WO2013182288A1 - Energieversorgungsvorrichtung mit einer ersten leistung sowie verfahren zum betrieb dieser energieversorgungsvorrichtung - Google Patents

Energieversorgungsvorrichtung mit einer ersten leistung sowie verfahren zum betrieb dieser energieversorgungsvorrichtung Download PDF

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WO2013182288A1
WO2013182288A1 PCT/EP2013/001611 EP2013001611W WO2013182288A1 WO 2013182288 A1 WO2013182288 A1 WO 2013182288A1 EP 2013001611 W EP2013001611 W EP 2013001611W WO 2013182288 A1 WO2013182288 A1 WO 2013182288A1
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battery modules
module
battery
battery module
monitoring device
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PCT/EP2013/001611
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Johannes Ohmer
Erhard Schletterer
Roland Weixler
Ulrike Stassen
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Li-Tec Battery Gmbh
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Publication date
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Definitions

  • Power supply device with a first power and method for operating this power supply device
  • the present invention relates to a power supply apparatus having a first power and a method of operating this power supply apparatus.
  • the invention will be described in connection with lithium ion cells for supplying a stationary consumer. It should be noted that the invention can also be used regardless of the type of cell, the chemistry of the cell or regardless of the type of consumer supplied.
  • the temporarily insufficient supply of a consumer by one of the known power supply devices is perceived as problematic. It is an object of the invention to provide a power supply device which can usually meet the power requirements of a consumer.
  • Claim 13 describes a battery with at least two
  • electrochemical energy storage devices according to the invention.
  • the object is also achieved by a Herste II method according to claim 14 for an electrochemical energy storage device.
  • a Herste II method according to claim 14 for an electrochemical energy storage device.
  • An energy supply device in particular for stationary use, in particular in a building, is intended to supply one or more consumers at least temporarily with an electrical first power L-t.
  • the power supply device has a first number of
  • the number N-1 is to be dimensioned such that, taking into account the respective power of each battery module, a total electrical power can be delivered to the consumers, which is at least equal to this first power L 1 .
  • the power supply device has a second number N 2 of
  • the number N 2 is to be dimensioned such that, taking into account the respective power of each battery module, a total electrical power can be conducted to the load, which is at least equal to a power AL.
  • the energy supply device has a battery module monitoring device, in short monitoring device, which monitors at least one physical parameter.
  • the power supply device has an electrical
  • This electrical connection device serves to electrically connect the first number and the second number N 2 to one or more consumers.
  • the power supply device has at least one electrical
  • Battery modules and / or the electrical connection device is isolable, if this monitoring device recognizes that this is at least one detected for each battery module physical parameters outside of a predetermined particular for this physical parameter area.
  • the number N 2 and the power of this second number of battery modules is dimensioned so that this first power to the or
  • this battery module may be opposite to the other
  • This insulated battery module can and does not need to deliver any energy or electrical power to the at least one consumer.
  • N 2 and the power of this second number of battery modules is dimensioned such that this first power Li is transferable to the consumer or consumers even if at least one of these battery modules from the first number or this second number of
  • the battery modules of the second number act as a reserve in the event of a failure of one of the battery modules of the first number. This solves the underlying task.
  • the power supply device has a
  • the bridging device is used to electrically bridge a particular insulated battery module, preferably when the insulated battery module is part of a series circuit of at least two of these battery modules. Even if one of these battery modules fails, the series connection is still capable of delivering energy.
  • This preferred embodiment offers the advantage of increased availability of
  • An energy supply device in the sense of the invention is understood to mean a device which at least temporarily serves to supply one or more consumers with an electrical first power Li.
  • the total electrical power [kW] is to be understood as meaning the electrical power which can be taken up at the same time by one or more of these consumers from the power supply device (power requirement).
  • An electric first power within the meaning of the invention is to be understood as meaning at least the power [kW] which at least temporarily, preferably at least 1 h, can be delivered by the power supply device (power that can be provided).
  • At least the first power corresponds to the total power of the consumers to be supplied.
  • a battery module is to be understood as meaning a device which serves in particular for storing energy, which serves in particular for the release of energy.
  • the battery module has one, two or more, preferably rechargeable, electrochemical cells.
  • This electrochemical cell is designed to store chemical energy, convert chemical energy into electrical energy and at least temporarily deliver electrical energy.
  • electrochemical cell designed to absorb electrical energy and convert it into chemical energy.
  • at least two of these cells are connected in series or in parallel.
  • the battery module has two module connections of different polarity, to which at least temporarily the voltage of the interconnected cells is applied.
  • at least four of these cells are in series
  • Total voltage of the interconnected cells is increased.
  • at least two of these cells are in series connected. This preferred embodiment offers the advantage that the
  • the battery modules of the power supply device may be assigned to the first number Ui or the second number N 2 of battery modules.
  • the particular interconnected battery modules of the first number can deliver at least temporarily, preferably for at least 1 h, at least this first power Li.
  • the particular interconnected battery modules of the second number can deliver at least temporarily, preferably for at least 1 h, at least this power AL at least temporarily.
  • a plurality of battery modules of the first number are interconnected.
  • Ni and N 2 are each selected from the set of natural numbers.
  • Ni is at least 2 and N 2 is at least 1. According to a first preferred
  • At least two battery modules of the first number are connected in series for increased sum voltage of these battery modules.
  • at least two battery modules of the first number are connected in parallel. This preferred embodiment offers the advantage of an increased total flow.
  • a predetermined number N D of battery modules may fail without affecting the output of the first electric power Li by the power supply device.
  • the predetermined number N D is selected from the group of natural numbers.
  • the predetermined number N D is at least 1, more preferably at least 2, further preferably at least 5, more preferably at least 10, further preferably at least 20.
  • An operating state of one of these battery modules in the sense of the invention is characterized by at least one or more physical parameters of the battery module or one of the cells of the battery module, in particular a predetermined combination of at least two or more of these physical parameters.
  • a distinction can be made between a supply state of one of these battery modules and a failure state, wherein in the state of failure, in particular, no electrical energy should be exchanged with the battery module.
  • the monitoring device detects that this is at least one physical parameter detected for each battery module outside a predetermined range
  • the monitoring device detects that the temperature of one of these battery modules exceeds a predetermined temperature, at least during a first time interval, then the monitoring device assumes a failure state of the battery module.
  • a battery module monitoring device in the sense of the invention means a device which in particular serves to monitor at least one physical parameter.
  • this physical parameter By means of this physical parameter, at least two different operating states of one of these battery modules can be detected.
  • the battery module monitoring device is designed as an electronic module, particularly preferably as an application-specific integrated circuit or programmable logic controller.
  • the battery module monitoring device is preferably designed to actuate at least one switching element of one of these electrical switching devices.
  • Under a physical parameter within the meaning of the invention is a
  • Characteristic or characteristic property of one of the battery modules or one of the cells to understand which in particular makes it possible to infer a supply state of the battery module or the cell, and / or a conclusion on a failure state of the battery module or cell possible, and / or can be determined by a measuring device
  • the measuring device can provide a signal at least temporarily, preferably an electrical voltage or an electrical current, and / or by a control device, in particular the battery module monitoring device, can be processed, in particular can be linked to a target value, in particular with another of the detected physical parameters can be linked, and / or
  • the electrical voltage of the battery module (module voltage), the battery module removed electrical current (module current), the integrity of the battery module, the state of charge of the battery module, a temperature of the battery module (module temperature), an internal pressure of the battery module (module pressure), the presence of a foreign substance in particular from the environment of the battery module, a presence of a substance, in particular one of the cells, in particular an outlet of this substance, a cell voltage, a cell current, a
  • An electrical connection device in the sense of the invention means a device which in particular serves for the electrical connection of one or more of these battery modules to one or more of these consumers. From the power supply device, at least temporarily electrical power, in particular the first power can be delivered by the electrical connection device to the consumer or consumers.
  • the electrical connection device has at least two electrical device connections of different electrical polarity.
  • the supply connections can preferably be connected to at least one of these consumers.
  • an electrical switching device in the context of the invention is a device to understand, which is particularly designed
  • the electrical switching device has at least one or more
  • the module connection element is designed for contacting one of these module connections, preferably corresponding to a plug or a socket.
  • the electrical switching device has at least one
  • At least one or more of these Stromleit bootsen is designed as a particular metallic busbar, current band or cable.
  • at least one of these Stromleit stylesen is releasably or cohesively connectable to one of these device connections.
  • At least one of these current conducting devices has at least one of these module connecting elements, particularly preferably at least one of these module connecting elements for each battery module to be connected.
  • the electrical switching device has at least one or more switching elements.
  • the switching element is designed in particular • for the separable electrical connection of one of these battery modules with one of the Stromleit Anlagenen, and / or
  • the switching element is switchable between
  • At least one of these switching elements is integrated in one of these module connection elements.
  • one or more of these switching elements is designed as a controllable switch, contactor, relay or thyristor.
  • the electrical switching device has a
  • Polarity protection device on.
  • This polarity reversal protection counteracts a wrong polarity reversal when contacting one of these battery modules.
  • the polarity reversal protection device preferably prevents contacting of one of these battery modules in that at least one of these first polarity module connections can not be connected to one of these second polarity module connection elements.
  • the polarity reversal protection device is formed with a first molding on one of these module connection elements and with a second molding on one of these module connections, wherein this module connection element and this module connection have the same polarity.
  • a second molding on one of these module connections wherein this module connection element and this module connection have the same polarity.
  • the Verpolschutz beautifully with a
  • the projection is part of the electrical
  • the projection and the recess are arranged so that the projection fits only with correct polarity of the battery module in the recess.
  • Module connection element and module connection A first preferred development of the electrical switching device is the connection of parallel connected battery modules with the electrical
  • This electrical switching device has at least one or two of these Stromleit drivenen. At least one or two of these Stromleit drivenen are preferably designed as a busbar.
  • the Stromleit raised has for each to be connected battery module depending on one of these module connection elements. Preferably, one of these
  • a second preferred embodiment of the electrical switching device is used to connect series-connected battery modules with the electrical connection device.
  • the electrical switching device has at least one of these Stromleit bootsen.
  • the current-conducting device is preferably designed as a busbar.
  • the current-conducting device has at least one of these module connection elements.
  • this current conducting device has a second of these module connection elements or the current conducting device is electrically connected to one of these device connections at least indirectly.
  • This development offers the advantage that the mechanical stability of the electrical switching device is increased.
  • This development offers the advantage that the interconnection is simplified at least two of these battery modules.
  • Switching device is at least one of these battery modules, in particular one of these module connections connected via one of these switching elements with one of these Moduian gleichiata.
  • This preferred development offers the advantage that this battery module can be insulated from the other battery modules and / or from the electrical connection device, in particular in the event of a defect in the battery module or when this occurs
  • this development can be combined with one of the first or second developments.
  • a bridging device Under a bridging device according to the invention is a
  • Battery module in particular a series connection of several battery modules to bridge, especially if this at least one for each
  • Battery module detected physical parameters outside a predetermined range, especially if the isolated battery module its
  • This bridging device is designed, this
  • the bridging device has at least one controllable switch.
  • the bridging device has at least one controllable switch.
  • This preferred embodiment has the advantage that a current path for discharging the insulated battery module is formed at the same time as the bridging.
  • the Bridging device connected between two of these module connection elements of different polarity for the same battery module.
  • This bridging device is designed to short this Modulanschiussetti.
  • the bridging device has at least one controllable switch. This preferred embodiment offers the advantage that the energy in the insulated battery module is maintained if at least one of the module connections is electrically insulated from the interconnected cells.
  • the measuring device is designed in particular, at least one or more of these
  • the measuring device is in particular configured to provide at least one or more measured values, wherein this at least one measured value is representative of the detected physical parameter.
  • this at least one measured value is representative of the detected physical parameter.
  • at least one or more of these measured values is representative of the detected physical parameter.
  • the measuring device has at least one, preferably a plurality of measuring sensors for, in particular, different of these physical parameters.
  • the measuring device has a plurality of these sensors, which are assigned to different of these battery modules, particularly preferably for detecting one of these physical parameters to one of these
  • the measuring device in particular at least one of its measuring sensors, is preferably configured to detect an oxidation product and / or a flue gas.
  • the measuring device has a sensor switch, which is signal-connected with a plurality of these sensors and which is designed to control these sensors in particular successively and / or interrogate.
  • the measuring device has at least one or more
  • the acquired measured values are preferably in a data memory
  • the module receiving device is in particular configured to receive at least one or more of these battery modules, in particular interchangeably, preferably to receive all of these battery modules in particular interchangeable.
  • this electrical switching device is in particular configured to receive at least one or more of these battery modules, in particular interchangeably, preferably to receive all of these battery modules in particular interchangeable.
  • Module receiving device received and by means of the electrical
  • Switching device is contacted, in particular by means of several of these
  • Module connection elements then the exchange of signals and / or electrical power or electrical energy with this battery module is possible.
  • the electrical switching device in particular its busbars, per battery module on two module connection elements for the exchange of electrical power or electrical energy with this battery module.
  • at least some of these are
  • Module connection elements electrically connected to each other such that the battery modules received by the module receiving device
  • the module receiving device has at least two or more compartments for these battery modules. This preferred embodiment offers the advantage that the grouping of several of these battery modules is simplified.
  • Module receiving device as a shelf with at least two or more
  • these compartments each have extendable support surfaces for at least one of these battery modules.
  • Battery modules on. Particularly preferably, these compartments are designed according to drawers. This preferred development offers the advantage that the battery modules are easier to access for changing.
  • Module receiving device corresponding to a cabinet with
  • Power supply device at least one or more
  • the at least one heat protection device is designed to limit a heat flow between two, in particular, adjacent ones of these battery modules.
  • the at least one thermal protection device is plate-shaped or mat-shaped.
  • the heat protection device comprises an expandable substance, particularly preferably Palstop®, which is designed such that its specific volume [cm 3 / g] above a minimum temperature of the
  • Thermal protection device increases, the thermal conductivity of the
  • Heat protection device to a gel, particularly preferably Firesorb®, which serves, in particular with water to form a gel on a surface of the heat protection device.
