WO2011144509A2 - Inductive battery-balancing with reduced circuit complexity - Google Patents

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WO2011144509A2
WO2011144509A2 PCT/EP2011/057583 EP2011057583W WO2011144509A2 WO 2011144509 A2 WO2011144509 A2 WO 2011144509A2 EP 2011057583 W EP2011057583 W EP 2011057583W WO 2011144509 A2 WO2011144509 A2 WO 2011144509A2
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battery
terminal
switches
discharge element
discharge
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PCT/EP2011/057583
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Werner Schiemann
Stefan Butzmann
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Robert Bosch Gmbh
Sb Limotive Company Ltd.
Sb Limotive Germany Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
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    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
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    • 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
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a circuit for a battery, which allows for reduced circuit complexity inductive cell balancing.
  • the invention also relates to a battery with such a circuit and a motor vehicle with an electric drive motor and such a battery.
  • the battery cells Due to chemical processes during the charging and discharging processes of the battery, the battery cells age. For example, a battery cell ages due to minimal deviations in dimensioning or chemical
  • FIG. 1 shows a conventional battery which enables such cell balancing.
  • the n battery cells 10-1 to 10-n can be connected in parallel via a respective switch 20-1 to 20-n, a resistor 30-1 to 30-n to selectively discharge any battery cell by a desired amount.
  • FIGS. 2 and 6 of US 2007/0090799 A1 show switch configurations which, however, have a disadvantageously high cost of 2 * n and more switches.
  • the electrical energy taken from a battery cell can not be supplied to any other battery cell and is therefore lost.
  • a circuit is provided for a battery having a number n of battery cells which has a discharge element, a
  • the n battery cells are connected in series between a positive battery terminal and a negative battery terminal such that there are a number of (n-1) connection points between the n battery cells, where n is a natural number greater than one.
  • the discharge element has a first connection connected or connectable to a first discharge line and a second connection connected or connectable to a second discharge line.
  • the plurality of switches is connectable between the battery cells and the first and second terminals of the discharge element.
  • the control unit is configured to select one of the n battery cells by outputting
  • the circuit has a with the
  • Discharge element connected in series current measuring unit.
  • the discharge element has a capacitor and a coil, which between the first
  • the control unit is designed during a first time period connect a first selected battery cell of the n battery cells to the discharge element and again disconnect it from the discharge element at a switchover time and to connect a second selected battery cell of the n battery cells to the discharge element during a second time period immediately following the switchover time.
  • the current measuring unit is designed to measure a current flowing into the discharge element and to compare the measured current with a switching current threshold value.
  • the current measuring unit is also designed to be the control unit
  • the circuit of the invention can be combined with battery cells and batteries to form an overall system which, as a battery with integrated cell balancing function, represents a second aspect of the invention.
  • the circuit has the advantage that the one to be connected to the circuit
  • the invention advantageously uses a resonance effect by the coil of the
  • Discharge element is conductively connected to a battery cell during the first period of time, so that a current begins to flow through the coil.
  • the discharge element and thus also the coil contained therein are connected in the following second period of time with the other battery cell. Since a coil counteracts a change in the current flowing through it, during the first time period the capacitor may be charged beyond the cell voltage of the first battery cell and discharged below the cell voltage of the second battery cell during the second time period.
  • the discharge is separated according to the invention at a time from the first battery cell and connected to the second battery cell, to which the current in the discharge is zero. In the context of an actual implementation, however, it suffices because of the limited measurement accuracy, when the current is less than one
  • the plurality of switches preferably comprises a number of (n + 1) first switches connected to a first terminal each having one of (n-1)
  • Connection points or one of positive and negative battery terminal connectable and connected at a second terminal to one of the first or second discharge line.
  • connection node (as well as the two
  • Discharge lines connected. From the point of view of any battery cell, its positive pole is connected to one of the two and the negative pole to the other of the two discharge lines.
  • This embodiment of the invention has the advantage that any of the n battery cells can be optionally connected to the discharge element with the expenditure of only n + 1 first switches.
  • the number n of the battery cells may be an even number. Then, each n / 2 + 1 switches have a second connected to the first discharge line
  • Terminal and n / 2 switches on a second terminal connected to the second discharge line.
  • the number n of the battery cells may be an odd number.
  • each (n + 1) / 2 switches have a second terminal connected to the first discharge line and (n + 1) / 2 switches have a second terminal connected to the second discharge line.
  • the plurality of switches comprises four second switches, a first of which between the first terminal of the discharge and the first
  • Discharge line a second between the second port of the
  • Discharge element and the first discharge line a third between the first terminal of the discharge and the second discharge line and a fourth between the second terminal of the discharge element and the second
  • Discharge line are connected.
  • the second switches make it possible to connect the discharge element in a selectable orientation with the battery cells. Otherwise, can
  • a positive pole of a particular battery cell can only be connected to either the first or the second terminal of the discharge element.
  • this also means that the battery cells are divided into two groups and the charge transfer from one battery cell to another is possible only within a respective group.
  • the discharge element can be connected to the battery cells in a selectable orientation, it becomes possible to transfer charge from any battery cell to any other, the additional cost of which is only four switches.
  • Batteries with cell balancing according to the prior art often require 2 * n switches. Therefore, circuits according to the invention for batteries are preferred in which n is greater than 5, so that the cost of 2 * n switches is greater than the n + 1 first switch and four second switch of the invention.
  • the first and third of the second switches may have a first one
  • Changeover switch and the second and fourth of the second switch form a second changeover switch.
  • the circuit can be connected via an output side connected to the control unit and the input side to each of the battery cells
  • the voltage measuring unit is designed to determine a cell voltage of a battery cell connected to the voltage measuring unit and to output it to the control unit.
  • the control unit is designed to determine a battery cell having a maximum cell voltage of the cell voltages of the battery cells and to connect the battery cell with the maximum cell voltage by outputting corresponding control signals to the control inputs of the switch with the discharge element.
  • the control unit can advantageously use any known methods for cell balancing.
  • a battery cell with a maximum cell voltage is determined for a certain period of time Discharge connected to the discharge and then the discharged charge of a battery cell with a lower cell voltage supplied to match the cell voltages of the battery cells to each other.
  • the battery cells are particularly preferably lithium-ion battery cells.
  • Lithium-ion battery cells have a high cell voltage and a high ratio of stored energy to claimed volume.
  • a third aspect of the invention relates to a motor vehicle with an electric drive motor for driving the motor vehicle and one with the
  • the battery is not limited to such use, but may be used in other electrical systems.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of the invention
  • Figure 3 is an inventive unloading
  • Figure 4 shows a second embodiment of the invention.
