW haben wird, in elektrische Energie umsetzen und diese in dem System 10 zu speichern.
Zur Ansteuerung der elektrischen Maschine 7 sowie zum Laden und Entladen des Systems 10 zur Speicherung elektrischer Energie weist der Aufbau gemäß Figur 1 einen Umrichter 9 auf, welcher in an sich bekannter Art und Weise mit einer integrierten Steuereinrichtung für das Energiemanagement ausgebildet ist. Über den Umrichter 9 mit der integrierten Steuereinrichtung wird dabei der Energiefluss zwischen der elektrischen Maschine 7 und dem System 10 zur Speicherung elektrischer Energie entsprechend koordiniert. Die Steuereinrichtung sorgt dafür, dass beim Bremsen im Bereich der dann generatorisch angetriebenen
elektrischen Maschine 7 anfallende Leistung soweit möglich in das System 10 zur Speicherung elektrischer Energie eingespeichert wird, wobei eine vorgegebene obere Spannungsgrenze des Systems 10 im Allgemeinen nicht überschritten werden darf. Im Antriebsfall koordiniert die Steuereinrichtung im Umrichter 9 die Entnahme von elektrischer Energie aus dem System 10, um in diesem
umgekehrten Fall die elektrische Maschine 7 mittels dieser entnommenen Leistung anzutreiben. Neben dem hier beschriebenen Hybridfahrzeug 1 , wie es beispielsweise als Stadtbus ausgeführt sein kann, wäre ein vergleichbarer Aufbau selbstverständlich auch in einem reinen Elektrofahrzeug denkbar. Figur 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen
System 10 zur Speicherung elektrischer Energie gemäß einer Ausführungsform. Prinzipiell sind verschiedene Arten des Systems 10 zur Speicherung elektrischer Energie denkbar. Typischerweise ist ein derartiges System 10 so aufgebaut, dass eine Vielzahl von Speicherzellen 12 typischerweise in Reihe in dem System 10 verschaltet sind. Diese Speicherzellen können dabei Akkumulatorzellen und/oder Superkondensatorzellen sein oder auch eine beliebige Kombination hiervon. Für das hier dargestellte Ausführungsbeispiel sollen die Speicherzellen 12 allesamt als Superkondensatoren, das heißt als Doppelschicht-Kondensatoren, ausgebildet sein, welche in einem einzigen System 10 zur Speicherung elektrischer Energie in dem mit dem Hybridantrieb ausgerüsteten Fahrzeug 1 eingesetzt werden. Der Aufbau kann aber bevorzugt in einem Nutzfahrzeug, beispielsweise einem
Omnibus für den StadWNahverkehr, eingesetzt werden.
Hierbei wird durch häufige Anfahr- und Bremsmanöver in Verbindung mit einer sehr hohen Fahrzeugmasse eine besonders hohe Effizienz der Speicherung der elektrischen Energie durch die Superkondensatoren erreicht, da vergleichsweise hohe Ströme fließen. Da Superkondensatoren als Speicherzellen 12 einen sehr viel geringeren Innenwiderstand aufweisen als beispielsweise Akkumulatorzellen, sind diese für das hier näher beschriebene Ausführungsbeispiel zu bevorzugen.
Wie bereits erwähnt, sind in der Figur 2 die Speicherzellen 12 zu erkennen. Dabei sind lediglich drei von mehreren seriell verbundenen Speicherzellen 12 dargestellt. Diese bilden in einer Reihe weiterer nicht abgebildeter Speicherzellen ein erstes Modul A. Weitere Module B, C sind ebenfalls schematisch dargestellt. Die genaue Anzahl an Modulen variiert je nach Einsatzzweck des Systems. Bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel und einer entsprechenden elektrischen
Antriebsleistung von ca. 100 - 200 kW, beispielsweise 120 kW, wären dies in einem realistischen Aufbau insgesamt ca. 150 - 250 Speicherzellen 12. Wenn diese als Superkondensatoren mit einer derzeitigen oberen Spannungsgrenze von ca. 2,7 V je Superkondensator und einer Kapazität von 3000 Farad ausgebildet sind, wäre eine realistische Anwendung für den Hybridantrieb eines
Stadtomnibusses gegeben.
Wie in Figur 2 dargestellt, weist jede der Speicherzellen 12 einen parallel zu der jeweiligen Speicherzelle 12 geschalteten elektrischen Verbraucher in Form eines ohmschen Widerstands 14 auf. Dieser ist in Reihe mit einem Schaltglied 16 parallel zu jeder der Speicherzellen 12, in diesem Fall parallel zu jedem der
Superkondensatoren 12 geschaltet. Der Schalter 16 ist als Schwellwertschalter ausgebildet und nur schematisch dargestellt. Der Schwellwertschalter 16 umfasst eine Spannungsüberwachung des Superkondensators 12. Sobald der