  • the gel is used to protect the
  • Heat protection device in particular in a fire in the vicinity of the thermal protection device and / or one of the particular adjacent
  • This preferred embodiment has the advantage that the protection of a neighboring to this heat protection device this
  • Battery modules is improved in a fire.
  • the monitoring device is configured, at least one or more of these electrical
  • the monitoring device is designed to receive at least one or more of these measured values.
  • the monitoring device is in particular configured to link at least one or more of these measured values to another of these measured values, to a comparison value or to a comparison interval and to provide at least one combination result or a logical value. Link result and logical value serve in particular
  • the monitoring device is configured to detect whether a detected of these physical parameters is outside a predetermined range, preferably as a result of the combination of the associated measured value with a comparison value or a comparison interval.
  • the monitoring device is preferably configured to link a plurality of detected these esshong together.
  • the monitoring device is preferably configured to close in particular depending on at least one or more of these measured values or one of these combination results on the failure state.
  • the monitoring device is preferably configured to actuate at least one or more of these bypass devices, in particular if a detected of these physical parameters is outside a predetermined range.
  • the monitoring device is configured to detect whether a detected of these physical parameters is outside a predetermined range, preferably as a result of the combination of the associated measured value with a comparison value or a comparison interval.
  • the monitoring device is preferably configured to link a plurality of detected these esshong together.
  • the monitoring device is preferably configured to close in particular depending on at least one or more of these measured values or one of these combination
  • Monitoring device designed to start from the failure state, if this is at least one detected for each battery module physical parameters outside a predetermined range.
  • the monitoring device is signal-connected to a data memory, wherein in this data memory comparison values,
  • Parameters are storable.
  • the monitoring device is designed, measured values and results of links in this
  • This preferred embodiment has the advantage that the monitoring device is capable of detecting the failure state.
  • Energy supply device at least one particular bidirectional voltage converter.
  • This voltage converter is connected between at least one of these battery modules and the electrical connection device.
  • this voltage converter is between two of these Stromleit drivenen different polarity and this electrical
  • This voltage converter is configured to provide, at least temporarily, a predetermined DC voltage or a predetermined AC voltage, in particular for supplying the
  • This preferred embodiment offers the advantage that when the sum voltage of the serially connected battery modules of the first number does not correspond to the nominal voltage of the consumer powered by the power supply device, the power supply device is capable of providing the nominal voltage by converting the sum voltage by means of the voltage converter. This preferred embodiment offers the advantage that when one of the battery modules of a series circuit of
  • Battery modules, in particular the first number is isolated and bridged, the power supply device after conversion of the sum voltage of these battery modules by means of the voltage converter to provide the
  • the voltage converter is designed as an inverter. This preferred development offers the advantage that when the consumer supplied by the power supply device requires an AC voltage, the power supply device is capable of providing the required AC voltage.
  • a preferred second development of the voltage converter is configured to provide at least temporarily a predetermined charging voltage and / or a predetermined charging current, in particular for charging at least one of these battery modules.
  • This preferred development offers the advantage that the battery modules can be supplied with electrical energy or power for charging via the electrical connection device and the voltage converter.
  • This preferred development offers the further advantage that the electrical voltage of the supplied electrical energy or power by means of the voltage converter in the required Charging voltage can be converted.
  • the second development of the first development can be combined.
  • a preferred third development of the voltage converter is designed as a rectifier.
  • This preferred development has the advantage that an AC voltage supplied by means of the voltage converter in a predetermined DC voltage for charging the electrochemical cells of the battery modules are converted.
  • the third development can be combined with the first or second development.
  • Power supply device at least one extinguishing device.
  • This extinguishing device is used in particular to counter a fire at least one of these battery modules.
  • the at least one extinguishing device is configured, at least temporarily, to deliver an extinguishing agent, in particular to one of these battery modules, in particular if the monitoring device detects that this is at least one for each battery module! recognized
  • the extinguishing agent comprises an inert fluid, more preferably water, carbon dioxide, nitrogen.
  • the extinguishing agent comprises a foam and / or a powder.
  • the extinguishing agent comprises a gelling agent, more preferably Firesorb®. This preferred embodiment has the advantage that a fire at least one of these battery modules can be countered.
  • the deletion device has an extinguishant storage.
  • the extinguishant storage serves, in particular, to store the extinguishing agent and, if necessary, in particular after
  • the extinguishing agent is in the extinguishant storage at least temporarily under pressure.
  • the extinguishing agent after opening the extinguishant storage due to Overpressure escapes. This has the advantage that it can be dispensed with a pump to promote the extinguishing agent.
  • the extinguishing device has at least one extinguishing agent channel.
  • the extinguishing agent channel is used to supply the extinguishing agent to at least one of these battery modules, in particular from the extinguishing agent storage.
  • the extinguishing device per extinguishing agent channel on at least one controllable extinguishing agent valve.
  • the extinguishing agent valve is controllable by the monitoring device. This preferred development offers the advantage that the extinguishing agent can be dispensed specifically to a particular failed battery module.
  • this extinguishing agent valve is controlled by a thermal switch.
  • the extinguishing agent valve can be opened even in case of failure of the monitoring device due to increased ambient temperature.
  • At least one or more of these extinguishing agent channels have at least one or more closable extinguishing medium passages. These extinguishing agent passages are configured to allow the extinguishing agent access to one of these battery modules.
  • one or more of these extinguishing agent passages opens to one of these battery modules.
  • These extinguishing agent passages are preferably closed by one of these controllable extinguishing agent valves.
  • these extinguishing agent passages are each closed by a body which fails with increasing temperature and this
  • a suction device in particular for an oxidation product and / or a flue gas. This suction device is connected to at least one or more of these battery modules.
  • the suction device has at least one or more suction channels for guiding a fluid.
  • the suction device has a central suction channel, into which a plurality of suction channel sections open, wherein these suction channel sections are connected to different ones of these battery modules.
  • this suction device has a fluid delivery device for a fluid, particularly preferably a pump.
  • the suction device has a fluid cleaning device, which preferably cleans the aspirated fluid before it enters the fluid delivery device.
  • Fluid cleaning device is configured to purify the extracted fluid before this extracted fluid exits into the environment.
  • the fluid cleaning device is configured to purify the extracted fluid before this extracted fluid exits into the environment.
  • the suction device can be activated by the monitoring device, in particular when the monitoring device detects that it is at least one physical parameter detected for each battery module outside a predetermined range, preferably when the
  • Measuring device detects an oxidation product and / or a flue gas.
  • the suction device can be activated by one of these thermal switches.
  • the suction device is only with a
  • This communication device is designed to notify at least one or more of these physical parameters, in particular when needed, in particular periodically, in particular when the failure state exists.
  • This communication device is configured, at least one or more of these physical parameters, at least indirectly to a particular higher-level control device, in particular on request by this control device. Preferably, this is
  • Communication device designed to communicate or to convey that at least one of these detected physical parameters is outside an associated predetermined range. Preferably, this is
  • Communication device configured as a beeper, light-emitting diode, serial interface, Ethernet interface, infrared interface, GPS device, GSM module, wireless device or transponder.
  • the communication device preferably has a data interface, an antenna, a lighting device or a loudspeaker. Preferably, this communication device can be activated by the monitoring device.
  • This preferred embodiment offers the advantage that at least one physical parameter and / or an operating state in the distance
  • an operator of the power supply device can be known.
  • this communication device is configured to send, at least temporarily, in particular periodically, a predetermined first signal, which is based on a perfect function of the
  • the energy supply device has an auxiliary power supply device.
  • the auxiliary energy Supply device is configured to absorb energy, in particular from at least one of these battery modules, and store this energy.
  • the auxiliary power supply device is configured to emit energy, in particular if this monitoring device recognizes that this is at least one physical parameter detected for each battery module outside a predetermined range, in particular if a minimum supply voltage for supplying the monitoring device
  • the auxiliary power supply device is configured, at least temporarily, at least this monitoring device, this
  • the auxiliary power supply device temporarily supplies the monitoring device, the measuring device, the extinguishing device and particularly preferably the
  • This auxiliary power supply device is preferably connected between the monitoring device and at least one of these battery modules, particularly preferably between the monitoring device and the interconnected battery modules.
  • the auxiliary power supply device acts according to a
  • This preferred embodiment has the advantage that the reliability of the power supply device is improved. According to a preferred embodiment, the
  • Auxiliary power supply device designed as a capacitive energy storage and / or as an electrochemical energy storage.
  • This preferred development has the advantage that the integration of the auxiliary power supply device into the power supply device is possible with little effort.
  • This preferred development offers the advantage that the exchange of electrical energy with this auxiliary power supply device is possible.
  • the energy supply device has at least one tempering device.
  • Tempering device is configured to dissipate at least temporarily heat energy from at least one of these battery modules, in particular when a maximum temperature of one of these battery module is exceeded.
  • Tempering device is preferably configured to supply at least one or more of these battery modules thermal energy, especially when a minimum temperature of one of these battery module is below.
  • the tempering device is configured to supply a temperature control fluid, at least temporarily, to this battery module, in particular for
  • the tempering device preferably has at least one or more tempering fluid channels.
  • the tempering device has a heat exchanger, which is designed to exchange heat energy with the tempering fluid, which is preferably configured, heat energy with the environment of
  • the tempering device preferably has a fluid delivery device for the tempering fluid, in particular a pump.
  • Fluid conveying device is the tempering fluid through the at least one
  • Temperierfluidkanal conveyed. Particularly preferred is the
  • the Temperierfluidkanal at least one
  • Fluid channel section which extends within, in particular by at least one of these battery modules.
  • Fluid channel section at least one of the cells of the battery module thermally conductive.
  • This fluid channel section has a first end for entry of the Temperingfluids and opposite a second end for the exit of the tempering on.
  • the fluid channel section has a first end for entry of the Temperingfluids and opposite a second end for the exit of the tempering on.
  • Temperature of at least one of these battery modules can be influenced, in particular so that the temperature of this battery module can be maintained within a permissible temperature interval.
  • the tempering fluid channel has at least one tempering fluid passage.
  • This Temperierfluid dielass is used in particular to the tempering an exit from the
  • Monitoring device detects that this is at least one detected for each battery module physical parameter outside a predetermined range, preferably when the temperature of one of these battery modules exceeds the maximum temperature, preferably in case of fire in the vicinity of the battery module.
  • the maximum temperature preferably in case of fire in the vicinity of the battery module.
  • the Temperierfluid takelass be opened by means of a controllable valve.
  • This valve is particularly preferably actuated by the monitoring device and / or by means of a thermal switch.
  • this Temperierfluid miclass are closed by a body which fails with increasing temperature and this
  • Temperierfluid dielass releases. This is particularly preferred
  • Temperierfluid trimlass formed according to a sprinkler head of a sprinkler system with a glass ampoule or polymer rod, wherein the glass ampoule or the polymer rod fails above a predetermined temperature and releases this Temperierfluid miclass.
  • the tempering fluid preferably comprises water and a gelling agent, more preferably Firesorb®. This preferred development offers the advantage of increased reliability of the power supply device.
  • the tempering device is at least partially formed in one piece with the quenching device.
  • the extinguishing agent simultaneously serves as a tempering fluid.
  • At least one of these Temperierfluidhimnale at least partially serves as an extinguishing agent channel.
  • at least one of these Temperierfluidhimnale at least partially formed integrally with one of these extinguishing agent channels.
  • the Temperierfluid dielass is disposed within one of these battery modules. This preferred
  • At least one or more of these battery modules has a module housing.
  • Moduleinhausung serves in particular to limit at least one or more of these cells of this battery module from the environment.
  • the module housing is used in particular for receiving at least one or more of these cells.
  • the Moduleinhausung is designed, a
  • the module housing is configured, an uncontrolled exit of an oxidation product and / or a
  • the module housing is preferably designed to counteract entry of an undesired substance into the battery module.
  • the module housing is a two-part, in particular
  • Particularly preferred module cover and module box are releasably connected to each other, in particular by means of screws, in particular a seal between the module cover and module box can be arranged or placed.
  • This preferred embodiment has the advantage that an undesirable exchange of substances between the environment and this battery module is encountered.
  • at least one of these sensors is received by this module housing and preferably also attached to the module box. This preferred development has the advantage that an undesired displacement of the probe is encountered.
  • a probe connection to this probe is on
  • Module box attached and accessible from outside the module housing. Particularly preferred are several sensor connections of the same
  • Battery module combines to form a Dahlpolan gleich, in particular this Dahlpolan gleich is disposed on a wall of the module box.
  • This preferred embodiment offers the advantage of a simplified contacting in particular more of these sensors.
  • At least one of these extinguishing agent channels is connected to this module housing, in particular via at least one quick coupling on the module box.
  • this extinguishing agent channel also extends within the module housing.
  • this extinguishing agent channel opens in at least one of these extinguishing agent channels
  • Monitoring device detects that the at least one for each
  • Battery module detected physical parameters outside a predetermined range, preferably when the measuring device detects an oxidation product and / or a flue gas.
  • This preferred development has the advantage that the reliability of the power supply device is increased.
  • This development can be advantageously combined with the first development.
  • at least one of these fluid channel sections extends within or through the module housing.
  • Particularly preferred quick couplings are arranged to the fluid channel section on the module box.
  • This preferred development offers the advantage that heat energy can be supplied or withdrawn from the battery module.
  • This development can advantageously be combined with one of the first or second developments.
  • At least one of these Temperierfluid grasplässe is disposed within the module housing.
  • the tempering fluid preferably comprises water and / or a gelling agent, more preferably Firesorb®.
  • This preferred development has the advantage that the tempering fluid can also counteract a fire, whereby the reliability of the power supply device is increased.
  • This development can be advantageously combined with at least one of the first, second or third developments.
  • this extinguishing agent channel and this Temperierfluidkanal are at least partially in one piece
  • the tempering fluid also serves as an extinguishing agent.