  • FIG 2 shows a first embodiment of the invention.
  • a number of n battery cells 10-1 to 10-n are connected in series between a positive battery terminal 12 and a negative battery terminal 13, whereby (n-1)
  • connection points 1 1 -1 to 1 1 -n-1 between the n battery cells 10-1 to 10-n result.
  • the battery cells do not necessarily constitute a part of the invention itself, rather the invention is embodied in its circuitry. Even if in the following a battery with battery cells is mentioned, only the circuit may be meant, which is connected to the battery cells or to connect and the
  • This circuit can be a trade item in its own right and can only be connected to battery cells at a later time. According to the invention, only (n + 1) first switches 20-1 to 20-n + 1 are necessary in order to connect a discharge element 30 to any of the n battery cells 10-1 to 10-n. The first switches 20-1 to 20-n + 1 are
  • Discharge line 14-1 and a second discharge line 14-2 connected, which in turn are connected to respective terminals of the discharge element 30.
  • an optional current measuring unit 40 is also connected, in the example shown between the first discharge line 14-1 and the
  • any battery cell 10-m where 0 ⁇ m ⁇ n, can be connected to the discharge element 30 by closing the switches 20-m and 20-m + 1 and opening the remaining switches.
  • the switch 20-m can connect a positive pole or a negative pole of a battery cell to the discharge line 14-1 or 14-2 associated with the switch 20-m, so that, depending on which battery cell 10-1 to 10 -n to be unloaded, from the perspective of the discharge element 30 different signs of the
  • Discharge element 30 adjacent cell voltage can result.
  • FIG. 3 shows an unloading element according to the invention.
  • the discharge element comprises a coil 31 and a capacitor 32, which are connected in series between a first and a second terminal of the discharge element.
  • Discharge element can now be connected to another battery cell to charge it with the energy removed from the first battery cell. Since the voltage across the capacitor 32 due to the resonance effect is greater than that of the previously discharged battery cell (and therefore inevitably higher than that of the battery cell to be charged), now begins to flow a current from the capacitor 32 through the coil in the battery cell to be charged. Apart from unavoidable losses due to non-ideal components, in this way energy can be transferred from one battery cell to another battery cell, without that of a battery cell with higher cell voltage
  • Figure 4 shows a second embodiment of the invention, which largely corresponds in structure to the first embodiment, which is why repetitive descriptions should be omitted here.
  • Embodiment additionally has four second switches, which are executed in the example as two changeover switches 25-1 and 25-2 by the
  • the discharge member 30 can be connected in a selectable orientation with the battery cells 10-1 to 10-n, which in turn results in that energy can be transferred from any battery cell 10-1 to 10-n to each other. Due to the reduced complexity of first switches 20-1 to 20-n + 1, otherwise the battery cells 10-1 to 10-n are subdivided into two groups, for each of which an energy transfer would only be possible within one group.

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Abstract

The invention relates to a circuit for a battery which has a number n of battery cells (10-1,..., 10-n) and comprises a discharge element (30), a plurality of switches (20-1,..., 20-n+1; 25-1, 25-2) and a control unit. Said control unit is designed for connecting in a selectively conductive manner one of the n battery cells (10-1,..., 10-n) to the discharge element (30). According to the invention, the circuit comprises a current measuring unit (40) which is connected in series to the discharge element (30). Said control unit is embodied to connect a first selected battery cell of the n battery cells to the discharge element during a first time period, and to disconnect said discharge element at a switching time point and to connect a selected second battery cell of the n battery cells to the discharge element during a second period of time directly following the switching time point. Said current measuring unit is also configured to indicate the switching time point of the control unit when the measured current is less than the switching current threshold value.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Induktives Batterie-Balancing mit reduziertem Schaltungsaufwand  Inductive battery balancing with reduced circuit complexity
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung für eine Batterie, welche bei reduziertem Schaltungsaufwand induktives Cell-Balancing ermöglicht. Die Erfindung betrifft außerdem eine Batterie mit einer solchen Schaltung und ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer solchen Batterie. The present invention relates to a circuit for a battery, which allows for reduced circuit complexity inductive cell balancing. The invention also relates to a battery with such a circuit and a motor vehicle with an electric drive motor and such a battery.
Stand der Technik State of the art
In gängigen Batterien werden eine Vielzahl von Batteriezellen in Serie geschaltet, um eine für die jeweilige Anwendung ausreichend hohe Ausgangsspannung zu erreichen. Die Serienschaltung der Batteriezellen bedingt, dass ein In common batteries, a plurality of battery cells are connected in series in order to achieve a sufficiently high output voltage for the respective application. The series connection of the battery cells requires that a
Ausgangsstrom der Batterie in allen Batteriezellen fließt. Output current of the battery flows in all battery cells.
Bedingt durch chemische Prozesse während der Lade- und Entladevorgänge der Batterie altern die Batteriezellen. Altert eine Batteriezelle beispielsweise aufgrund minimaler Abweichungen bei der Dimensionierung oder chemischen Due to chemical processes during the charging and discharging processes of the battery, the battery cells age. For example, a battery cell ages due to minimal deviations in dimensioning or chemical
Zusammensetzung oder der im Betrieb erfahrenen Temperatureinwirkung schneller als die anderen, steigt ihr Innenwiderstand, was schließlich zu einer Spannungsumkehr und einem Ausfall der Batteriezelle führen kann. Fällt jedoch eine Batteriezelle aus, fällt wegen der Serienschaltung der Batteriezellen auch die gesamte Batterie aus. Composition or experienced in operation temperature action faster than the others, their internal resistance increases, which can eventually lead to a voltage reversal and failure of the battery cell. If, however, a battery cell fails, the entire battery fails because of the series connection of the battery cells.