Superkondensator 12 eine obere Schwellenspannung übersteigt, wird der Schalter 16 geschlossen, sodass über den Widerstand 14 ein Strom aus dem
Superkondensator 12 fließen kann. Damit wird die in dem Kondensator befindliche Ladung und somit auch die Spannung entsprechend verringert.
Des Weiteren ist der Schwellwertschalter 16 über einen Optokoppler 18 und entsprechende Daten- beziehungsweise Signalleitungen mit einem Bus 20 verbunden. Ebenfalls an den Datenbus 20 angebunden ist eine Steuereinrichtung 22. Die Steuereinrichtung 22 ist dazu eingerichtet, mittels des Busses 20 die an den Speicherzellen 12 angeordneten Optokoppler 18 anzusteuern. Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform sind die mehreren
Speicherzellen 12, wie bereits erwähnt, in Module A, B und C unterteilt. Zu
Anschauungszwecken sind für die Module A, B und C unterschiedliche
Ausführungsformen dargestellt. In einem realen System zur Speicherung elektrischer Energie würden nur gleichartige Module zum Einsatz kommen. Das Modul A ist, wie bereits beschrieben, mit Speicherzellen 12 bestückt, deren
Schwellwertschalter 16 über einen Optokoppler 18 ansteuerbar ist. Dabei sind die einzelnen Optokoppler 18 der jeweiligen Speicherzelle 12 individuell über den Datenbus 20 durch die Steuereinrichtung 22 ansteuerbar, das heißt, es kann für jede einzelne Speicherzelle 12 ein Entladebefehl erteilt werden.
Die Speicherzellen 12 des Moduls B hingegen sind zwar jeweils ebenfalls mit Optokopplern 18 zur Steuerung des Schwellwertschalters 16 versehen. Allerdings ist die Verschaltung der Optokoppler so realisiert, dass nur für alle Optokoppler 18 gemeinsam das Entladesignal an den Schwellwertschalter 16 übermittelt werden kann. Somit erfolgt die Entladung des Moduls B einheitlich für alle darin enthaltenen Speicherzellen 12.
Das Modul C weist ebenfalls Speicherzellen 12 auf, die über einen
Schwellwertschalter 16 und einen Widerstand 14 entladen werden können.
Allerdings erfolgt die Ansteuerung des Schwellwertschalters 16 nicht über einen Optokoppler, sondern über einen induktiven Koppler 24. Zwar ist auch hier die Verschaltung ähnlich wie in Modul B realisiert, das heißt, alle Speicherzellen 12 können nur einheitlich entladen werden. Dies stellt aber lediglich eine beispielhafte Ausführungsform dar. Selbstverständlich können alle Konzepte der Module A - C beliebig untereinander kombiniert werden. Eine weitere, hier nicht dargestellte Variante besteht darin, für ein Modul, d.h. für mehrere Speicherzellen, einen einzigen Trennverstärker vorzusehen, der einen einheitlichen Entladebefehl an die mehreren Speicherzellen übermitteln kann.
Somit benutzt die Erfindung die bereits vorhandenen Bypass-Elektroniken zum Entladen des Speichers, indem diese durch eine unaufwendige
Schaltungserweiterung ergänzt werden. Diese kann, wie bereits erwähnt, durch einen Trennverstärker wie beispielsweise einen Optokoppler 18 oder auch durch eine induktive Kopplung 24 realisiert sein. Über diese Trennverstärker, welche die Bypass-Elektroniken voneinander und zur Außenwelt von der hohen
Betriebsspannung galvanisch trennen, können die Bypass-Elektroniken mit einer kleinen Signalspannung von außerhalb des Moduls oder des gesamten Speichers beispielsweise über die Steuereinrichtung 22 eingeschaltet werden. Dieser Schaltzustand kann aufrechterhalten werden, bis die Superkondensator-Zellen 12 vollständig entladen sind oder die Gesamtspannung des Systems 10 auf einen ungefährlichen Wert zurückgegangen ist. Wie bereits erwähnt, kann dabei.eine Erfassung der Spannung der einzelnen Zellen 12, eine ganzen Moduls oder der Gesamtspannung das Systems auch beispielsweise über den Bus 20 erfolgen. Da jede Zelle für sich entladen wird, besteht damit auch nicht die Gefahr eines Umpolens der Kondensatoren 12. Bei einem Ableitstrom der Bypass-Elektroniken von 1 A sinkt dabei die Zellspannung in 50 Minuten um 1 V, sodass bei diesem Zahlenbeispiel in ca. 2 Stunden der Speicher als entladen zu betrachten wäre. Selbstverständlich können auch andere Ableitströme je nach verwendetem elektrischem Verbraucher auftreten.
Die dabei auftretende Wärmeenergie kann über die bei diesen Systemen üblicherweise vorhandene systemeigene Kühlung des Speichers oder des Moduls abgeführt werden. Somit sind diesbezüglich keine weiteren Vorkehrungen zu treffen.