  • This development offers the advantage of a reduced effort for the production of the battery module.
  • This development can be advantageously combined with at least one of the first, second, third or fourth developments.
  • At least one controllable power switch is connected between the cells of this battery module and one of these module connections.
  • This circuit breaker is particularly preferably controllable by the monitoring device.
  • this is Circuit breaker part of the electrical switching device and is particularly preferably integral with one of these switching elements of the electrical
  • the discharge resistor of the bridging device is connected to the module box and / or one of the tempering fluid channels in a heat conducting manner, in particular within the
  • the module housing has a pressure relief device with an opening in a wall of the module housing and with a self-closing exhaust valve in this opening.
  • the pressure relief device or its opening is preferably connected to the suction device, in particular to one of these suction channels.
  • This preferred development offers the advantage that an overpressure in the module housing can be reduced.
  • This preferred development offers the advantage that the fluid can be sucked out in a channeled manner.
  • This development can advantageously be combined with at least one of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh or eighth developments.
  • At least one or more of these battery modules has a cell interconnection device.
  • This cell interconnecting device is designed for interconnecting the cells of the battery module.
  • the cell interconnection device is an arrangement designed by electrical contacts and electrical conductors, in particular on an assembly carrier.
  • the electrical contacts are designed for contacting the cell poles, in particular as terminals.
  • the electrical conductors are arranged for electrical connection of the electrical contacts in series connection or parallel connection of the cells of the battery module.
  • Power supply device at least temporarily output a first power of at least 1 kW, preferably at least 10 kW, more preferably at least 20 kW, more preferably at least 50 kW, more preferably at least 100 kW, more preferably at least 200 kW, more preferably at least 500 kW, preferably during at least one hour.
  • This preferred embodiment offers the benefit that, in particular
  • Grouping of electrical consumers can be at least partially powered.
  • This preferred embodiment has the advantage that the energy supply device can serve in particular as a buffer memory of a wind turbine, a hydropower plant, a thermal power plant.
  • Energy supply device will have energy of at least 10 kWh
  • This preferred embodiment has the advantage that in particular a residential building, an industrial plant, a hospital or another
  • Grouping of electrical consumers can be at least partially powered.
  • This preferred embodiment offers the advantage that the power supply device can serve in particular as a buffer memory of a wind turbine, a hydropower plant, a thermal power plant.
  • At least one or more of the cells of at least one or more of these battery modules have one
  • At least one or more of the cells of at least one or more of these battery modules can be removed at least temporarily, preferably for at least one hour, a current of at least 50A, more preferably at least 100A, more preferably at least 200A preferably of at least 500 A, more preferably of at most 1000 A.
  • This preferred embodiment offers the advantage of improved performance of the
  • At least one or more of the cells of at least one or more of these battery modules at least temporarily a voltage, in particular a terminal voltage of
  • the secondary cell particularly preferably has lithium and / or lithium ions. This preferred embodiment offers the advantage of an improved energy density of the power supply device.
  • At least one or more of the cells of at least one or more of these battery modules at least temporarily, in particular during at least one hour at a
  • Ambient temperature between -40 ° C and 100 ° C are operated, more preferably between -20 ° C and 80 ° C, more preferably between -10 ° C and 60 ° C, more preferably between 0 ° C and 40 ° C.
  • This preferred embodiment offers the advantage of an unrestricted installation or
  • At least one or more of the cells of at least one or more of these battery modules has one
  • At least one or more of the cells of at least one or more of these battery modules is provided for use in a stationary battery, in particular in a buffer memory, as a device battery, industrial battery or starter battery.
  • the charge capacity of the cell for these applications is preferably at least 3 Ah, more preferably at least 10 Ah.
  • This preferred embodiment offers the advantage of an improved supply of a stationary consumer, in particular a stationary mounted electric motor.
  • at least one or more of the cells of at least one or more of these battery modules has a separator.
  • the at least one separator which is not or only poorly electron-conducting, consists of an at least partially permeable carrier.
  • the support is preferably coated on at least one side with an inorganic material.
  • As at least partially permeable carrier is preferably a
  • the organic material which is preferably designed as a non-woven fabric.
  • the organic material which is preferably a
  • Polymer and particularly preferably contains a polyethylene terephthalate (PET) is coated with an inorganic, preferably ion-conducting material, which is more preferably ion conducting in a temperature range of - 40 ° C to 200 ° C.
  • the inorganic material preferably contains at least one compound from the group of oxides, phosphates, sulfaie, titanates, silicates, aluminosilicates with at least one of the elements Zr, Al, Li, particularly preferably zirconium oxide.
  • zirconium oxide serves the material integrity
  • Nanoporosity and flexibility of the separator This preferably has
  • inorganic, ion-conducting material particles with a maximum diameter below 100 nm.
  • This embodiment offers the advantage that durability of the electrode assembly is improved at temperatures above 100 ° C.
  • Such a separator is marketed, for example, under the trade name "Separion” by Evonik AG in Germany.
  • the at least one separator which is not or only poorly electron-conducting, but is conductive for ions, consists at least predominantly or completely of a ceramic, preferably of an oxide ceramic.
  • This embodiment offers the advantage that durability of the electrode assembly is improved at temperatures above 100 ° C.
  • the at least one separator which is not or only poorly electron-conducting, but is conductive for ions, consists at least predominantly or completely of a ceramic, preferably of an oxide ceramic.
  • the module container serves to a discharge of a substance of the recorded
  • the module container serves to protect the environment from the effects of a violent, especially destructive chemical reaction of one of the parts of the battery module.
  • the module container has a closable opening through which the battery module can be fed to the module container.
  • the opening and / or closing of the opening is controllable by the monitoring device.
  • the module container at least partially has a thermal conductivity of less than 0.5 W / mK, more preferably less than 0.1 W / mK.
  • the module container at least partially a heat-insulating layer, particularly preferably glass wool, rock wool, a mineral bed, a fiber material, a foam plate, a polymer foam and / or PU foam.
  • This preferred embodiment offers the advantage of increased safety for the environment of the power supply device.
  • This preferred embodiment has the advantage that the protection of the environment from substances from one of the battery modules, from a reaction product with a substance from one of the battery modules and / or from heat from this reaction is improved.
  • the module container is connected to the extinguishing device.
  • a wall of the module container is connected to the extinguishing device.
  • Module container at least one of these extinguishing medium passages on.
  • this extinguishing medium passage is at least temporarily by a this extinguishing agent valves closed.
  • Extinguishing agent valve are opened by the monitoring device, more preferably by one of these thermal switch.
  • the extinguishing medium passage is closed with a closure body.
  • This closure body is designed to fail above a minimum temperature and to release the extinguishing agent passage.
  • extinguishing agent can be conducted into the module container above a minimum temperature, an undesired chemical reaction of one of the substances or one of the components of the battery module can be inhibited.
  • the module container is connected to the tempering device.
  • at least one of these Temperierfluidkanäle opens into this module container.
  • a thermoplastic material Preferably, a thermoplastic material, a thermoplastic material, or a thermoplastic material.
  • this Temperierfluid dielass is at least temporarily closed by a controllable valve.
  • this controllable valve can be opened by the monitoring device, particularly preferably by one of these thermal switches.
  • the monitoring device particularly preferably by one of these thermal switches.
  • Temperierfluid pumplass closed with a closure body.
  • This closure body is designed to fail above a minimum temperature and to release the Temperierfluid miclass.
  • tempering fluid can be passed into the module container above a minimum temperature, an undesirable chemical reaction of one of the substances or one of the components of the battery module can be inhibited.
  • the module container is connected to the suction device.
  • the suction device has one of these fluid conveying devices, in particular for one of the Module container to be sucked fluid.
  • the suction device preferably has one of these fluid cleaning devices, in particular for cleaning a fluid drawn off from the module container.
  • This module changing device is used to remove a particular first of these battery modules from one of these module receiving devices and / or for inserting a particular second of these battery modules in one of these Moduisuit boots, in particular in the same
  • This module changing device is configured to remove a particular insulated and / or failed battery module, in particular one of these compartments of one of these module receiving devices.
  • This module changing device is configured to supply one of these battery modules to one of these module receiving devices, in particular to insert them into a compartment of one of these module receiving devices, in particular into the compartment, which has previously been removed from the failed battery module.
  • this module exchange device is with this module exchange device
  • this module exchange device has a gripper, which is designed to take one of these battery modules at least temporarily releasably.
  • the module changing device has a
  • Gripper guide device for guiding and moving the gripper relative to the other battery modules or the module receiving devices.
  • Module change device is configured:
  • this signal is an identifier for the battery module to be taken of one of these module receiving devices or attached to the associated compartment,
  • Power supply device is not yet associated, which is not yet connected to this power supply device,
  • the second battery module in particular a compartment of one of these
  • Supply module receiving devices in particular the compartment corresponding to the identifier
  • Contact probe in particular to connect its probe connections with corresponding signal lines, Preferably to connect the quick-release couplings with at least one of these extinguishing agent channels and / or one of these tempering fluid channels when inserting the second battery module,
  • This module changing device offers the advantage that, in particular, without human intervention, a first battery module can be removed and a second battery module can be used. According to a preferred embodiment, the
  • Power supply device at least two or more
  • These battery modules can be connected to each other in series and / or parallel connection by means of this first electrical switching device.
  • these battery modules of at least one of these battery module arrangements are accommodated by one of these module receiving devices.
  • this preferred embodiment has a second of these electrical switching devices.
  • This second electrical switching device is with this electrical connection device and with these
  • Battery module arrangements connectable.
  • at least one of these battery module arrangements can be isolated from the second electrical switching device, in particular on
  • At least one of these battery module arrangements can be connected to the second electrical switching device, in particular on
  • this second electrical switching device has at least two or more of these current conducting devices.
  • at least two of these second Stromleit Sketit
  • these two current conducting devices of different polarity and / or these device connections can be tempered, in particular by means of a tempering fluid.
  • these two have
  • Device connections depending on at least one fluid channel, which serves to guide the tempering.
  • these fluid channels are connected to a heat exchanger. This preferred development offers the advantage that the electrical heating power in these two current conducting devices of different polarity and / or in these device connections can be dissipated during the particular longer-term supply to consumers or when charging the battery modules.
  • this preferred embodiment has one of these
  • Battery modules provided voltage to those supplied by the battery
  • the voltage converter is particularly preferably connected between the second electrical switching device and this electrical connection device. Preferably, this is
  • this preferred embodiment has one of these
  • This preferred embodiment offers the advantage that the supply of the consumers connected to the energy supply device is also improved when one of these battery module arrangements is insulated from the second electrical switching device.
  • at least one or more of these battery module arrangements each have a first number and a second number of battery modules.
  • This preferred development has the advantage that the supply can be made by these battery modules even if at least one of these battery modules is isolated from the other battery modules.
  • This preferred development has the advantage that the supply can be made by these battery modules even if at least one of these battery modules has failed.
  • At least one or more of these battery module arrangements only battery modules of the first number and at least one or more more of these
  • Battery module arrangements only battery modules of the second number.
  • the battery module assemblies provide the first power Li only with battery modules of the first number
  • Battery module assemblies the same number of battery modules, so that an isolated battery module assembly only with battery modules of the first number by a battery module assembly only with battery modules of the second Number can be replaced, and vice versa, without the delivery of the first power L- ⁇ would be affected.
  • This preferred development offers the advantage that the supply by this energy supply device can also take place if at least one of these battery module arrangements is insulated from the second electrical switching device, the electrical connection device or from the other battery modules. This preferred development has the advantage that the supply can be made by this power supply device even if at least one of these battery module assemblies has failed.
  • Storage cabinet at least comprises:
  • This tempering device preferably with a heat exchanger
  • auxiliary energy supply device Preferably one of these voltage transformers, Preferably this auxiliary energy supply device,
  • this suction device preferably with
  • the module receiving device receives: the battery modules, this electrical switching device, this measuring device, this monitoring device, this extinguishing device with an extinguishant storage, this
  • Tempering device preferably this auxiliary power supply device, preferably this communication device, preferably this
  • the module receiving device is formed with a plurality of compartments for these battery modules, in particular formed with extendable support surfaces, in particular as a shelf or according to a control cabinet.
  • the electrical switching device has at least two of these
  • Battery modules and / or against the electrical connection device isolable.
  • the battery modules are connected in parallel by means of the electrical switching device. This preferred
  • the battery modules are connected in series by means of the electrical switching device. This preferred development offers the advantage that the interconnected battery modules can provide greater voltage.
  • At least one, preferably two of these current conducting devices have these module connection elements for contacting these module connections of the individual battery modules.
  • the electrical connection device is from the environment of
  • Module receiving device accessible and with the electrical
  • Switching device in particular connected electrically separable with the Stromleit Anlagenen.
  • the voltage converter is connected between the Stromleit noviceen and the electrical connection means.
  • the voltage converter is connected between the Stromleit noviceen and the electrical connection means.
  • the voltage converter is biretational configured for converting a DC voltage into an AC voltage and vice versa.
  • the voltage converter is for
  • the measuring device has at least one or more of these sensors, preferably at least one sensor per battery module. Particularly preferably, the measuring device per battery module at least one or more sensors for the module voltage, the module current, the
  • the measuring device has a sensor switch to query the various sensors. Next, the measuring device
  • Sensor connections for contacting the different sensors Preferably, several of these probe connections are combined to one of these Learnpolan till.
  • the monitoring device is signal-connected to the measuring device.
  • the monitoring device is designed to monitor at least one of these physical parameters, in particular of the battery modules.
  • Monitoring device is configured to monitor measured values, which are provided by the measuring device.
  • the monitoring device is configured to at least one or more of these measured values with another of these measured values, with a comparison value or a
  • Link comparison interval and at least provide a result of the connection.
  • the monitoring device is designed to detect whether a detected of these physical parameters is outside a predetermined range, preferably based on the combination of the associated measured value with a comparison value or a comparison interval.