Es ist daher vorteilhaft, eine möglichst angepasste Ladung und Entladung der Batteriezellen sicherzustellen, so dass alle Batteriezellen auch gleichmäßig altern. Hierzu ist es bekannt, ein so genanntes Cell-Balancing durchzuführen, bei dem einer Batteriezelle mit einem höheren Energieinhalt als eine andere It is therefore advantageous to ensure the most appropriate charge and discharge of the battery cells, so that all battery cells age evenly. For this purpose, it is known to perform a so-called cell balancing, in which a battery cell with a higher energy content than another
Batteriezelle gezielt Ladung entnommen wird. Fig. 1 zeigt eine übliche Batterie, welche ein solches Cell-Balancing ermöglicht. Den n Batteriezellen 10-1 bis 10-n kann über jeweils einen Schalter 20-1 bis 20-n ein Widerstand 30-1 bis 30-n parallel geschaltet werden, um eine beliebige Batteriezelle gezielt um einen gewünschten Betrag zu entladen. Beim gezeigtenBattery cell targeted charge is removed. Fig. 1 shows a conventional battery which enables such cell balancing. The n battery cells 10-1 to 10-n can be connected in parallel via a respective switch 20-1 to 20-n, a resistor 30-1 to 30-n to selectively discharge any battery cell by a desired amount. When shown
Ansatz ist nachteilig, dass neben n Schaltern 20-1 bis 20-n auch n Widerstände 30-1 bis 30-n benötigt werden, welche gegebenenfalls gekühlt werden müssen, um die beim Entladen anfallende Wärme aus der Batterie abzuführen. Daher sind auch Anordnungen bekannt, bei denen ein einzelner Widerstand als Entladeelement wahlfrei mit einer beliebigen Batteriezelle 10-1 bis 10-n verbunden werden kann. So zeigen die Fig. 2 und 6 der US 2007/0090799 A1 Schalterkonfigurationen, die jedoch einen nachteilig hohen Aufwand von 2*n und mehr Schaltern aufweisen. Zudem ist nachteilig, dass die einer Batteriezelle entnommene elektrische Energie keiner anderen Batteriezelle zugeführt werden kann und somit verloren geht. Approach is disadvantageous that in addition to n switches 20-1 to 20-n and n resistors 30-1 to 30-n are needed, which may need to be cooled in order to dissipate the heat generated during discharging from the battery. Therefore, arrangements are also known in which a single resistor as a discharge element can be optionally connected to any battery cell 10-1 to 10-n. Thus, FIGS. 2 and 6 of US 2007/0090799 A1 show switch configurations which, however, have a disadvantageously high cost of 2 * n and more switches. In addition, it is disadvantageous that the electrical energy taken from a battery cell can not be supplied to any other battery cell and is therefore lost.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird daher eine Schaltung für eine Batterie mit einer Anzahl n von Batteriezellen zur Verfügung gestellt, welche ein Entladeelement, eineAccording to the invention, therefore, a circuit is provided for a battery having a number n of battery cells which has a discharge element, a
Vielzahl von Schaltern und eine Steuereinheit umfasst. Die n Batteriezellen sind zwischen ein positives Batterieterminal und ein negatives Batterieterminal derart in Serie geschaltet, dass sich eine Anzahl von (n-1 ) Verbindungspunkten zwischen den n Batteriezellen ergibt, wobei n eine natürliche Zahl größer 1 ist. Das Entladeelement weist einen mit einer ersten Entladeleitung verbundenen oder verbindbaren ersten Anschluss und einen mit einer zweiten Entladeleitung verbundenen oder verbindbaren zweiten Anschluss auf. Die Vielzahl von Schaltern ist zwischen den Batteriezellen und den ersten beziehungsweise zweiten Anschluss des Entladeelementes verbindbar. Die Steuereinheit ist ausgebildet, eine auswählbare der n Batteriezellen durch Ausgeben von Variety of switches and a control unit includes. The n battery cells are connected in series between a positive battery terminal and a negative battery terminal such that there are a number of (n-1) connection points between the n battery cells, where n is a natural number greater than one. The discharge element has a first connection connected or connectable to a first discharge line and a second connection connected or connectable to a second discharge line. The plurality of switches is connectable between the battery cells and the first and second terminals of the discharge element. The control unit is configured to select one of the n battery cells by outputting
Steuersignalen an Steuereingänge der Schalter mit dem Entladeelement leitend zu verbinden. Erfindungsgemäß verfügt die Schaltung über eine mit dem  Control signals to control inputs of the switch with the discharge element to conductively connect. According to the invention, the circuit has a with the
Entladeelement in Serie geschaltete Strommesseinheit. Das Entladeelement besitzt einen Kondensator und eine Spule, welche zwischen den ersten Discharge element connected in series current measuring unit. The discharge element has a capacitor and a coil, which between the first
Anschluss und den zweiten Anschluss des Entladeelementes in Serie geschaltet sind. Die Steuereinheit ist dabei ausgebildet, während einer ersten Zeitperiode eine erste ausgewählte Batteriezelle der n Batteriezellen mit dem Entladeelement zu verbinden und zu einem Umschaltzeitpunkt von dem Entladeelement wieder abzutrennen und während einer unmittelbar auf den Umschaltzeitpunkt folgenden zweiten Zeitperiode eine zweite ausgewählte Batteriezelle der n Batteriezellen mit dem Entladeelement zu verbinden. Die Strommesseinheit ist dabei ausgebildet, einen in das Entladeelement fließenden Strom zu messen und den gemessenen Strom mit einem Umschaltstromschwellwert zu vergleichen. Die Strommesseinheit ist außerdem ausgebildet, der Steuereinheit den Connection and the second connection of the discharge element are connected in series. The control unit is designed during a first time period connect a first selected battery cell of the n battery cells to the discharge element and again disconnect it from the discharge element at a switchover time and to connect a second selected battery cell of the n battery cells to the discharge element during a second time period immediately following the switchover time. The current measuring unit is designed to measure a current flowing into the discharge element and to compare the measured current with a switching current threshold value. The current measuring unit is also designed to be the control unit
Umschaltzeitpunkt anzuzeigen, wenn der gemessene Strom kleiner als der Umschaltstromschwellwert ist. Display switching time when the measured current is less than the Umschaltstromschwellwert.