Claims

Patentansprüche
1. System (10) zur Speicherung elektrischer Energie, umfassend eine
Mehrzahl Speicherzellen (12), die jeweils eine Betriebsspannung aufweisen, wobei parallel zu einer Speicherzelle (12) ein elektrischer
Verbraucher (14) sowie ein Schaltglied (16) in Reihe mit dem Verbraucher (14) angeordnet sind und wobei das Schaltglied (16) bei Erreichen oder Überschreiten einer Schwellenspannung geschlossen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
das System (10) eine Steuereinrichtung (22) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, das Schaltglied (16) so anzusteuern, dass die Speicherzelle (12) über den elektrischen Verbraucher (14) entladen wird.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherzelle (12) über den elektrischen Verbraucher (14) bis zu einer Entladespannung entladen werden kann.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Schaltglied (16) über eine kontaktlose Übertragungseinrichtung (18, 24) ansteuerbar ist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaktlose Übertragungseinrichtung ein Trennverstärker (18, 24), insbesondere ein Optokoppler (18) ist.
5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Mehrzahl von Speicherzellen (12) jeder Speicherzelle eine kontaktlose
Übertragungseinrichtung (18, 24) zugeordnet ist.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaktlose Übertragungseinrichtung (18, 24) bei der Speicherzelle (12) angeordnet ist.
7. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine kontaktlose Übertragungseinrichtung einer Mehrzahl von Speicherzellen (12) zugeordnet ist.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaktlose Übertragungseinrichtung bei der Steuereinrichtung angeordnet ist.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Ansteuern des Schaltglieds (16) ein Beeinflussen der Schwellenspannung umfasst.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltglied (16) von der Steuereinrichtung (22) geschlossen werden kann.
11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (22) mittels einer Busleitung (20) mit dem Schaltglied (16) verbunden ist.
12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Verbraucher ein Widerstand (14) und/oder die Speicherzelle (12) ein Superkondensator (12) ist.
13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Schaltglied ein Schwellwertschalter (16) ist.
14. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das System (10) in einem Energiespeicher, insbesondere für Hybridantriebe, eingesetzt wird.
15. Speicherzelle (12) zur Speicherung elektrischer Energie mit einem parallel zu der Speicherzelle angeordneten elektrischer Verbraucher (14) sowie einem Schaltglied (16) in Reihe mit dem Verbraucher (14), wobei das
Schaltglied (16) bei Erreichen oder Überschreiten einer Schwellenspannung geschlossen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schaltglied (16) über eine kontaktlose Übertragungseinrichtung (18, 24) derart ansteuerbar ist, dass die Spannung der Speicherzelle (12) bis zu oder unter eine Entladespannung fällt.
PCT/EP2010/004352 2009-08-27 2010-07-16 System zur speicherung elektrischer energie WO2011023264A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111678/07A RU2012111678A (ru) 2009-08-27 2010-07-16 Система аккумулирования электрической энергии
EP10734922A EP2471156A1 (de) 2009-08-27 2010-07-16 System zur speicherung elektrischer energie
CN2010800378458A CN102742110A (zh) 2009-08-27 2010-07-16 用于存储电能的系统
US13/391,611 US20120200267A1 (en) 2009-08-27 2010-07-16 System for Storing Electric Energy