  • Monitoring device is preferably designed to link several detected of these measured values with each other.
  • the monitoring device is preferably designed to close, in particular as a function of at least one or more of these measured values or one of these combination results, on the failure state of one of these battery modules.
  • Monitoring device is configured, at least one of these
  • the monitoring device is configured to actuate at least one of these first switching elements for isolating one of these battery modules from the associated first electrical switching device, in particular when a detected one of these physical parameters is outside a predetermined range.
  • the monitoring device is configured to actuate at least one or more of these bypass devices, in particular if a detected of these physical parameters outside of
  • a plurality of signal lines are between the
  • Power supply device is designed as a signal bus. This signal bus or these signal lines are used to transmit data, signals and / or measured values between the monitoring device, the
  • Measuring device the communication device, the extinguishing device, the tempering device, the suction device, the bridging means and / or the switching elements of the electrical switching device.
  • these signal lines or this signal bus are received by at least one signal line channel, wherein this at least one
  • Signaling channel has a Polymermateriai and / or a metal sheet.
  • the extinguishing device has an extinguishant storage for an extinguishing agent and extinguishing agent channels. These extinguishing agent channels connect the extinguishing agent channels.
  • Extinguishing agent storage with at least one or more of these battery modules.
  • Each of these extinguishing agent channels preferably has one of these controllable extinguishing agent valves.
  • extinguishing agent channels from the extinguishant storage to several, in particular all of the battery modules, in particular led to their Moduleinhausept.
  • extinguishing agent can be targeted to one of
  • Battery modules are issued when this monitoring device detects that this is at least one detected for this battery module physical parameters outside a predetermined range, in particular when the measuring device or one of the sensors a
  • Oxidation product and / or detects a flue gas This preferred
  • one of these extinguishing agent channels of the extinguishing agent storage is successively guided by a plurality, in particular all of these battery modules. Within several, preferably within all of these
  • this extinguishing agent channel at least one of these extinguishing medium passages on.
  • the extinguishing agent valve is through the
  • This preferred development offers the advantage that the extinguishing agent can be dispensed specifically to an endangered battery module. This development offers the advantage that the effort for piping is reduced.
  • the tempering device has at least one or more of these Temperierfluidkanäle to
  • Temperierfluidkanal per battery module preferably at least one central Temperierfluidkanal, • several of these fluid channel sections, which are within
  • various of these battery modules extend, preferably at least one fluid channel section per battery module, preferably with quick-release couplings for separating the associated fluid channel section from the tempering fluid channel,
  • a tempering fluid which is guided at least temporarily through at least one of these tempering fluid channels, which serves to exchange heat energy with at least one of these battery modules,
  • At least one controllable fluid conveying device for conveying the tempering fluid through at least one of these tempering fluid passages
  • At least one heat exchanger which is connected to at least one of these Temperierfluidkanäle, which is at least temporarily flowed through by this Temperierfluid, which is designed for the exchange of heat energy with the Temperierfluid and / or with the environment,
  • different of these battery modules are associated with, more preferably at least one of these battery modules
  • Temperierfluid joslässe opens to one of these battery modules.
  • the heat exchanger of the temperature control is arranged adjacent to an outer wall of the module receiving device, particularly preferably connected to this outer wall.
  • a first central tempering fluid duct branches into a plurality of tempering fluid ducts after a controllable fluid conveying device, preferably likewise many tempering fluid channels such as battery modules or fluid channel sections. After the fluid channel sections, the Temperierfluidkanäle unite again to a second central Temperierfluidkanal.
  • the second central tempering fluid duct branches into a plurality of tempering fluid ducts after a controllable fluid conveying device, preferably likewise many tempering fluid channels such as battery modules or fluid channel sections.
  • Temperierfluidkanal is connected to the heat exchanger. After this
  • Temperierfluidkanal a This preferred development offers the advantage that the tempering fluid has essentially the same temperature at the inlet into the various fluid channel sections.
  • the first central tempering fluid channel successively has a plurality of these fluid channel sections.
  • the tempering fluid flows through these fluid channel sections of the various battery modules in succession. After leaving the last of these
  • Fluid channel sections leads to the first central Temperierfluidkanal to
  • the power supply device has a
  • Auxiliary power supply device is configured, at least temporarily
  • Auxiliary power supply device is configured, at least temporarily
  • Auxiliary power supply device configured, at least temporarily energy to deliver to this communication device. This preferred
  • the energy supply device preferably has at least one or more of these bridging devices.
  • Bypass device is connected either between the module connections of one of these battery modules or between two of these module connection elements.
  • the bridging device is through the
  • This preferred embodiment has the advantage that in case of failure of one of these battery module, which is part of a series connection of battery modules, the series circuit can be made functional again.
  • At least one of these bridging devices has at least one of these discharge resistors.
  • the monitoring device is configured, in particular a insulated battery module via this
  • Discharge resistance to at least partially discharge the state of charge of the affected battery module can be reduced.
  • Embodiment offers the advantage of increased reliability, especially when removing the battery module from the module receiving device.
  • the energy supply device preferably has this suction device.
  • This suction device is connected to at least one or more of these battery modules.
  • the suction device has a central suction channel, in which several
  • this suction device has a fluid delivery device for a fluid to be sucked off, particularly preferably a pump.
  • the suction device a fluid cleaning device, which preferably cleans the aspirated fluid before it enters the fluid delivery device.
  • Fluid cleaning device is designed to clean the extracted fluid before this extracted fluid exits into the environment.
  • the fluid cleaning device is designed to clean the extracted fluid before this extracted fluid exits into the environment.
  • Fluid cleaning device to a filter and / or air scrubber on.
  • This preferred embodiment offers the advantage that substances which exit through the pressure relief devices can be removed in a controlled manner.
  • At least one of these heat protection devices is arranged between at least two adjacent of these battery modules within the module receiving device. Particularly preferred is one of these
  • the battery modules of this first preferred embodiment each have one of these module housings.
  • the module housings each have a module box and a module I.
  • the module housings, in particular their module boxes, have:
  • Walls of the module box preferably one of these
  • Fluid channel sections in particular designed as quick couplings, which are arranged in these walls of the module box, ⁇ preferably at least one of these Löschstoffschstofftechnik belässe disposed in one of these walls of the module box, Preferably one of these pressure relief devices arranged in one of the walls of the module box.
  • At least one of these sensors is configured to detect an oxidation product and / or a flue gas, wherein at least one of these sensors is configured to detect the module current, wherein at least one of these sensors is configured to detect the module voltage,
  • At least one of these sensor switches for, in particular, successive interrogation of the measuring sensors, one or more of these fluid channel sections, which can be accessed by at least one access, preferably by at least one, particularly preferably by two of these quick-release couplings in at least one of these
  • Walls of the modular box is accessible
  • this discharging resistor being connected in a heat-conducting manner to the module box and / or to one of these fluid channel sections,
  • this cell interconnection device for interconnecting the cells, preferably for the series connection of the cells, which is connected to the module terminals,
  • This preferred embodiment has the advantage that the supply of at least one consumer can be maintained in the event of a failure of one of the battery modules, in particular without human intervention.
  • a second preferred embodiment of the energy supply device deviates from the first preferred embodiment in particular in that parts of the extinguishing device are at least partially formed in sections with parts of the tempering device. According to a first preferred embodiment of this preferred
  • At least some of the extinguishing agent channels are formed at least in sections integrally with some of these Temperierfluidkanäle.
  • the extinguishing agent also serves as a tempering fluid.
  • a first central tempering fluid duct branches into a plurality of tempering fluid ducts, preferably just as many tempering fluid ducts as battery modules or fluid duct sections.
  • the second central Temperierfluidkanal is connected to the heat exchanger. After the heat exchanger, the tempering occurs again in the first central Temperierfluidkanal.
  • These Temperierfluidkanäle have within the Moduleinhausept depending on at least one of these fluid channel sections. These fluid channel sections each have a tempering fluid passage within the module housing. These Temperierfluid dielässe are each equipped with a controllable valve. Thus, the Temperierfluid dielässe and these Löschstoff matlässe are integrally formed. This preferred development offers the advantage that the expenditure on equipment for tempering and quenching is reduced.
  • this extinguishing agent channel is at least partially formed integrally with one of these Temperierfluidkanäle.
  • the extinguishing agent also serves as a tempering fluid.
  • this tempering fluid channel has at least one or more of these
  • These Temperierfluid joslässe are each with a controllable valve
  • the first central tempering fluid channel opens into one of these fluid channel sections.
  • the tempering fluid preferably flows through several of these fluid channel sections of the different battery modules in succession. After exiting the last of these fluid channel sections, the second central tempering fluid channel opens into one of these fluid channel sections.
  • Temperierfluidkanal to the heat exchanger. After the heat exchanger, the tempering occurs again in the first central Temperierfluidkanal.
  • This preferred development has the advantage that the expense for guiding the tempering fluid or the extinguishing agent is reduced. This preferred
  • a third preferred embodiment of the power supply device has at least
  • a first number of these battery modules per module receiving device A second number of these battery modules per module receiving device,
  • this auxiliary energy supply device Preferably this auxiliary energy supply device,
  • suction devices Preferably one of these suction devices, preferably several of these heat protection devices,
  • the individual battery modules are designed according to the first preferred embodiment of the power supply device.
  • Each of these module receiving devices accommodates a plurality of these battery modules and a first of these electrical switching devices.
  • these first electrical switching device and these battery modules form one of these Battery module assemblies.
  • each of these module receiving devices takes at least one or more of these
  • Heat protection devices which are particularly preferably arranged between each two of these battery modules.
  • At least one or more of these battery modules are particularly preferably arranged between each two of these battery modules.
  • Module receiving devices designed as a shelf with in particular stacked compartments, particularly preferably with extendable support surfaces.
  • the module receiving means receives at least one or more of these bridging means, more preferably one of these bridging means for each of
  • this first electrical switching device is accessible or contactable at least in sections from the surroundings of the module receiving device.
  • these battery modules are at least temporarily interconnected by means of this first electrical switching device, in particular in series.
  • These first electrical switching devices each have at least one, two or more of these current conducting devices. These first electrical switching devices each have at least one or more of these
  • Switching elements hereinafter referred to as first switching elements.
  • Stromleit each have at least one, two or more of these module connection elements.
  • the battery modules are in at least one or more, preferably in all of these
  • the monitoring device is configured to activate these bridging devices, in particular to trigger them to close, in particular if it is recognized that this is at least one physical parameter detected for each battery module outside a predetermined range.
  • the associated battery module is bridged and the series connection of the remaining of these battery modules restored.
  • This preferred development offers the advantage that the sum voltage of the interconnected battery modules is increased.
  • the battery modules are in at least one or more, preferably in all of these
  • Module receiving devices connected in parallel by means of the first electrical switching device.
  • this first electrical switching device Preferably, this first electrical
  • This ersie switching element is between the respective
  • This first switching element is used to isolate the connected battery module.
  • the monitoring device is designed to activate this first switching element, in particular to control its opening, in particular if it is recognized that this is at least one physical parameter detected for each battery module outside a predetermined range.
  • this first number of battery modules and said second number of battery modules also called battery module assembly.
  • the battery modules are connected to one another by means of the first electrical switching device and row and / or in parallel.
  • This second electrical switching device is configured, at least temporarily, to interconnect a plurality of these first electrical switching devices or their interconnected battery modules. The second electric
  • Switching device is configured to isolate a group of battery modules, which are interconnected by means of one of these first electrical switching devices, in particular when the monitoring device detects that this is at least one detected for each battery module physical parameters outside a predetermined range, especially if at least one of Battery module of this group of battery modules has failed, especially if one of these sensors has detected an oxidation product and / or a flue gas.
  • these second electrical switching means are the first electrical
  • This second electrical switching device has at least one, two or more of these current conducting devices.
  • the second electrical switching device has at least one or more of these switching elements, hereinafter referred to as second switching elements.
  • the Stromleit nails each have at least one or more of these switching elements
  • the first electrical switching devices and thus those with this
  • the measuring device has at least one or more of these sensors, preferably at least one sensor per battery module. Particularly preferably, the measuring device per battery module at least one or more sensors for the module voltage, the module current, the
  • Meßkerieranischen are summarized to probes of one of these battery modules to a Dahlpolan gleich.
  • the monitoring device is signaiverbunden with the measuring device.
  • the monitoring device is designed, physical parameters
  • the monitoring device is configured to monitor measured values which are provided by the measuring device.
  • the monitoring device is configured to combine at least one or more of these measured values with another of these measured values, with a comparison value or a comparison interval and to provide at least one combination result.
  • Monitoring device is configured to detect whether a detected of these physical parameters is outside a predetermined range, preferably as a result of the combination of the associated measured value with a comparison value or a comparison interval.
  • Monitoring device is preferably designed to link several detected of these measured values with each other.
  • the monitoring device is preferably designed to close in particular depending on at least one or more of these measured values or one of these combination results on the failure state of one of these battery modules.
  • the Monitoring device is configured, at least one of these
  • the monitoring device is preferably designed to actuate at least one or more of these bypass devices, in particular if a detected of these physical parameters is outside of one
  • the monitoring device is configured to actuate at least one of these first switching elements for isolating one of these battery modules from the associated first electrical switching device, in particular when a detected one of these physical parameters is outside a predetermined range.
  • the monitoring device is configured to actuate at least one or more of these bypass devices, in particular if a detected of these physical parameters outside of
  • predetermined range in particular when the battery module is isolated.
  • the monitoring device is configured to initiate the isolation of a group of battery modules, which are interconnected by a first of these electrical switching devices.
  • the monitoring device of this second electrical switching device or one of its second switching elements can transmit a corresponding signal.
  • the monitoring device is configured, one of these first electrical switching devices with this second electrical
  • Switching device to connect, in particular following the isolation of a group of battery modules.
  • monitoring device of this first electrical switching device or one of its switching element can ever transmit a corresponding signal.