Die Schaltung der Erfindung kann mit Batteriezellen und Batterien zu einem Gesamtsystem kombiniert werden, welches als Batterie mit integrierter Cell- Balancing-Funktion einen zweiten Aspekt der Erfindung darstellt. Die Schaltung besitzt den Vorteil, dass die einer an die Schaltung anzuschließenden The circuit of the invention can be combined with battery cells and batteries to form an overall system which, as a battery with integrated cell balancing function, represents a second aspect of the invention. The circuit has the advantage that the one to be connected to the circuit
Batteriezelle entnommene Energie auf dem Kondensator des Entladeelementes gespeichert und einer anderen Batteriezelle zugeführt werden kann, statt sie durch Umwandlung in Wärme für den eigentlichen Einsatzzweck der mit der Schaltung ausgestatteten Batterie verloren gehen zu lassen. Dazu nutzt die Erfindung vorteilhaft einen Resonanzeffekt, indem die Spule des Battery removed energy stored on the capacitor of the discharge and can be supplied to another battery cell, instead of being lost by conversion to heat for the actual purpose of the circuit-equipped battery. For this purpose, the invention advantageously uses a resonance effect by the coil of the
Entladeelementes während der ersten Zeitperiode leitend mit einer Batteriezelle verbunden wird, so dass ein Strom durch die Spule zu fließen beginnt. Das Entladeelement und damit auch die darin enthaltene Spule werden in der folgenden zweiten Zeitperiode mit der anderen Batteriezelle verbunden. Da eine Spule einer Änderung des sie durchfließenden Stromes entgegenwirkt, kann der Kondensator während der ersten Zeitperiode über die Zellspannung der ersten Batteriezelle hinaus aufgeladen und während der zweiten Zeitperiode unter die Zellspannung der zweiten Batteriezelle entladen werden. Um die Belastung der Schalter möglichst gering zu halten, wird das Entladeelement erfindungsgemäß zu einem Zeitpunkt von der ersten Batteriezelle abgetrennt und mit der zweiten Batteriezelle verbunden, zu dem der Strom in das Entladeelement möglichst Null ist. Im Rahmen einer tatsächlichen Realisierung genügt es jedoch aufgrund der begrenzten Messgenauigkeit, wenn der Strom geringer als ein Discharge element is conductively connected to a battery cell during the first period of time, so that a current begins to flow through the coil. The discharge element and thus also the coil contained therein are connected in the following second period of time with the other battery cell. Since a coil counteracts a change in the current flowing through it, during the first time period the capacitor may be charged beyond the cell voltage of the first battery cell and discharged below the cell voltage of the second battery cell during the second time period. In order to keep the load of the switch as low as possible, the discharge is separated according to the invention at a time from the first battery cell and connected to the second battery cell, to which the current in the discharge is zero. In the context of an actual implementation, however, it suffices because of the limited measurement accuracy, when the current is less than one
Umschaltstromschwellwert ist. Die Vielzahl von Schaltern umfasst bevorzugt eine Anzahl von (n+1 ) ersten Schaltern, die an einem ersten Anschluss mit jeweils einem der (n-1 ) Switching current threshold is. The plurality of switches preferably comprises a number of (n + 1) first switches connected to a first terminal each having one of (n-1)
Verbindungspunkte beziehungsweise einem von positivem und negativem Batterieterminal verbindbar und an einem zweiten Anschluss mit einer der ersten oder zweiten Entladeleitung verbunden sind. Dabei sind ein positiver Pol einer jeweiligen Batteriezelle über einen der ersten Schalter mit einer jeweils ausgewählten der ersten oder der zweiten Entladeleitung und ein negativer Pol der jeweiligen Batteriezelle über einen der ersten Schalter mit einer Connection points or one of positive and negative battery terminal connectable and connected at a second terminal to one of the first or second discharge line. In this case, a positive pole of a respective battery cell via one of the first switch with a respectively selected one of the first or the second discharge line and a negative pole of the respective battery cell via one of the first switch with a
verbleibenden der ersten oder der zweiten Entladeleitung verbindbar. remaining of the first or the second discharge line connectable.
Auf diese Weise wird jeder Verbindungsknoten (sowie die beiden In this way, each connection node (as well as the two
Batterieterminals) über genau einen ersten Schalter mit einer der beiden Battery terminals) via exactly one first switch with one of the two
Entladeleitungen verbunden. Aus der Sicht einer beliebigen Batteriezelle wird deren positiver Pol mit einer der beiden und der negative Pol mit der anderen der beiden Entladeleitungen verbunden. Diese Ausführungsform der Erfindung besitzt den Vorteil, dass eine beliebige der n Batteriezellen mit der Aufwendung von nur n+1 ersten Schaltern wahlfrei mit dem Entladeelement verbunden werden kann. Discharge lines connected. From the point of view of any battery cell, its positive pole is connected to one of the two and the negative pole to the other of the two discharge lines. This embodiment of the invention has the advantage that any of the n battery cells can be optionally connected to the discharge element with the expenditure of only n + 1 first switches.
Die Anzahl n der Batteriezellen kann eine gerade Zahl sein. Dann weisen jeweils n/2+1 Schalter einen mit der ersten Entladeleitung verbundenen zweiten The number n of the battery cells may be an even number. Then, each n / 2 + 1 switches have a second connected to the first discharge line
Anschluss und n/2 Schalter einen mit der zweiten Entladeleitung verbundenen zweiten Anschluss auf. Terminal and n / 2 switches on a second terminal connected to the second discharge line.
Alternativ kann die Anzahl n der Batteriezellen eine ungerade Zahl sein. In diesem Fall weisen jeweils (n+1 )/2 Schalter einen mit der ersten Entladeleitung verbundenen zweiten Anschluss und (n+1 )/2 Schalter einen mit der zweiten Entladeleitung verbundenen zweiten Anschluss auf. Alternatively, the number n of the battery cells may be an odd number. In this case, each (n + 1) / 2 switches have a second terminal connected to the first discharge line and (n + 1) / 2 switches have a second terminal connected to the second discharge line.
Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Vielzahl von Schaltern vier zweite Schalter umfasst, von denen ein erster zwischen den ersten Anschluss des Entladeelementes und die erste Particularly preferred is an embodiment of the invention, wherein the plurality of switches comprises four second switches, a first of which between the first terminal of the discharge and the first
Entladeleitung, ein zweiter zwischen den zweiten Anschluss des Discharge line, a second between the second port of the
Entladeelementes und die erste Entladeleitung, ein dritter zwischen den ersten Anschluss des Entladeelementes und die zweite Entladeleitung und ein vierter zwischen den zweiten Anschluss des Entladeelementes und die zweite Discharge element and the first discharge line, a third between the first terminal of the discharge and the second discharge line and a fourth between the second terminal of the discharge element and the second
Entladeleitung geschaltet sind. Discharge line are connected.