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009039160.6 2009-08-27
DE102009039160A DE102009039160A1 (de) 2009-08-27 2009-08-27 System zur Speicherung elektrischer Energie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011023264A1 true WO2011023264A1 (de) 2011-03-03

Family

ID=42937280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/004352 WO2011023264A1 (de) 2009-08-27 2010-07-16 System zur speicherung elektrischer energie

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20120200267A1 (de)
EP (1) EP2471156A1 (de)
KR (1) KR20120080585A (de)
CN (1) CN102742110A (de)
DE (1) DE102009039160A1 (de)
RU (1) RU2012111678A (de)
WO (1) WO2011023264A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009039161A1 (de) * 2009-08-27 2011-03-17 Voith Patent Gmbh System zur Speicherung elektrischer Energie
DE102011113233A1 (de) * 2011-09-06 2013-03-07 Guanglai Xu Ein neues Verfahren zum Laden und Entladen einer Kondensator-Block-Kette für elektrische Energiespeicherung
DE102012020012A1 (de) * 2012-10-12 2014-04-17 Voith Patent Gmbh Verfahren und Ladungsausgleich von Speicherelementen
DE102017201406A1 (de) * 2017-01-30 2018-08-02 Airbus Operations Gmbh Energiespeichersystem, verfahren zum betreiben eines energiespeichersystems und verfahren zum herstellen eines energiespeichersystems
WO2018152515A1 (en) 2017-02-20 2018-08-23 The Research Foundation For The State University Of New York Multi-cell multi-layer high voltage supercapacitor apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020196000A1 (en) 2001-06-22 2002-12-26 Sanyo Electric Co., Ltd. Circuit for adjusting charging rate of cells in combination
US20030210017A1 (en) 2002-05-10 2003-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Storage battery control apparatus and control method thereof
WO2005025027A1 (ja) * 2003-09-08 2005-03-17 Nippon Chemi-Con Corporation 電気二重層コンデンサ装置及びその充電装置
US20060022646A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-02 Moore Stephen W Method for battery cold-temperature warm-up mechanism using cell equilization hardware
EP1734634A2 (de) 2005-06-13 2006-12-20 Nissan Motor Co., Ltd. Auf- und entladbares Leistungsversorgungssystem