  • a plurality of signal lines are between the
  • Power supply device is designed as a signal bus. This signal bus or these signal lines are used to transmit data, signals and / or measured values between the monitoring device, the
  • Measuring device the communication device, the extinguishing device, the tempering device, the suction device, the bridging means and / or the switching elements of the electrical switching device.
  • these signal lines or this signal bus are received by at least one signal line channel, wherein this at least one
  • Signaling channel comprises a polymer material and / or a metal sheet.
  • the extinguishing device has an extinguishant storage for an extinguishing agent and extinguishing agent channels. These extinguishing agent channels connect the
  • Extinguishing agent storage with at least one or more of these battery modules.
  • each of these extinguishing agent channels on one of these controllable Löschmitie.'ventile on.
  • extinguishing agent can be dispensed selectively to one of the battery modules, if this monitoring device detects that this is at least one detected for this battery module physical parameters outside a predetermined range, especially if the measuring device or one of the sensor detects an oxidation product and / or a flue gas.
  • This preferred development offers the advantage of increased reliability of the power supply device.
  • one of these extinguishing agent channels from the extinguishing agent storage is successively guided by a plurality of these battery modules.
  • this extinguishing agent channel at least one of these extinguishing agent passages on.
  • the extinguishing device depending
  • Extinguishing agent channel on at least one controllable extinguishing agent valve is Extinguishing agent channel on at least one controllable extinguishing agent valve.
  • the extinguishing agent valve is controllable by the monitoring device.
  • Extinguishing agent can be delivered specifically to an endangered battery module. This development offers the advantage that the effort for piping is reduced.
  • the tempering device has ⁇ several of these Temperierfluidkanäle to various of these
  • Battery module preferably at least one central
  • Fluid channel section per battery module preferably with
  • At least one controllable fluid conveying device for conveying the tempering fluid through at least one of these tempering fluid passages
  • At least one heat exchanger which is connected to at least one of these Temperierfluidkanäle, which is at least temporarily permeated by this tempering, which for Exchange of heat energy with the tempering fluid and / or is designed with the environment,
  • different of these battery modules are associated with, more preferably at least one of these battery modules
  • Temperierfluid joslässe is arranged in one of these battery modules.
  • the heat exchanger of the temperature control is arranged adjacent to an outer wall of the module receiving device, particularly preferably connected to this outer wall.
  • a first central tempering fluid duct branches into a plurality of tempering fluid passages after a controllable fluid conveying device, preferably just as many tempering fluid passages as battery modules or fluid duct sections. After the fluid channel sections, the Temperierfluidkanäle unite again to a wide central Temperierfluidkanal.
  • the second central tempering fluid duct branches into a plurality of tempering fluid passages after a controllable fluid conveying device, preferably just as many tempering fluid passages as battery modules or fluid duct sections.
  • Temperierfluidkanal is connected to the heat exchanger. After this
  • Temperierfluidkanal a This preferred development offers the advantage that the tempering fluid has essentially the same temperature at the inlet into the various fluid channel sections.
  • the first central tempering fluid channel opens into one of these fluid channel sections.
  • the tempering fluid in particular flows successively through a plurality of these fluid channel sections of the various battery modules. After emerging from the last of these fluid channel sections, the second central tempering fluid channel leads to
  • this voltage converter is connected between the Stromleit drivenen and the electrical connection means.
  • One of these second switching elements is between one of these Stromleit drivenen and the
  • the voltage converter is designed to convert a DC voltage into an AC voltage and vice versa.
  • the voltage converter is designed for increasing the voltage and / or reducing the voltage.
  • the power supply device has a
  • Auxiliary power supply device is configured, at least temporarily
  • Auxiliary power supply device is configured, at least temporarily
  • this auxiliary power supply device is configured to deliver energy to this communication device at least temporarily.
  • This preferred embodiment offers the advantage that of the
  • the energy supply device preferably has at least one or more of these bridging devices.
  • the Bridging device either between the module connections of one of these battery modules or between two of these module connection elements connected.
  • the bridging device is through the
  • This preferred embodiment offers the advantage that in the event of a failure of one of these battery modules, which is part of a series connection of battery modules, the series connection can be restored.
  • At least one of these bridging devices has one of these discharging resistors.
  • the monitoring device is designed to at least partially discharge a battery module, in particular insulated, via this discharge resistor.
  • the state of charge i. the
  • the energy supply device preferably has this suction device.
  • This suction device is connected to at least one or more of these battery modules.
  • the suction device preferably has at least one of these per module receiving device
  • the suction device has at least one central suction channel into which several of these suction channel sections open. These suction duct sections are with various of these suction duct sections.
  • this suction device has a fluid delivery device for a fluid to be sucked off, particularly preferably a pump.
  • the suction device has a fluid cleaning device, which preferably the extracted fluid prior to its entry into the
  • Fluid conveyor cleans. This fluid cleaning device is designed to clean the extracted fluid before this extracted fluid in the
  • the fluid purification device has a filter and / or air scrubber.
  • This preferred embodiment offers the advantage that substances which escape through the pressure relief devices can be removed in a controlled manner.
  • the suction device each
  • Module receiving device an arrangement of a first central
  • Suction duct and at least one suction duct section per battery module of the module receiving device open into this first central suction duct.
  • These first central suction channels open into a second central suction channel. This second central suction channel opens into this fluid purification device.
  • the fluid conveying device of the suction device is part of the second central suction channel.
  • Each of these first central suction channels preferably has one of these sensors, in particular for one
  • Oxidation product and / or a flue gas This development offers the advantage of a channeled supply of extracted fluid to this fluid purification device. This development offers the advantage that a determination of a failed battery module is simplified.
  • the power supply device has one of these elements
  • This module change device is
  • This module changing device is configured to supply one of these battery modules to one of these module receiving devices, in particular to insert it in a compartment of one of these module receiving devices.
  • this module change device is signal-connected with this monitoring device.
  • this module exchange device has a gripper, which is designed to take one of these battery modules at least temporarily releasably.
  • the module changing device has a
  • Gripper guide device for guiding and moving the gripper relative to the other battery modules or the module receiving devices.
  • Module change device is configured:
  • this signal is an identifier for the battery module to be taken of one of these module receiving devices or attached to the associated compartment,
  • Power supply device is not yet associated, which is not yet connected to this power supply device,
  • the second battery module in particular a compartment of one of these
  • Supply module receiving devices in particular the compartment corresponding to the identifier
  • Contact probe in particular to connect its probe connections with corresponding signal lines, when inserting the second battery module preferably to connect its quick couplings with at least one of these extinguishing agent channels and / or one of these Temperierfluidkanäle to prepare when inserting the second battery module preferably its connection with at least one of these signal lines, in particular to effect.
  • This module changing device offers the advantage that, in particular, without human intervention, a first battery module can be removed and a second battery module can be used.
  • the plurality of module receiving devices are arranged adjacent to each other, in particular corresponding to a shelf.
  • the compartments have at least one extendable support surface, which is the simplified removal of the recorded from the tray
  • Battery module is used, which is the simplified insertion of the held by the gripper battery module in the compartment.
  • the gripper battery module is the simplified insertion of the held by the gripper battery module in the compartment.
  • the electrical connection device is accessible or contactable from the environment of this device container.
  • the module changing device is corresponding to one
  • the heat exchanger of the tempering is arranged outside of the device container.
  • the communication device in particular a data interface, a
  • the Examination place for storing a failed battery module is arranged in this device container.
  • a fourth preferred embodiment differs from the third preferred embodiment in particular in that parts of the extinguishing device and parts of the tempering device are formed integrally at least in sections.
  • the tempering fluid also serves as extinguishing agent.
  • at least one of these tempering fluid passages is at least partially integral with at least one of these between a fluid delivery device of the temperature control device and at least one of these module housings
  • This preferred embodiment has the advantage that the expenditure on equipment for guiding the extinguishing agent is reduced.
  • This preferred embodiment has the advantage that the extinguishing agent can only be configured as an additive to the tempering fluid.
  • this measuring device in particular by at least one of its sensors,
  • Measuring devices preferably to the monitoring device, in particular according to S1,
  • the monitoring device evaluates or processing at least one of these measured values by the monitoring device, preferably combining this measured value with a comparison value, particularly preferably with one of these predetermined ranges, in particular according to S2, the monitoring device in particular
  • the monitoring device can in particular issue at least one command
  • Switching devices preferably by opening one of these switching elements of this electrical switching device, in particular triggered by the monitoring device, in particular S3, in particular if at least two of these battery modules are connected in parallel, especially if this monitoring device detects that this at least one detected for each battery module physical parameters outside of of these predetermined ranges is Bridging an isolated of these battery modules with one of these bypass devices, in particular triggered by the monitoring device, in particular S3, in particular if at least two of these battery modules are connected in series, especially if this monitoring device detects that this at least one detected for each battery module physical parameters outside one of these given ranges,
  • Monitoring device in particular according to S3, preferably when this monitoring device detects that this is at least one detected for each battery module physical parameter outside one of these predetermined ranges, more preferably when a detected temperature of one of these battery modules outside an allowable operating temperature interval, more preferably if a Oxidarions. and / or a flue gas is detected, whereupon the extinguishing agent is delivered to at least one of the battery modules,
  • Monitoring device in particular according to S3, preferably when this monitoring device detects that this is at least one detected for each battery module physical parameters outside of these predetermined ranges, more preferably when a detected temperature of one of these battery modules outside an allowable operating temperature interval, whereupon thermal energy with at least one of these battery modules
  • Module receiving device in particular according to S3, in particular to S4, in particular to S8, in particular by the
  • Module receiving device in particular to S8, in particular to S9, in particular by the Modulwechsei worn, in particular these module connections and / or these
  • Monitoring device detects that this is at least one detected for each battery module physical parameters outside of these predetermined ranges, S16 connecting one of these battery module assemblies with the second electrical switching device by means of one of these switching elements of the second electrical switching device, in particular by the monitoring device, in particular according to S15.
  • operating method 1 initially only the battery modules of the first number are connected to one another by means of the electrical switching device and to the electrical one
  • the battery modules of the second number are by means of the electrical switching device with respect to the electrical
  • the monitoring device preferably also this
  • Measuring device is powered from at least one of these battery modules of the first number with energy. Preferably, this is
  • This particular bidirectional voltage converter is preferably connected between the electrical switching device and the electrical connection device, in particular for conversion a DC voltage provided by the interconnected battery modules in an AC voltage to be provided to the electrical connection device for the at least one consumer.
  • step S1 one of these physical parameters is detected, preferably by this measuring device, particularly preferably by one of its measuring sensors.
  • this measuring device particularly preferably by one of its measuring sensors.
  • the measuring device provides the monitoring device with at least one of these measured values in accordance with step S2.
  • the measuring device in particular periodically provides the monitoring device in each case with one measured value relating to the module voltage, the
  • the monitoring device evaluates the measured values according to step S3, preferably by linking this measured value with a comparison value and / or with one of these predetermined ranges.
  • the monitoring device preferably processes at least one of these measured values to a logical value which provides information about the operating state of the associated battery module.
  • the monitoring device distinguishes between the supply state and the failure state of one of these battery modules based on at least one of these physical parameters, one of these associated measured values or this logical value.
  • the tempering device Preferably, the fluid delivery device, activated for the removal of heat energy from this battery module, according to step S7, in particular by the monitoring device.
  • the communication device is activated, according to step S8, to notify the initiated Abstellginsddling. The monitoring device goes from the failure state of one of these
  • This at least one physical parameter detected for the battery module is outside a predetermined range
  • a minimum voltage, in particular a minimum terminal voltage can no longer be provided by this battery module
  • Charge state range is, and / or ⁇ the module temperature outside a permissible
  • the monitoring device can initiate at least one of several remedial actions, in particular as a function of at least one of these physical parameters, as set out below.
  • the communication device is activated, according to step S8, in particular for the notification of the failure state,
  • step S1 the detection of physical parameters according to step S1 also continues during and after taking a remedy.
  • this first Abstellproof silk is taken when the
  • the monitoring device preferably controls one of the switching elements of the electrical switching device. If the battery module to be insulated is part of a series connection of several of these battery modules, then the battery module to be isolated is preferably bridged by means of one of these bridging devices, according to step S5, in particular triggered by the monitoring device. Preferably, after step S4, one of these battery modules, more preferably one
  • Battery module of the second number more preferably a previously isolated battery module, connected by means of the electrical switching device with the electrical connection device, according to step S11.
  • the monitoring device for step 11 controls one of the switching elements of the electrical switching device.
  • Communication device activated, according to step S8, to notify the initiated Abstellproof giveaway.
  • the battery module is stored at this examination site for examining the battery module.
  • the battery module is this Module container supplied, in particular depending on the result of
  • the battery module at the examination place.
  • one of these battery modules is used in place of the removed battery module, according to step S10.
  • the newly used battery module is used in place of the removed battery module, according to step S10.
  • the newly used battery module is used in place of the removed battery module, according to step S10.
  • the newly used battery module is used in place of the removed battery module, according to step S10.
  • Battery module the remaining battery modules of the energy storage device can not adversely affect. This preferred development offers the advantage that the failed battery module is ready for examination at the examination site, in particular without any human intervention.
  • step S3 If, due to step S3, a fire or a threatening fire of one of these battery modules is to be assumed, then the
  • the extinguishing device for discharging the extinguishing agent to this battery module is activated, according to step S6, in particular by the monitoring device.
  • the communication device is activated, according to step S8, to notify the initiated Abstellwolf.
  • the monitoring device initiates this second corrective action if, due to at least one of these physical parameters, the effect of the first corrective action does not seem sufficient.
  • this Abstellwaitette can be combined with the first Abstellrozlotddling.
  • the battery module is stored at this examination site for examining the battery module.
  • the battery module is stored at this examination site for examining the battery module.
  • one of these battery modules is used in place of the removed battery module, according to step S10.
  • the newly inserted battery module is activated after insertion, according to step S11.
  • Battery module the remaining battery modules of the energy storage device can not adversely affect.