Die zweiten Schalter ermöglichen es, das Entladeelement in einer wählbaren Orientierung mit den Batteriezellen zu verbinden. Andernfalls kann The second switches make it possible to connect the discharge element in a selectable orientation with the battery cells. Otherwise, can
beispielsweise ein positiver Pol einer bestimmten Batteriezelle nur entweder mit dem ersten oder dem zweiten Anschluss des Entladeelementes verbunden werden. Dies bedeutet aber auch, dass die Batteriezellen sich in zwei Gruppen unterteilen und der Ladungstransfer von einer Batteriezelle zu einer anderen nur innerhalb einer jeweiligen Gruppe möglich ist. Kann das Entladeelement jedoch in einer wählbaren Orientierung mit den Batteriezellen verbunden werden, wird es möglich, Ladung von einer beliebigen Batteriezelle zu jeder anderen zu übertragen, wobei der zusätzliche Aufwand hierfür nur vier Schalter beträgt. Batterien mit Cell-Balancing gemäß dem Stand der Technik benötigen oft 2*n Schalter. Es werden daher erfindungsgemäße Schaltungen für Batterien bevorzugt, bei denen n größer als 5 ist, so dass der Aufwand von 2*n Schaltern größer als die n+1 ersten Schalter und vier zweiten Schalter der Erfindung wird. For example, a positive pole of a particular battery cell can only be connected to either the first or the second terminal of the discharge element. However, this also means that the battery cells are divided into two groups and the charge transfer from one battery cell to another is possible only within a respective group. However, if the discharge element can be connected to the battery cells in a selectable orientation, it becomes possible to transfer charge from any battery cell to any other, the additional cost of which is only four switches. Batteries with cell balancing according to the prior art often require 2 * n switches. Therefore, circuits according to the invention for batteries are preferred in which n is greater than 5, so that the cost of 2 * n switches is greater than the n + 1 first switch and four second switch of the invention.
Der erste und der dritte der zweiten Schalter können einen ersten The first and third of the second switches may have a first one
Wechselschalter und der zweite und der vierte der zweiten Schalter einen zweiten Wechselschalter ausbilden. Changeover switch and the second and fourth of the second switch form a second changeover switch.
Die Schaltung kann über eine ausgangsseitig mit der Steuereinheit verbundene und eingangsseitig mit jeder der Batteriezellen verbindbare The circuit can be connected via an output side connected to the control unit and the input side to each of the battery cells
Spannungsmesseinheit verfügen. Die Spannungsmesseinheit ist dabei ausgebildet, eine Zellspannung einer mit der Spannungsmesseinheit verbundenen Batteriezelle zu bestimmen und an die Steuereinheit auszugeben. Die Steuereinheit ist dabei ausgebildet, eine Batteriezelle mit einer maximalen Zellspannung der Zellspannungen der Batteriezellen zu bestimmen und die Batteriezelle mit der maximalen Zellspannung durch Ausgeben entsprechender Steuersignale an die Steuereingänge der Schalter mit dem Entladeelement zu verbinden. Have voltage measuring unit. The voltage measuring unit is designed to determine a cell voltage of a battery cell connected to the voltage measuring unit and to output it to the control unit. The control unit is designed to determine a battery cell having a maximum cell voltage of the cell voltages of the battery cells and to connect the battery cell with the maximum cell voltage by outputting corresponding control signals to the control inputs of the switch with the discharge element.
Die Steuereinheit kann vorteilhaft beliebige bekannte Verfahren für das Cell- Balancing einsetzen. Bevorzugterweise wird dabei eine Batteriezelle mit einer maximalen Zellspannung ermittelt, für einen bestimmten Zeitraum durch Verbinden mit dem Entladeelement entladen und anschließend die entnommene Ladung einer Batteriezelle mit einer geringeren Zellspannung zugeführt, um die Zellspannungen der Batteriezellen einander anzugleichen. The control unit can advantageously use any known methods for cell balancing. Preferably, a battery cell with a maximum cell voltage is determined for a certain period of time Discharge connected to the discharge and then the discharged charge of a battery cell with a lower cell voltage supplied to match the cell voltages of the battery cells to each other.
Bei der Batterie des zweiten Erfindungsaspektes sind die Batteriezellen besonders bevorzugt Lithium-Ionen-Batteriezellen. Lithium-Ionen-Batteriezellen besitzen eine hohe Zellspannung und ein hohes Verhältnis von gespeicherter Energie zu beanspruchtem Volumen. In the case of the battery of the second aspect of the invention, the battery cells are particularly preferably lithium-ion battery cells. Lithium-ion battery cells have a high cell voltage and a high ratio of stored energy to claimed volume.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeuges und einer mit dem A third aspect of the invention relates to a motor vehicle with an electric drive motor for driving the motor vehicle and one with the
elektrischen Antriebsmotor verbundenen oder verbindbaren Batterie gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt. Die Batterie ist jedoch nicht auf einen solchen Einsatzzweck beschränkt, sondern kann auch in anderen elektrischen Systemen eingesetzt werden. electric drive motor connected or connectable battery according to the second aspect of the invention. However, the battery is not limited to such use, but may be used in other electrical systems.
Zeichnungen drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichartige Elemente bezeichnen. Es zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below, wherein like reference numerals designate the same or similar elements. Show it:
Figur 1 eine Batterie mit Cell-Balancing gemäß dem Stand der Technik, 1 shows a battery with cell balancing according to the prior art,
Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of the invention,
Figur 3 ein erfindungsgemäßes Entladeelement, und Figure 3 is an inventive unloading, and
Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figure 4 shows a second embodiment of the invention.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Anzahl von n Batteriezellen 10-1 bis 10-n ist zwischen ein positives Batterieterminal 12 und ein negatives Batterieterminal 13 in Serie geschaltet, wodurch sich (n-1 ) Figure 2 shows a first embodiment of the invention. A number of n battery cells 10-1 to 10-n are connected in series between a positive battery terminal 12 and a negative battery terminal 13, whereby (n-1)
Verbindungspunkte 1 1 -1 bis 1 1 -n-1 zwischen den n Batteriezellen 10-1 bis 10-n ergeben. Bei allen Ausführungsbeispielen stellen die Batteriezellen nicht notwendigerweise einen Teil der Erfindung selbst dar, die Erfindung ist vielmehr in deren Beschaltung verwirklicht. Auch wenn im Folgenden von einer Batterie mit Batteriezellen die Rede ist, kann lediglich die Schaltung gemeint sein, welche mit den Batteriezellen verbunden beziehungsweise zu verbinden ist und dieConnection points 1 1 -1 to 1 1 -n-1 between the n battery cells 10-1 to 10-n result. In all embodiments, the battery cells do not necessarily constitute a part of the invention itself, rather the invention is embodied in its circuitry. Even if in the following a battery with battery cells is mentioned, only the circuit may be meant, which is connected to the battery cells or to connect and the
Funktion des Cell-Balancings vorteilhaft zur Verfügung stellt. Diese Schaltung kann für sich Handelsgegenstand sein und erst zu einem späteren Zeitpunkt mit Batteriezellen verbunden werden. Es sind erfindungsgemäß lediglich (n+1 ) erste Schalter 20-1 bis 20-n+1 notwendig, um ein Entladeelement 30 mit einer beliebigen der n Batteriezellen 10-1 bis 10-n zu verbinden. Die ersten Schalter 20-1 bis 20-n+1 sind Function of cell balancing provides advantageous. This circuit can be a trade item in its own right and can only be connected to battery cells at a later time. According to the invention, only (n + 1) first switches 20-1 to 20-n + 1 are necessary in order to connect a discharge element 30 to any of the n battery cells 10-1 to 10-n. The first switches 20-1 to 20-n + 1 are
eingangsseitig mit einem jeweils zugeordneten Verbindungspunkt 1 1 -1 bis 1 1 -n-1 beziehungsweise dem positiven Batterieterminal 12 oder dem negativen On the input side with a respective associated connection point 1 1 -1 to 1 1 -n-1 or the positive battery terminal 12 or the negative
Batterieterminal 13 verbunden. Ausgangsseitig sind die ersten Schalter 20-1 bisBattery terminal 13 connected. On the output side, the first switches 20-1 to
20-n+1 entsprechend ihrer Reihenfolge abwechselnd mit einer ersten 20-n + 1 alternately with a first one according to their order
Entladeleitung 14-1 beziehungsweise einer zweiten Entladeleitung 14-2 verbunden, welche ihrerseits mit jeweiligen Anschlüssen des Entladeelementes 30 verbunden sind. Zwischen eine der Entladeleitungen 14-1 oder 14-2 und das Entladeelement 30 ist zudem eine optionale Strommesseinheit 40 geschaltet, im gezeigten Beispiel zwischen die erste Entladeleitung 14-1 und das Discharge line 14-1 and a second discharge line 14-2 connected, which in turn are connected to respective terminals of the discharge element 30. Between one of the discharge lines 14-1 or 14-2 and the discharge element 30, an optional current measuring unit 40 is also connected, in the example shown between the first discharge line 14-1 and the
Entladeelement 30. Discharge element 30.