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5850351A (en) * 1996-04-25 1998-12-15 General Motors Corporation Distributed management apparatus for battery pack
US6316917B1 (en) * 1999-03-09 2001-11-13 Asahi Glass Company, Limited Apparatus having plural electric double layer capacitors and method for adjusting voltages of the capacitors
US6417648B2 (en) * 2000-06-28 2002-07-09 Nissan Motor Co., Ltd. Method of and apparatus for implementing capacity adjustment in battery pack
AU2001276641A1 (en) * 2000-08-18 2002-02-25 Vinzenz V. Harri Current-accumulator module comprising batteries and capacitors, in particular, supercapacitors
US7126312B2 (en) * 2004-07-28 2006-10-24 Enerdel, Inc. Method and apparatus for balancing multi-cell lithium battery systems
DE102005023486B4 (de) * 2005-05-21 2007-05-10 Diehl Aerospace Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen und Steuern mehrerer in Serie geschalteter Kapazitäten
US7768237B2 (en) * 2007-05-11 2010-08-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Simplified automatic discharge function for vehicles
DE102007047713A1 (de) * 2007-10-05 2009-04-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Entladung des Hochspannungsnetzes
US8163411B2 (en) * 2007-11-21 2012-04-24 Denso Corporation Abnormality detection apparatus for battery pack
FR2938657B1 (fr) * 2008-11-17 2010-12-31 Vehicules Electr Soc D Procede de surveillance de la tension d'un element generateur d'energie electrique d'une batterie

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020196000A1 (en) 2001-06-22 2002-12-26 Sanyo Electric Co., Ltd. Circuit for adjusting charging rate of cells in combination
US20030210017A1 (en) 2002-05-10 2003-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Storage battery control apparatus and control method thereof
WO2005025027A1 (ja) * 2003-09-08 2005-03-17 Nippon Chemi-Con Corporation 電気二重層コンデンサ装置及びその充電装置
US20060022646A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-02 Moore Stephen W Method for battery cold-temperature warm-up mechanism using cell equilization hardware
EP1734634A2 (de) 2005-06-13 2006-12-20 Nissan Motor Co., Ltd. Auf- und entladbares Leistungsversorgungssystem

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2471156A1

Also Published As

Publication number Publication date
US20120200267A1 (en) 2012-08-09
EP2471156A1 (de) 2012-07-04
KR20120080585A (ko) 2012-07-17
RU2012111678A (ru) 2013-10-10
CN102742110A (zh) 2012-10-17
DE102009039160A1 (de) 2011-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2248239B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum entladen eines hochspannungsnetzes
EP2471155B1 (de) System zur speicherung elektrischer energie
DE102020210046A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
EP2460250A2 (de) Vorrichtung zur speicherung von elektrischer energie
DE102015004701A1 (de) Elektrofahrzeug mit Schnellladefunktion
DE102010061025A1 (de) Vorrichtung zum Parallelschalten von wenigstens zwei Energieeinheiten
EP1641650B1 (de) Berspannungsbegrenzer für einen traktionsstromrichter
WO2011113580A2 (de) System zur speicherung elektrischer energie
DE102019008825A1 (de) Fahrzeug
EP2471156A1 (de) System zur speicherung elektrischer energie
DE102019007030A1 (de) Elektrisches Bordnetz für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, sowie Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes
EP2612394A1 (de) System zur speicherung elektrischer energie
WO2011023265A2 (de) System zur speicherung elektrischer energie
DE102009057515A1 (de) Speicher für elektrische Energie
DE102018219435A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems und Batteriesystem
DE102021109442B4 (de) Elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz, sowie Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Bordnetzes für ein Fahrzeug
DE102015213053A1 (de) Verbesserte Antriebsordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug
DE102021109443B4 (de) Verfahren zum Durchführen eines Vorladevorgangs eines elektrischen Bordnetzes eines Fahrzeugs und elektrisches Bordnetz für ein Fahrzeug
DE102021115277A1 (de) Elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug
DE102016211164A1 (de) Kraftfahrzeugbordnetz mit wenigstens zwei Energiespeichern, Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugbordnetzes und Mittel zu dessen Implementierung
EP3220469B1 (de) Flurförderzeug mit einer traktionsbatterie
DE102020112756A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entladung eines Hochvoltbordnetzes
WO2024183855A1 (de) Schaltbare y-filterkapazität in einem batteriegespeisten antriebswechselrichter
EP3976416A1 (de) Batterievorrichtung für ein fahrzeug
DE102012214024A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Batterie, Batteriesystem und Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080037845.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10734922

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010734922

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127007727

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012111678

Country of ref document: RU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13391611

Country of ref document: US