  • This preferred development offers the advantage that the failed battery module is ready for examination at the examination site, in particular without any human intervention.
  • This preferred embodiment offers the advantage that the at least one consumer can be supplied with the first power Li.
  • This preferred embodiment offers the advantage that parking measures, in particular according to step S6 and / or S9, are taken substantially without human intervention, whereby the operational safety of the energy supply device is increased.
  • operating method 2 For a second preferred operating method (operating method 2") are initially substantially all of these battery modules of
  • Power supply device interconnected by means of the electrical switching device and connected to the electrical connection means.
  • the monitoring device preferably also this
  • Measuring device is powered from at least one of these battery modules of the first number with energy. Preferably, this is
  • this particular bidirectional voltage converter is connected between the electrical switching device and the electrical connection device, more preferably for
  • DC voltage to be provided to the electrical connection means for the at least one consumer AC voltage, more preferably to reduce the total voltage of the interconnected Battery modules in particular to the voltage required by the supplied loads.
  • step S12 is executed in temporal relationship, preferably substantially simultaneously with one of steps S4, S5 and / or S6.
  • the tension provided by the interconnected battery modules is adapted to the voltage required by the supplied consumers by the voltage converter, preferably increased to the voltage required by the supplied loads.
  • This preferred embodiment has the advantage that the at least one consumer can be supplied with the first power U.
  • This preferred embodiment offers the advantage that parking measures, in particular according to step S6 and / or S9, are taken substantially without human intervention, whereby the operational safety of the energy supply device is increased.
  • the power supply device has a plurality of these battery module arrangements and is preferably designed according to the third preferred embodiment .
  • the first electrical switching devices each connect a plurality of these battery modules to one another, in particular in series A second of these electrical switching devices is connected, and the second electrical switching device is connected to the electrical connecting device, in particular via one of these voltage transformers.
  • step S3 If, following step S3, a failure state of one or more battery modules or even at least one of these battery module arrangements can be assumed, then the associated battery module arrangement or its first electrical switching device with respect to the second electrical
  • step S15 occurs when a plurality of battery modules of the same battery module arrangement simultaneously
  • step S12 is performed in a temporal relationship, more preferably substantially simultaneously with step S15, particularly preferred as a result of step S15 when the voltage supplied by the battery modules is less than the voltage required by the supplied loads.
  • the tension provided by the interconnected battery module arrangements is adapted to the voltage required by the supplied consumers by the voltage converter, preferably increased to that of the supplied
  • step S6 substantially simultaneously with step S6, the
  • step S6 Substantially simultaneously with step S6 at least one of these
  • Temperierfluid pumplässe open whereupon extinguishing agent and / or tempering fluid can be delivered to at least one of these battery modules, which is in failure state.
  • This preferred embodiment provides the Advantage that the reliability of the power supply device is increased.
  • a battery module removed according to step S9 is transferred into the module container.
  • the removed battery module can react, without the environment is more than inevitably affected.
  • This preferred embodiment offers the advantage that the at least one consumer can be supplied with the first power.
  • This preferred embodiment offers the advantage that parking measures, in particular according to step S6 and / or S9, are taken substantially without human intervention, whereby the operational safety of the energy supply device is increased.
  • a fourth preferred operating method (“operating method 4") comprises the following steps:
  • Battery modules preferably in the auxiliary power supply device, preferably caused by the monitoring device,
  • Auxiliary power supply device preferably caused by the monitoring device, in particular to S13
  • this first amount of energy is repeated to the first battery module, in particular removed periodically.
  • steps S13 and / or S14 are performed once each of every three days, more preferably three times during each seventh day, more preferably five times during each forty-four days.
  • an operating state of rest follows the steps.
  • the first time interval Preferably, during a first time interval, the first
  • Battery module taken the first amount of energy.
  • the second amount of energy is taken from the second battery module and supplied to the first battery module. It serves the
  • Auxiliary power supply device as a buffer for the first
  • the first and / or the second amount of energy is to be understood as meaning an electrical charge q [C] which amounts to only a fraction r [%] of the nominal charge capacitance Q ne nn of the first or second battery module.
  • This preferred method of operation offers the advantage of counteracting at least one of these battery modules in particular of the passivation or calendar aging of the cells. By exchanging only small electrical charges, only slight aging (cyclic aging) accompanies the steps S13 and / or S14.
  • This preferred method of operation offers the advantage of improved availability of the power supply device. According to a first preferred embodiment, the first corresponds
  • the first amount of energy is greater than the second amount of energy.
  • the first amount of energy is taken from the first battery module and supplied to the auxiliary power supply device.
  • the second amount of energy is taken from the auxiliary power supply device and supplied to the second battery module.
  • a power supply device according to the invention or one of its developments is used for receiving in particular electrical energy from a regenerative energy source or a power network, in particular within a first one
  • Power supply device can absorb electrical energy as a buffer memory.
  • a power supply device according to the invention or one of its further development for providing in particular electrical energy to a power grid or a in particular stationary consumer used, in particular within a second time interval.
  • This preferred use has the advantage that the energy supply device can emit electrical energy as a buffer memory.
  • the first time interval preferably precedes the second time interval.
  • This preferred development has the advantage that the power supply device can serve as a buffer memory.
  • Power supply device whose battery modules are connected in series, with auxiliary power supply device, schematically a development of the power supply device of Figure 2 with a plurality of bridging devices and
  • Discharge schematically a development of the power supply device of Figure 1, with extinguishing device, tempering device, voltage converter, suction device, auxiliary power supply device and
  • Communication device, 5 shows schematically a further development of the energy supply device of FIG. 4, the temperature control device for each battery module each having a fluid channel section with tempering fluid passage,
  • FIG. 6 shows schematically a further development of the energy supply device of FIG. 5, wherein the extinguishing device and the tempering device are formed in one piece at least in sections,
  • FIG. 7 shows schematically a further development of the energy supply device of FIG. 2, with extinguishing device, tempering device, voltage converter, suction device, auxiliary power supply device and
  • Tempering device are at least partially formed in one piece
  • Fig. 8 schematically shows a power supply device similar to the third preferred embodiment with a plurality
  • Extinguishing device tempering device, voltage transformer,
  • Tempering device are at least partially formed in one piece
  • FIG. 10 is a view of the power supply device according to Figure 9, wherein the device container to the facilities of
  • 1 1 shows a detail of FIG. 10, wherein one of the battery modules is removed from one of these module receiving devices,
  • Fig. 12 is an open module housing according to a preferred
  • FIG. 13 is a detail of FIG. 10, wherein the module housing of the
  • Fig. 14 shows a preferred operating method for the
  • Fig. 15 shows another preferred operating method for the
  • Fig. 1 shows schematically a power supply device 1 according to the invention with battery modules 2, 2a, 2b connected in parallel.
  • the battery modules 2, 2a of the first number are electrically connected to the electrical switching device 5 and to the electrical connection device 4.
  • the battery module 2b of the second number is currently insulated from the remaining battery modules 2, 2a and the electrical connection device 4, but if necessary can be connected to the remaining battery modules 2, 2a, in particular on
  • the power supply device 1 points to this electrical
  • Connecting device 4 has two of these device terminals 22, 22a of different polarity to which the voltage of the interconnected battery modules 2 is applied.
  • the electrical switching device 5 has two of these Stromleit drivenen different polarity and some of these
  • Switching elements 24 are of the
  • Monitoring device 3 controllable. One of these switching elements 24 is between one of these device ports 22 and one of these
  • Further switching elements 24a, 24b are connected between the battery modules 2 and one of these current conducting devices for possibly required isolation of the respective battery module 2, 2a, 2b.
  • the switching elements 24 and the measuring sensors 8 are connected to the monitoring device 3 via a signal bus 32, shown in dashed lines.
  • the measuring sensors 8, 8a, 8b are used to detect the module voltage, the
  • Fig. 2 shows schematically a further inventive
  • the battery modules 2, 2a of the first number Ni are connected in series.
  • the battery module 2 b of the second number N 2 can be accommodated in this series circuit, in particular at the instigation of the
  • the power supply device 1 points to this electrical
  • the electrical connection device 4 has two of these device connections 22, 22a of different polarity, to which the voltage of the interconnected battery modules 2, 2a, 2b is applied.
  • the electrical switching device 5 has four of these
  • Switching elements 24 and the bridging device 6, 6a, 6b are controllable by the monitoring device 3.
  • One of these switching elements 24 is between one of these device ports 22a and one of these
  • the switching elements 24 and the sensor 8 are connected via a signal bus 32 to the monitoring device 3.
  • the measuring sensors 8, 8a, 8b are used to detect the module voltage, the module current and / or the module temperature.
  • FIG. 3 shows schematically a development of the energy supply device 1 of FIG. 2 with three bridging devices 6, 6a, 6b.
  • Battery module 2b of the second number is receivable in this series circuit, in particular at the initiative of the monitoring device 3, but is currently bridged and isolated from the other battery modules 2, 2a.
  • Bridging devices 6, 6a, 6b have their own charging resistance.
  • the electrical switching device 5 also has some of these switching elements 24a, 24b, which serve for the isolation of each of these battery modules 2, 2a, 2b. Otherwise, this development corresponds to FIG. 2.
  • Auxiliary power supply device 5 and communication device 14 are connected to the electrical
  • the battery module 2b of the second number is present with respect to the remaining battery modules 2, 2a and the electrical
  • Connection device 4 isolated, but if necessary with the rest
  • the voltage converter 12 is connected between the electrical switching device 5 and the electrical connection device 4 and provides a
  • the voltage converter 12 is the monitoring device 3 for measuring AC voltage to supply consumers available.
  • the voltage converter 12 is the monitoring device 3 for measuring AC voltage to supply consumers available.
  • the voltage converter 12 is the monitoring device 3 for measuring AC voltage to supply consumers available.
  • the auxiliary power supply device 15 is connected between the battery modules 2, 2 a, 2 b and the monitoring device 3.
  • Auxiliary power supply device 15 provides the power supply to at least the monitoring device 3 in the event of a major failure of battery modules 2, 2a, 2b.
  • the monitoring device 3 Preferably, the battery modules 2, 2a, 2b.
  • Auxiliary power supply device 15 is formed as an electrochemical cell or as a capacitor.
  • the communication device 14 is signal-connected to the monitoring device 3. If required, the communication device 14 transmits information about one of these physical parameters, one of these
  • Communication device 14 as an interface, the light source or as an acoustic signal generator, particularly preferably as
  • the tempering device 16 has a plurality of fluid channel sections 17, 17 a, 17 b, shown in dashed lines, which are in different battery modules 2, 2 a, 2b, in particular in their modular housings 20. Die
  • Tempering device 16 has a pump 19 for the tempering and a heat exchanger 33 for exchanging heat energy with the environment.
  • Different Temperierfluidkanäle 37 connect the fluid channel sections 17 with the pump 19 and the heat exchanger 33.
  • the pump 19 is of the
  • a central tempering fluid channel 37 branches into these fluid channel sections 17, 17a, 17b, so that the
  • the extinguishing device 13 has an extinguishant storage 34, in which the extinguishing agent is under pressure, a plurality of extinguishing agent channels 35, 35a, 35b for connecting the extinguishing agent storage 34 with the battery modules 2, 2a, 2b, in particular with their Moduleinhausept 20, a plurality of extinguishing agent valves 36 for targeted delivery the extinguishing agent by extinguishing ffen 38 in particular in walls of the module housings 20.
  • the Lösmirtelventile 36, 36a, 36b are controlled by the monitoring device 3,
  • the suction device 29 has a pump 19a and suction channels 30 to the individual battery modules 2, 2a, 2b.
  • the pump 19a driven, driven by the monitoring device 3, the extracted substances through a filter 28 before the extracted substances are discharged into the environment.
  • the pump 19a is activated only with a predetermined time delay after activation of the extinguishing device 13, so that the extinguishing agent time and opportunity for action in the battery module 2, 2a, 2b receives.
  • the monitoring device 3 is connected via a signal bus 32 to the switching elements 24 of the electrical switching device 5, with the pumps 19, 19 a of tempering device 16 and suction device 29, with the Extinguishing agent valves 36, with the voltage converter 12 and the communication device 14th
  • FIG. 5 schematically shows a development of the energy supply device 1 of FIG. 4, wherein the tempering device 16 per battery module 2, 2a, 2b each has a fluid channel section 17 with tempering fluid passage 18.
  • the battery modules 2, 2a of the first number are connected in series.
  • the battery module 2b of the second number is also part of this series connection, but is currently bridged.
  • Tempering device 16 Temperierfluid pumplässe 18 on.
  • the tempering fluid preferably has a gelling agent which promotes a quenching effect of the tempering fluid.
  • the Temperierfluid dielässe 18, 18a, 18b can be opened by means of thermal shock absorbers.
  • FIG. 6 shows schematically a development of the energy supply device 1 of FIG. 5, wherein the extinguishing device 13 and the tempering device 16 are formed in one piece at least in sections.
  • an extinguishing agent channel 35 which is blocked by a controllable extinguishing agent valve 36, opens into one of the tempering fluid ducts 37. After this orifice, the tempering fluid duct 37 opens beside the
  • Tempering fluid also lead the extinguishing agent. This is the piping
  • the battery modules 2b of the second number are connected in series with the battery modules 2, 2a of the first number.
  • the voltage converter 12 is connected between the electrical switching device 5 and the electrical connection device 4 and provides a
  • the voltage converter 12 is the monitoring device for
  • Voltage converter 12 the sum voltage of the interconnected battery modules 2, 2a, 2b to the nominal voltage of the powered by the power supply device 1 consumer.
  • the auxiliary power supply device 15 is connected between the battery modules 2, 2 a, 2 b and the monitoring device 3.
  • Auxiliary power supply device 15 provides the power supply to at least the monitoring device 3 in the event of a major failure of battery modules 2, 2a, 2b.
  • the monitoring device 3 Preferably, the battery modules 2, 2a, 2b.
  • Auxiliary power supply device 15 is formed as an electrochemical cell or as a capacitor.