Eine beliebige Batteriezelle 10-m, wobei 0<m<n, kann mit dem Entladeelement 30 verbunden werden, indem die Schalter 20-m und 20-m+1 geschlossen und die restlichen Schalter geöffnet werden. Abhängig von m kann dabei der Schalter 20-m einen positiven Pol oder einen negativen Pol einer Batteriezelle mit der dem Schalter 20-m zugeordneten Entladeleitung 14-1 oder 14-2 verbinden, so dass sich, je nachdem welches Batteriezelle 10-1 bis 10-n entladen werden soll, aus Sicht des Entladeelementes 30 unterschiedliche Vorzeichen der am Any battery cell 10-m, where 0 <m <n, can be connected to the discharge element 30 by closing the switches 20-m and 20-m + 1 and opening the remaining switches. Depending on m, the switch 20-m can connect a positive pole or a negative pole of a battery cell to the discharge line 14-1 or 14-2 associated with the switch 20-m, so that, depending on which battery cell 10-1 to 10 -n to be unloaded, from the perspective of the discharge element 30 different signs of the
Entladeelement 30 anliegenden Zellspannung ergeben können.  Discharge element 30 adjacent cell voltage can result.
Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Entladeelement. Das Entladeelement umfasst eine Spule 31 und einen Kondensator 32, welche zwischen einen ersten und einen zweiten Anschluss des Entladeelementes in Serie geschaltet sind.FIG. 3 shows an unloading element according to the invention. The discharge element comprises a coil 31 and a capacitor 32, which are connected in series between a first and a second terminal of the discharge element.
Wird das Entladeelement mit einer Batteriezelle verbunden, beginnt ein Strom durch die Spule 31 auf den (anfangs entladenen) Kondensator 32 zu fließen, welcher den Kondensator 32 auflädt. Der Strom durch die Spule 31 nimmt dabei zu, jedoch aufgrund der steigenden Spannung am Kondensator 32 und damit aufgrund der sinkenden Spannung über die Spule 31 immer langsamer, bis er schließlich wieder abnimmt. Erreicht der Strom durch die Spule 31 wieder Null, ist der Kondensator 32 auf eine maximale Spannung aufgeladen. Das When the discharge element is connected to a battery cell, a current begins through the coil 31 to the (initially discharged) capacitor 32, which charges the capacitor 32. The current through the coil 31 thereby increases, but due to the increasing voltage across the capacitor 32 and thus due to the decreasing voltage across the coil 31 always slower until it finally decreases again. When the current through the coil 31 reaches zero again, the capacitor 32 is charged to a maximum voltage. The
Entladeelement kann nun mit einer anderen Batteriezelle verbunden werden, um diese mit der der ersten Batteriezelle entnommenen Energie aufzuladen. Da die Spannung über dem Kondensator 32 aufgrund des Resonanzeffektes größer ist als die der zuvor entladenen Batteriezelle (und somit auch zwangsläufig höher als die der aufzuladenden Batteriezelle), beginnt nun ein Strom vom Kondensator 32 durch die Spule in die aufzuladende Batteriezelle zu fließen. Abgesehen von unvermeidbaren Verlusten aufgrund nichtidealer Bauelemente kann auf diese Weise Energie von einer Batteriezelle in eine andere Batteriezelle übertragen werden, ohne dass die einer Batteriezelle mit höherer Zellspannung Discharge element can now be connected to another battery cell to charge it with the energy removed from the first battery cell. Since the voltage across the capacitor 32 due to the resonance effect is greater than that of the previously discharged battery cell (and therefore inevitably higher than that of the battery cell to be charged), now begins to flow a current from the capacitor 32 through the coil in the battery cell to be charged. Apart from unavoidable losses due to non-ideal components, in this way energy can be transferred from one battery cell to another battery cell, without that of a battery cell with higher cell voltage
entnommene Energie als Wärme verloren ginge. taken energy would be lost as heat.
Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in seinem Aufbau dem ersten Ausführungsbeispiel weitestgehend entspricht, weshalb hier wiederholende Beschreibungen unterlassen werden sollen. Das zweite Figure 4 shows a second embodiment of the invention, which largely corresponds in structure to the first embodiment, which is why repetitive descriptions should be omitted here. The second
Ausführungsbeispiel besitzt zusätzlich vier zweite Schalter, welche im Beispiel als zwei Wechselschalter 25-1 und 25-2 ausgeführt sind, indem die Embodiment additionally has four second switches, which are executed in the example as two changeover switches 25-1 and 25-2 by the
Steuereingänge von jeweils zwei zweiten Schaltern zusammengefasst wurden. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Wechselschalter 25-1 und 25-2 wird es nun möglich, den ersten Anschluss des Entladeelementes 30 wahlweise mit entweder der ersten Entladeleitung 14-1 oder der zweiten Entladeleitung 14-2 und den zweiten Anschluss des Entladeelementes 30 mit der jeweils Control inputs were summarized by two second switches. By an appropriate control of the changeover switches 25-1 and 25-2, it is now possible, the first connection of the discharge element 30 either with either the first discharge line 14-1 or the second discharge line 14-2 and the second terminal of the discharge element 30 with each
verbleibenden der Entladeleitungen 14-1 und 14-2 zu verbinden. Dadurch kann das Entladeelement 30 in einer wählbaren Orientierung mit den Batteriezellen 10-1 bis 10-n verbunden werden, was wiederum dazu führt, dass Energie von jeder beliebigen Batteriezelle 10-1 bis 10-n zu jeder anderen übertragen werden kann. Aufgrund des reduzierten Aufwandes an ersten Schaltern 20-1 bis 20-n+1 unterteilten sich andernfalls die Batteriezellen 10-1 bis 10-n in zwei Gruppen, für die jeweils ein Energietransfer nur innerhalb einer Gruppe möglich wäre. remaining of the discharge lines 14-1 and 14-2 to connect. Thereby, the discharge member 30 can be connected in a selectable orientation with the battery cells 10-1 to 10-n, which in turn results in that energy can be transferred from any battery cell 10-1 to 10-n to each other. Due to the reduced complexity of first switches 20-1 to 20-n + 1, otherwise the battery cells 10-1 to 10-n are subdivided into two groups, for each of which an energy transfer would only be possible within one group.

Claims

Ansprüche claims
1 . Eine Schaltung für eine Batterie mit einer Anzahl n von zwischen ein 1 . A circuit for a battery with a number n of between
positives Batterieterminal (12) und ein negatives Batterieterminal (13) derart in Serie geschalteten Batteriezellen (10-1 ,..., 10-n), dass sich eine Anzahl von (n-1 ) Verbindungspunkten (1 1 -1 1 1 -n-1 ) zwischen den n  positive battery terminal (12) and a negative battery terminal (13) of series-connected battery cells (10-1, ..., 10-n) such that a number of (n-1) connection points (1 1 -1 1 1 - n-1) between the n
Batteriezellen (10-1 ,..., 10-n) ergeben, wobei n eine natürliche Zahl größer 1 ist, die Schaltung aufweisend ein Entladeelement (30), welches einen mit einer ersten Entladeleitung (14-1 ) verbundenen oder verbindbaren ersten Anschluss und einen mit einer zweiten Entladeleitung (14-2) verbundenen oder verbindbaren zweiten Anschluss aufweist, eine Vielzahl von Schaltern (20-1 ,..., 20-n+1 ; 25-1 , 25-2), welche zwischen die Batteriezellen  Battery cells (10-1, ..., 10-n), where n is a natural number greater than 1, the circuit comprising a discharge element (30) having a first terminal connected to a first discharge line (14-1) or connectable first terminal and a second terminal connected or connectable to a second discharge line (14-2), a plurality of switches (20-1, ..., 20-n + 1; 25-1, 25-2) connected between the battery cells
(10-1 ,..., 10-n) und den ersten beziehungsweise zweiten Anschluss des Entladeelementes (30) verbindbar sind, und einer Steuereinheit, welche ausgebildet ist, eine auswählbare der n Batteriezellen (10-1 ,..., 10-n) durch (10-1, ..., 10-n) and the first and second terminals of the discharge element (30) are connectable, and a control unit, which is formed, a selectable of the n battery cells (10-1, ..., 10 -n)
Ausgeben von Steuersignalen an Steuereingänge der Schalter Outputting control signals to control inputs of the switches
(20-1 20-n+1 ; 25-1 , 25-2) mit dem Entladeelement (30) leitend zu verbinden,  (20-1 20-n + 1; 25-1, 25-2) conductively connect to the discharge element (30),
gekennzeichnet durch eine mit dem Entladeelement (30) in Serie  characterized by one with the discharge element (30) in series
geschaltete Strommesseinheit (40) und dadurch, dass das Entladeelement switched current measuring unit (40) and in that the discharge element
(30) einen Kondensator (32) und eine Spule (31 ) umfasst, welche zwischen den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss des Entladeelementes (30) in Serie geschaltet sind, (30) comprises a capacitor (32) and a coil (31) which are connected in series between the first terminal and the second terminal of the discharge element (30),
wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, während einer ersten Zeitperiode eine erste ausgewählte Batteriezelle der n Batteriezellen (10-1 ,..., 10-n) mit dem Entladeelement (30) zu verbinden und zu einem Umschaltzeitpunkt von dem Entladeelement (30) wieder abzutrennen und während einer unmittelbar auf den Umschaltzeitpunkt folgenden zweiten Zeitperiode eine zweite ausgewählte Batteriezelle der n Batteriezellen (10-1 ,..., 10-n) mit dem Entladeelement (30) zu verbinden, und wobei die Strommesseinheit (40) ausgebildet ist, einen in das wherein the control unit is designed to connect a first selected battery cell of the n battery cells (10-1,..., 10-n) to the discharge element (30) during a first period of time and to disconnect it again from the discharge element (30) at a switching time and to connect a second selected battery cell of the n battery cells (10-1, ..., 10-n) to the discharge element (30) during a second time period immediately following the switching time, and wherein the current measuring unit (40) is formed, one in the
Entladeelement (30) fließenden Strom zu messen und mit einem Discharge element (30) to measure current flowing and with a
Umschaltstromschwellwert zu vergleichen und der Steuereinheit den Umschaltzeitpunkt anzuzeigen, wenn der gemessene Strom kleiner als der Umschaltstromschwellwert ist. Comparing the switching current threshold and indicating to the control unit the switching timing when the measured current is less than the switching current threshold.