  • the communication device 14 is signal-connected to the monitoring device 3. If required, the communication device 14 transmits information about one of these physical parameters, one of these
  • Communication device 14 as an interface, the light source or as an acoustic signal generator, particularly preferably as
  • the tempering device 16 has a plurality of fluid channel sections 17, 17a, 17b, shown in dashed lines, which extend in different battery modules 2, 2a, 2b, in particular in their modular housings 20. Die
  • Tempering device 16 has a pump 19 for the tempering and a heat exchanger 33 for exchanging heat energy with the environment.
  • the pump 19 is controlled by the monitoring device 3.
  • the pump 19 drives the tempering fluid successively through the various
  • Fluid channel sections 17, 7a, 7b in the direction of the heat exchanger 33.
  • the piping is simplified.
  • Each of these fluid channel sections 17 has one of these tempering fluid passages 18.
  • the tempering fluid has a Gelbiidner, which unierstützi a extinguishing effect of Temperierfiuids.
  • the tempering fluid passages 18 can be opened by the monitoring device 3, preferably by means of thermal shock absorbers. Thus, the passive safety of the power supply device is improved.
  • the extinguishing device 13 has an extinguishant reservoir 34 in which the extinguishing agent is under pressure.
  • the extinguishant memory 34 opens into an extinguishing agent channel 35, which is blocked by a controllable extinguishing agent valve 36.
  • the extinguishing agent channel 35 opens into one of the Temperierfluidkanäle 37. After this mouth of Temperierfluidkanal 37 next to the
  • Tempering fluid also lead the extinguishing agent. This is the piping
  • the extinguishing agent can be dispensed by the Temperierfluid joslässe 18 targeted to one of these battery modules 2, 2a, 2b.
  • the suction device has a pump 19a and suction channels 30 to the individual battery modules 2, 2a, 2b.
  • the pump 19a drives, driven by the monitoring device 3, the extracted substances through a filter 28 before the extracted substances are released into the environment.
  • the pump 19a is activated only with a predetermined time delay after activation of the extinguishing device 13, so that the extinguishing agent time and opportunity for action in the battery module 2, 2a, 2b receives.
  • the monitoring device 3 is connected via a signal bus 32 to the switching elements 24 of the electrical switching device 5, with the pumps 19, 19 a of tempering device 16 and suction device 29, with the
  • FIG. 8 shows schematically a power supply device 1 similar to the third preferred embodiment (container) with three of these
  • Switching device 5a connected in parallel.
  • the battery modules 2, 2a, 2b of the third battery module assembly 39b are present with respect to the others
  • Battery modules 2, 2a, 2b or battery module assemblies 39, 39a isolated, but if necessary, with the second electrical switching device 5a connectable.
  • the battery module assemblies 39, 39a connected to the second electrical circuit device 5a have only battery modules 2, 2a of the first number and the third battery module assembly 39b only battery modules 2b of the second number.
  • This power supply device 1 has this voltage converter 12, this suction device 29, this auxiliary power supply device 15 and this communication device 14, as set forth for FIG.
  • the tempering device 16 has a central tempering fluid channel 37, which branches off into a plurality of tempering fluid channels 37a, 37b, which lead to the different battery module arrangements 39. That's the way it is
  • Tempering fluid when entering the battery modules 2, 2a, 2b of the various battery module assemblies 39 substantially the same temperature.
  • one of these tempering fluid channels 37a, 37b branches into at least one of these fluid channel sections 17, shown in dashed lines, which extend in different battery modules 2, 2a, 2b, in particular in their module housings 20.
  • the tempering device 16 has a pump for the tempering fluid and a heat exchanger 33 for exchanging heat energy, especially with the environment.
  • Different Temperierfluidkanäle 37 connect the fluid channel sections 17 with the pump 19 and the heat exchanger 33.
  • the pump 19 is of the
  • each of these fluid channel sections 17 has one of these tempering fluid passages 18.
  • the tempering fluid to a gelling agent, which is a extinguishing effect of
  • tempering fluid passages 18 can be opened by the monitoring device 3.
  • the monitoring device 3 Preferably, the
  • Temperierfluid joslässe 18 are opened by means of thermal shock absorbers. Thus, the passive safety of the power supply device 1 is improved.
  • the extinguishing device 13 has an extinguishant storage 34, in which the extinguishing agent is under pressure.
  • the extinguishant memory 34 opens into a Löschschkana! 35, which is blocked by a controllable extinguishing agent valve 36.
  • the extinguishing agent channel 35 opens into one of the Temperierfluidkanäle 37, in particular in the central Temperierfluidkanal. After this orifice, the central tempering fluid channel 37 can also lead the extinguishing agent in addition to the tempering fluid. So are the extinguishing device 13 and the
  • Tempering device 16 at least partially integrally formed and simplifies the piping.
  • the extinguishing agent can through the
  • Temperierfluid bornlässe 18 are selectively delivered to one of these battery modules 2, 2a, 2b.
  • FIG. 9 shows an external view of the power supply device 1 according to FIG. 8.
  • the device container 31 is designed as a container and surrounds these battery module arrangements 39. Outlets of the suction device 29 extend out of the device container 31. One of these battery module arrangements is through the opened door of the container 39 recognizable.
  • This battery module arrangement 39 has a module receiving device 10, which is designed as a shelf and has compartments for the battery modules 2.
  • the compartments for the battery modules 2 are arranged one above the other and have extendable support surfaces.
  • the battery modules 2 are interconnected by this first electrical switching device 5.
  • the battery modules 2 have module housings 20.
  • FIG. 10 shows a view of the power supply device 1 according to FIG. 9, wherein the device container 31 is not shown around the battery module arrangements 39, 39a, 39b.
  • the battery module assemblies 39, 39a, 39b are arranged side by side in two rows. Within the battery module arrangements 39, 39 a, 39 b, a plurality of these battery modules 2, 2 a, 2 b are interconnected by means of a respective first electrical switching device 5. Each of these battery module arrangements 39, 39a, 39b has a module receiving device 10 with compartments and extendable support surfaces for the battery modules 2, 2a, 2b. These first electrical switching devices 5 are connected to a second
  • Switching device 5a is connected to the electrical, not shown Connection device 4 connected. Not shown is the voltage converter 12th
  • the module changing device 27 is arranged between these rows of battery module assemblies 39, 39a, 39b.
  • the module changer 27 is mounted on the ceiling of the apparatus container 31.
  • Module changing device 27 has two rails for this gripper 40.
  • the gripper 40 is configured to grip one of these battery modules 2, 2a, 2b, which is provided for removal by means of the extendable support surfaces. As soon as the battery module 2, 2a, 2b is provided for removal by means of the extendable support surfaces, the module connections 21, 21a are separated from the first electrical switching device 5. Next are the
  • Fluid cleaning device 28 Not shown are the examination place and the module container, which are arranged adjacent to the rows of the battery module arrangements 39, 39a, 39b within reach of the module changing device 27.
  • FIG. 11 shows a section of FIG. 10, wherein one of the battery modules 2 has been removed from one of these module receiving devices 10. By means of the extendable support surfaces, the battery module 2 from the compartment of
  • Module receiving device 10 drawn, wherein the module connections 21, the fluid channel section 17, the pressure relief device 41 and the Signal lines 32a are separated to the probes.
  • This battery module 2 is within reach of the module changing device 27 and is for
  • the module changing device 27 is arranged on the ceiling of the device container and has two rails for guiding the gripper 40.
  • the module housing 20 has a module box 43 and a module cover 44.
  • the module cover 44 can be screwed to the module box 43. Not shown is the seal between the module cover 44 and the module box 43.
  • the module housing 20 is made
  • the signal lines 32a are arranged to the
  • Measuring sensors 8, the fluid channel section 17, the pressure relief device 41, the module connections 21, 21 a Through the opening of the module box 43, the cable compartment 42 can be seen, which serves in particular for receiving electrical conductors for connecting the interconnected cells with the module terminals 21.
  • the pressure relief device 41 has an opening in one of the walls of the module box 43 and a self-closing exhaust valve in this opening.
  • FIG. 13 shows a section of FIGS. 10 and 11, the module housing 20 of the battery module 2 removed from the module receiving device 10 being opened.
  • the signal lines 32a are arranged to the
  • the pressure relief device 41 has an opening in one of the walls of the module box 43 and a self-closing exhaust valve in this opening.
  • the module changing device 27 is arranged on the ceiling of the device container and has two rails for guiding the gripper 40. About the battery module 2, a further battery module 2a is shown. Its signal lines 32b are led to the module receiving device 10. Within a vertical support of the module receiving device 10 extends the signal bus 32. The module connections of the upper battery module 2a are connected to the associated module connection elements 23, 23a. Fig. 14 shows a preferred operating method for the
  • At least one physical parameter of at least one of these battery modules is detected, according to step S1.
  • the measuring device provides at least one corresponding measured value according to step S2.
  • the monitoring device evaluates this measured value, according to step S3. If the temperature of the associated battery module is outside allowable limits, the tempering is through the
  • Monitoring device activated, according to step S7. However, if the evaluation of the measured value shows that the supply state of the battery module is no longer present, the monitoring device activates the
  • step S3 Depending on the result of the evaluation according to step S3 and in particular depending on the detected physical parameter, a distinction is made between different operating states of the battery module. Shown are two possible remedial actions. Preferably, during and after taking action, the detection of physical parameters according to step S1 for increased reliability of
  • step S4 has an electrical insulation of the battery module according to step S4. Subsequently, the isolated battery module can be bypassed in accordance with step S5, in particular if the battery module is part of a series circuit.
  • the bridged battery module can be removed according to step S9 and / or another battery module can be used according to step S10 and step S11 can be activated.
  • the Abstellproofette 2 in particular taken at excess temperature, the presence of an oxidation product and / or a flue gas, has an activation of the extinguishing device according to step S6.
  • the battery module can according to
  • Step S9 are taken and / or another battery module can be used according to step S10 and step S11 are activated.
  • FIG. 15 shows a further preferred operating method for a preferred embodiment of the energy supply device as a flow chart.
  • the power supply device several of these
  • at least one of these battery module arrangements or their battery modules is used to provide the Power AL.
  • the energy supply device has at least one of these voltage transformers, which is particularly preferably connected between the second electrical switching device and the electrical connection device.
  • the measuring device provides at least one corresponding measured value according to step S2.
  • the monitoring device evaluates this measured value, according to step S3. If the temperature of the associated battery module is outside allowable limits, the tempering is through the
  • Monitoring device activated, according to step S7. However, if the evaluation of the measured value shows that the supply state of the battery module is no longer present, the monitoring device activates the
  • step S8 Communication device, according to step S8.
  • a distinction is made between different operating states of the battery module. Shown are two possible remedial actions.
  • the Abstell blocksddling 2 in particular taken at excess temperature, the presence of an oxidation product and / or a flue gas, has an activation of the extinguishing device according to step S6.
  • the battery module can be removed according to step S9 and / or another battery module can be used according to step S10 and step S11 can be activated.
  • step S12 is performed in temporal relationship, more preferably substantially simultaneously with step S15, more preferably when, as a result of step S15, the voltage supplied by the battery modules is lower than that supplied by the battery modules
  • step S16 is performed in temporal relationship, more preferably substantially simultaneously with step S15, particularly preferred as a result of step S15 that this electrical power output by the battery modules is less than the voltage required by the supplied loads.
  • step S15 is performed in temporal relationship, more preferably substantially simultaneously with step S15, particularly preferred as a result of step S15 that this electrical power output by the battery modules is less than the voltage required by the supplied loads.
  • the consumers can be supplied with the first electric power Li unchanged.

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Abstract

Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere für den stationären Einsatz insbesondere in einem Gebäude, welche dafür vorgesehen ist, einen oder mehrere Verbraucher zumindest zeitweise mit einer elektrischen ersten Leistung L1 zu versorgen, mit einer ersten Anzahl N1 von Batteriemodulen, welche zumindest je eine, vorzugsweise wiederaufladbare, elektrochemische Zelle aufweisen, wobei die Anzahl zu bemessen ist, dass damit unter Berücksichtigung der jeweiligen Leistung jedes Batteriemoduls eine elektrische Gesamtleistung an die Verbraucher leitbar ist, welche zumindest gleich dieser ersten Leistung ist, mit einer zweiten Anzahl N2 von Batteriemodulen, welche zumindest je eine, vorzugsweise wiederaufladbare, elektrochemische Zelle aufweisen, wobei die Anzahl N2 zu bemessen ist, dass damit unter Berücksichtigung der jeweiligen Leistung jedes Batteriemoduls eine elektrische Gesamtleistung an die Verbraucher leitbar ist, welche zumindest gleich einer Leistung ΔL ist.

Description

Energieversorgungsvorrichtung mit einer ersten Leistung sowie Verfahren zum Betrieb dieser Energieversorgungsvorrichtung
B e s c h r e i b u n g Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2012 011 061 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung mit einer ersten Leistung sowie ein Verfahren zum Betrieb dieser Energieversorgungsvorrichtung. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit Lithium-ionen-Zellen zur Versorgung eines stationären Verbrauchers beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch unabhängig von der Bauart der Zelle, der Chemie der Zelle oder unabhängig von der Art des versorgten Verbrauchers Verwendung finden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Energieversorgungsvorrichtungen mit mehreren Batteriemodulen zur Versorgung von Verbrauchern mit elektrischer Energie bekannt. Es kommt vor, dass während der Versorgung eines Verbrauchers dessen Leistungsbedarf wenigstens zeitweise nicht erfüllt werden kann.
Die zeitweise unzureichende Versorgung eines Verbrauchers durch eine der bekannten Energieversorgungsvorrichtungen wird als problematisch empfunden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Energieversorgungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche zumeist den Leistungsbedarf eines Verbrauchers erfüllen kann.