Die Schaltung gemäß Anspruch 1 , bei der die Vielzahl von Schaltern (20-1 20-n+1 ; 25-1 , 25-2) eine Anzahl von (n+1 ) ersten Schaltern (20-1 ,..., 20-n+1 ) umfasst, die an einem ersten Anschluss mit jeweils einem der (n-1 ) Verbindungspunkte (1 1 -1 ,..., 1 1 -n-1 ) beziehungsweise einem von positivem und negativem Batterieterminal (12; 13) verbindbar sind und an einem zweiten Anschluss mit einer der ersten oder zweiten Entladeleitung (14-1 ; 14-2) verbunden sind, wobei ein positiver Pol einer jeweiligen The circuit of claim 1, wherein the plurality of switches (20-1 20-n + 1; 25-1, 25-2) comprise a number of (n + 1) first switches (20-1, ..., 20 -n + 1) connected to a first terminal, each having one of the (n-1) connection points (1 1 -1, ..., 1 1 -n-1) or one of positive and negative battery terminals (12, 13 ) are connectable and connected at a second terminal to one of the first or second discharge line (14-1, 14-2), wherein a positive pole of a respective
Batteriezelle (10-1 ,..., 10-n) über einen der ersten Schalter (20-1 ,..., 20-n+1 ) mit einer jeweils Ausgewählten der ersten oder der zweiten Entladeleitung (14-1 ; 14-2) und ein negativer Pol der jeweiligen Batteriezelle (10-1 10-n) über einen der ersten Schalter (20-1 20-n+1 ) mit einer Verbleibenden der ersten oder der zweiten Entladeleitung (14-1 ; 14-2) verbindbar sind. Battery cell (10-1, ..., 10-n) via one of the first switch (20-1, ..., 20-n + 1) with a respectively selected one of the first or the second discharge line (14-1; 14 -2) and a negative pole of the respective battery cell (10-1 10-n) via one of the first switches (20-1 20-n + 1) with a remaining one of the first or the second discharge line (14-1; 14-2 ) are connectable.
Die Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der n eine gerade Zahl ist und jeweils n/2+1 erste Schalter (20-1 20-n+1 ) einen mit der ersten Entladeleitung (14-1 ) verbundenen zweiten Anschluss und n/2 erste Schalter (20-1 20-n+1 ) einen mit der zweiten Entladeleitung (14-2) verbundenen zweiten Anschluss aufweisen. The circuit according to one of claims 1 or 2, wherein n is an even number and each n / 2 + 1 first switch (20-1 20-n + 1) has a second terminal connected to the first discharge line (14-1) and n / 2 first switch (20-1 20-n + 1) having a second discharge line (14-2) connected to the second port.
Die Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der n eine ungerade Zahl ist und jeweils (n+1 )/2 erste Schalter (20-1 20-n+1 ) einen mit der ersten Entladeleitung (14-1 ) verbundenen zweiten Anschluss und (n+1 )/2 erste Schalter (20-1 20-n+1 ) einen mit der zweiten Entladeleitung (14-2) verbundenen zweiten Anschluss aufweisen. The circuit according to one of claims 1 or 2, wherein n is an odd number and each (n + 1) / 2 first switch (20-1 20-n + 1) has a second connected to the first discharge line (14-1) And (n + 1) / 2 first switches (20-1 20-n + 1) have a second terminal connected to the second discharge line (14-2).
Die Schaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vielzahl von Schaltern (20-1 20-n+1 ; 25-1 , 25-2) vier zweite Schalter umfasst, von denen ein erster zwischen den ersten Anschluss des The circuit according to one of the preceding claims, wherein the plurality of switches (20-1 20-n + 1; 25-1, 25-2) comprises four second switches, a first of which is connected between the first terminal of the first
Entladeelementes (30) und die erste Entladeleitung (14-1 ), ein zweiter zwischen den zweiten Anschluss des Entladeelementes (30) und die erste Entladeleitung (14-1 ), ein dritter zwischen den ersten Anschluss des Discharge element (30) and the first discharge line (14-1), a second between the second terminal of the discharge element (30) and the first Discharge line (14-1), a third between the first port of the
Entladeelementes (30) und die zweite Entladeleitung (14-2) und ein vierter zwischen den zweiten Anschluss des Entladeelementes (30) und die zweite Entladeleitung (14-2) geschaltet sind. Discharge element (30) and the second discharge line (14-2) and a fourth between the second terminal of the discharge element (30) and the second discharge line (14-2) are connected.
Die Schaltung gemäß Anspruch 5, bei der der erste der zweiten Schalter und der dritte der zweiten Schalter einen ersten Wechselschalter (25-1 ) und bei der der zweite der zweiten Schalter und der vierte der zweiten Schalter einen zweiten Wechselschalter (25-2) ausbilden. The circuit according to claim 5, wherein the first of the second switches and the third of the second switches form a first changeover switch (25-1) and in which the second of the second switches and the fourth of the second switches form a second changeover switch (25-2) ,
Die Schaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ausgangsseitig mit der Steuereinheit verbundenen und eingangsseitig mit jeder der Batteriezellen (10-1 ,..., 10-n) verbindbaren Spannungsmesseinheit, die ausgebildet ist, eine Zellspannung einer mit der Spannungsmesseinheit verbundenen Batteriezelle (10-1 ,..., 10-n) zu bestimmen und an die The circuit according to one of the preceding claims, comprising a voltage measuring unit which can be connected to the control unit and can be connected on the input side to each of the battery cells (10-1,..., 10-n), which is designed to measure a cell voltage of a battery cell connected to the voltage measuring unit. 10-1, ..., 10-n) and to the
Steuereinheit auszugeben, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, eine Batteriezelle (10-1 ,..., 10-n) mit einer maximalen Zellspannung der Output control unit, wherein the control unit is formed, a battery cell (10-1, ..., 10-n) with a maximum cell voltage of
Zellspannungen der Batteriezellen (10-1 ,..., 10-n) zu bestimmen und die Batteriezelle (10-1 ,..., 10-n) mit der maximalen Zellspannung während der ersten Zeitperiode durch Ausgeben entsprechender Steuersignale an die Steuereingänge der Schalter (20-1 20-n+1 ; 25-1 , 25-2) mit dem Cell voltages of the battery cells (10-1, ..., 10-n) to determine and the battery cell (10-1, ..., 10-n) with the maximum cell voltage during the first period of time by issuing appropriate control signals to the control inputs of Switch (20-1 20-n + 1; 25-1, 25-2) with the
Entladeelement (30) zu verbinden. Unloading element (30) to connect.
Eine Batterie mit einer Schaltung gemäß einem der vorhergehenden A battery with a circuit according to any one of the preceding
Ansprüche und einer Anzahl n von zwischen das positive Batterieterminal (12) und das negative Batterieterminal (13) in Serie geschalteten Claims and a number n of connected in series between the positive battery terminal (12) and the negative battery terminal (13)
Batteriezellen (10-1 ,..., 10-n). Battery cells (10-1, ..., 10-n).
Die Batterie gemäß Anspruch 8, bei der die Batteriezellen (10-1 ,..., 10-n) Lithium-Ionen-Batteriezellen sind. The battery according to claim 8, wherein the battery cells (10-1, ..., 10-n) are lithium-ion battery cells.
Ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeuges und einer mit dem elektrischen Antriebsmotor verbundenen oder verbindbaren Batterie gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9. A motor vehicle having an electric drive motor for driving the motor vehicle and a battery connected or connectable to the electric drive motor according to one of claims 8 or 9.
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