Die Aufgabe wird durch eine Energieversorgungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Anspruch 13 beschreibt eine Batterie mit zumindest zwei
erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Herste II verfahren gemäß Anspruch 14 für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung. Zu bevorzugende
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere für den stationären Einsatz insbesondere in einem Gebäude, ist dafür vorgesehen, einen oder mehrere Verbraucher zumindest zeitweise mit einer elektrischen ersten Leistung L-t zu versorgen.
Die Energieversorgungsvorrichtung weist eine erste Anzahl von
Batteriemodulen auf. Diese Batteriemodule weisen je zumindest eine, vorzugsweise wiederaufladbare, elektrochemische Zelle auf. Die Anzahl N-ι ist so zu bemessen, dass damit unter Berücksichtigung der jeweiligen Leistung jedes Batteriemoduls eine elektrische Gesamtleistung an die Verbraucher ieitbar ist, welche zumindest gleich dieser ersten Leistung L1 ist. Die Energieversorgungsvorrichtung weist eine zweite Anzahl N2 von
Batteriemodulen auf. Diese Batteriemodule weisen je zumindest eine, vorzugsweise wiederaufladbare, elektrochemische Zelle auf. Die Anzahl N2 ist so zu bemessen, dass damit unter Berücksichtigung der jeweiligen Leistung jedes Batteriemoduls eine elektrische Gesamtleistung an die Verbraucher leitbar ist, welche zumindest gleich einer Leistung AL ist. Die Energieversorgungsvorrichtung weist eine Batteriemodul- Überwachungseinrichtung, kurz Überwachungseinrichtung, auf, welche zumindest einen physikalischen Parameter überwacht. Durch den
physikalischen Parameter sind zumindest zwei verschiedene Betriebszustände eines Batteriemoduls erfassbar.
Die Energieversorgungsvorrichtung weist eine elektrische
Verbindungseinrichtung auf. Diese elektrische Verbindungseinrichtung dient dazu, die erste Anzahl und die zweite Anzahl N2 elektrisch mit einem oder mehreren Verbrauchern zu verbinden. Die Energieversorgungsvorrichtung weist zumindest eine elektrische
Schalteinrichtung auf. Durch diese elektrische Schalteinrichtung sind diese Batteriemodule in Reihen- und/oder Parallelschaltung mit dieser elektrischen Verbindungseinrichtung verbindbar. Diese elektrische Schalteinrichtung ist so gestaltet, dass jedes Batteriemodul elektrisch gegenüber den anderen
Batteriemodulen und/oder der elektrischen Verbindungseinrichtung isolierbar ist, wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines insbesondere für dieser physikalischen Parameter vorgegebenen Bereiches ist.
Die Anzahl N2 und die Leistung dieser zweiten Anzahl von Batteriemodulen ist so bemessen, dass diese erste Leistung auch dann an den oder die
Verbraucher übertragbar ist, wenn eine vorgegebene Anzahl ND dieser ersten oder dieser zweiten Anzahl von Batteriemodulen ausfällt .
Wenn eines der Batteriemodule der Energieversorgungsvorrichtung ausfällt, sei es durch einen Defekt des Batteriemoduls oder dadurch, dass ein für das Batteriemodul erfasster physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, kann dieses Batteriemodul gegenüber den anderen
Batteriemodulen und/oder gegenüber der elektrischen Verbindungseinrichtung isoliert werden. Dieses isolierte Batteriemodul kann und braucht an den zumindest einen Verbraucher keine Energie bzw. keinen elektrischen Strom mehr abzugeben. Indem die Anzahl N2 und die Leistung dieser zweiten Anzahl von Batteriemodulen so bemessen ist, dass diese erste Leistung Li auch dann an den oder die Verbraucher übertragbar ist, wenn zumindest eines dieser Batteriemodule aus ersten Anzahl oder dieser zweiten Anzahl von
Batteriemodulen ausfällt, ist die Versorgung eines oder mehrerer dieser
Verbraucher durch die erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung sichergestellt. Insbesondere die Batteriemodule der zweiten Anzahl wirken als Reserve bei einem Ausfall eines der Batteriemodule der ersten Anzahl. So wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung eine
Überbrückungseinrichtung auf. Die Überbrückungseinrichtung dient dazu, ein insbesondere isoliertes Batteriemodul elektrisch zu überbrücken, vorzugsweise wenn das isolierte Batteriemodul Teil einer Reihenschaltung aus zumindest zwei dieser Batteriemodule ist. Selbst wenn eines dieser Batteriemodule ausfällt, ist die Reihenschaltung unverändert zur Abgabe von Energie befähigt. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil erhöhter Verfügbarkeit der
Energieversorgungsvorrichtung. Unter einer Energieversorgungsvorrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung zu verstehen, welche zumindest zeitweise zur Versorgung eines oder mehrerer Verbraucher mit einer elektrischen ersten Leistung Li dient.
Unter einem Verbraucher im Sinne der Erfindung ist eine von der
Energieversorgungsvorrichtung unabhängige Einrichtung zu verstehen, welche zumindest zeitweise Leistung aus dieser Energieversorgungsvorrichtung aufnimmt. Unter der elektrischen Gesamtleistung [kW] im Sinne der Erfindung ist die elektrische Leistung zu verstehen, welche insbesondere zeitgleich von einem oder mehreren dieser Verbraucher aus der Energieversorgungsvorrichtung aufgenommen werden kann (Leistungsbedarf). Unter einer elektrischen ersten Leistung im Sinne der Erfindung ist zumindest die Leistung [kW] zu verstehen, welche zumindest zeitweise, vorzugsweise wären zumindest 1 h, von der Energieversorgungsvorrichtung abgegeben werden kann (bereitstellbare Leistung). Wenigstens entspricht die erste Leistung der Gesamtleistung der zu versorgenden Verbraucher. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis q aus der ersten Leistung über der Gesamtleistung Lg (q = /Lg) wenigstens 1 ,05, weiter bevorzugt wenigstens 1 ,1 , weiter bevorzugt wenigstens ,2, weiter bevorzugt wenigstens 1 ,5, weiter bevorzugt wenigstens 2.
Unter einem Batteriemodul im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zum Abspeichern von Energie dient, welche insbesondere zur Abgabe von Energie dient. Dazu weist das Batteriemodul eine, zwei oder mehrere, vorzugsweise wiederaufladbare, elektrochemische Zellen auf. Diese elektrochemische Zelle ist ausgestaltet, chemische Energie zu speichern, chemische Energie in elektrische Energie zu wandeln und zumindest zeitweise elektrische Energie abzugeben. Vorzugsweise ist diese
elektrochemische Zelle ausgestaltet, elektrische Energie aufzunehmen und in chemische Energie zu wandeln. Vorzugsweise sind zumindest zwei dieser Zellen in Reihe oder parallel geschaltet. Vorzugsweise weist das Batteriemodul zwei Modulanschlüsse unterschiedlicher Polarität auf, an welchen zumindest zeitweise die Spannung der verschalteten Zellen anliegt. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung sind zumindest vier dieser Zellen in Reihe
geschaltet. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die
Summenspannung der verschalteten Zellen erhöht ist. Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung sind zumindest zwei dieser Zellen in Reihe geschaltet. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die
Ladekapazität bzw. der Energieinhalt erhöht ist.
Die Batteriemodule der Energieversorgungsvorrichtung können der ersten Anzahl U-i oder der zweiten Anzahl N2 von Batteriemodulen zugeordnet werden. Die insbesondere verschalteten Batteriemodule der ersten Anzahl können zumindest zeitweise, vorzugsweise während zumindest 1 h, wenigstens diese erste Leistung Li abgeben. Die insbesondere verschalteten Batteriemodule der zweiten Anzahl können zumindest zeitweise, vorzugsweise während zumindest 1 h, wenigstens diese Leistung AL abgeben. Vorzugsweise sind mehrere Batteriemodule der ersten Anzahl miteinander verschaltet. Dabei sind N-i und N2 jeweils aus der Menge der natürlichen Zahlen gewählt. Vorzugsweise beträgt N-i wenigstens 2 und N2 wenigstens 1 . Gemäß einer ersten bevorzugten
Ausgestaltung sind zumindest zwei Batteriemodule der ersten Anzahl in Reihe geschaltet für erhöhte Summenspannung dieser Batteriemodule. Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung sind zumindest zwei Batteriemoduie der ersten Anzahl parallel geschaltet. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet der Vorteil eines erhöhten Summenstroms.
Erfindungsgemäß kann eine vorgegebene Anzahl ND von Batteriemodulen ausfallen, ohne dass die Abgabe der elektrischen ersten Leistung Li durch die Energieversorgungsvorrichtung beeinträchtigt wäre. So ist die vorgegebene Anzahl ND aus der Gruppe der natürlichen Zahlen ausgewählt. Vorzugsweise beträgt die vorgegebene Anzahl ND wenigstens 1 , weiter bevorzugt wenigstens 2, weiter bevorzugt wenigstens 5, weiter bevorzugt wenigstens 10, weiter bevorzugt wenigstens 20. Ein Betriebszustand eines dieser Batteriemodule im Sinne der Erfindung ist gekennzeichnet durch zumindest einen oder mehrere physikalische Parameter des Batteriemoduls bzw. einer der Zellen des Batteriemoduls, insbesondere eine vorbestimmte Kombination aus zumindest zwei oder mehrerer dieser physikalischen Parameter. Vorzugsweise kann zwischen einem Versorgungszustand eines dieser Batteriemodule und einem Ausfallzustand unterschieden werden, wobei im Ausfallzustand mit dem Batteriemodul insbesondere keine elektrische Energie ausgetauscht werden sollte.
Insbesondere wenn die Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, geht die
Überwachungseinrichtung von einem Ausfallzustand des zugehörigen
Batteriemoduls aus. Insbesondere wenn die Überwachungseinrichtung erkennt, dass die Temperatur eines dieser Batteriemodule zumindest während eines ersten Zeitintervalls eine vorbestimmte Temperatur überschreitet, dann geht die Überwachungseinrichtung von einem Ausfallzustand des Batteriemoduls aus.
Unter einer Batteriemodul-Überwachungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der Überwachung zumindest eines physikalischen Parameters dient. Durch diesen physikalischen Parameter sind zumindest zwei verschiedene Betriebszustände eines dieser Batteriemodule erfassbar. Vorzugsweise ist mittels dieses physikalischen Parameters der Versorgungszustand eines dieser Batteriemodule vom
Ausfallzustand unterscheidbar. Vorzugsweise ist die Batteriemodul- Überwachungseinrichtung als elektronische Baugruppe, besonders bevorzugt als anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder speicherprogrammierbare Steuerung ausgebildet. Die Batteriemodul-Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, zumindest ein Schaltelemente einer dieser elektrischen Schalteinrichtungen zu betätigen. Unter einem physikalischen Parameter im Sinne der Erfindung ist eine
Kenngröße bzw. charakteristische Eigenschaft eines der Batteriemodule bzw. einer der Zellen zu verstehen, welche insbesondere einen Rückschluss auf einen Versorgungszustand des Batteriemoduls bzw. der Zelle ermöglicht, und/oder einen Rückschluss auf einen Ausfallzustand des Batteriemoduls bzw. der Zelle möglich, und/oder durch eine Messeinrichtung feststellbar ist, wobei die Messeinrichtung zumindest zeitweise ein Signal zur Verfügung stellen kann, vorzugsweise eine elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom, und/oder von einer Steuereinrichtung, insbesondere der Batteriemodul- Überwachungseinrichtung, verarbeitet werden kann, insbesondere mit einem Zielwert verknüpft werden kann, insbesondere mit einem anderen der erfassten physikalischen Parameter verknüpft werden kann, und/oder
Aufschluss ermöglicht über:
die elektrische Spannung des Batteriemoduls (Modulspannung), den dem Batteriemodul entnommenen elektrischen Strom (Modulstrom), die Integrität des Batteriemoduls, den Ladezustand des Batteriemoduls, eine Temperatur des Batteriemoduls (Modultemperatur), einen Innendruck des Batteriemoduls (Moduldruck), das Vorliegen einer Fremdsubstanz insbesondere aus der Umgebung des Batteriemoduls, ein Vorliegen einer Substanz insbesondere einer der Zellen, insbesondere einen Austritt dieser Substanz, eine Zellspannung, einen Zellstrom, eine
Zelltemperatur, einen Innendruck der Zelle, die Integrität einer der Zellen, das Freiwerden einer Substanz aus der Zelle, und/oder den Ladezustand einer der Zellen, und/oder eine Überführung des Batteriemoduls in einen anderen Betriebszustand nahe legen kann, insbesondere aus dem Versorgungszustand in den Ausfallzustand, • einen Übergang des Batteriemoduls aus dem Versorgungszustand in dessen Ausfallzustand erkennen lässt.
Unter einer elektrischen Verbindungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der elektrischen Verbindung eines oder mehrerer dieser Batteriemodule mit einem oder mehreren dieser Verbraucher dient. Aus der Energieversorgungsvorrichtung kann zumindest zeitweise elektrische Leistung, insbesondere die erste Leistung durch die elektrische Verbindungseinrichtung an den oder die Verbraucher abgegeben werden. Vorzugsweise weist die elektrische Verbindungseinrichtung zumindest zwei elektrische Vorrichtungsanschlüsse unterschiedlicher elektrischer Polarität auf. Vorzugsweise sind die Batteriemodule der Energieversorgungsvorrichtung mit der elektrischen Verbindungseinrichtung mittels der elektrischen
Schalteinrichtung verbindbar. Vorzugsweise sind die Versorgungsanschlüsse mit zumindest einem dieser Verbraucher verbindbar. Unter einer elektrischen Schalteinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere ausgestaltet ist
• zur trennbaren elektrischen Kontaktierung zumindest eines oder
mehrerer dieser Batteriemodule, und/oder
• zur elektrischen Verschaltung der Batteriemodule untereinander in
Reihen- und/oder Parallelschaltung, und/oder
• zur trennbaren elektrischen Verbindung der verschalteten Batteriemodule mit der elektrischen Verbindungseinrichtung, und/oder
• zumindest zeitweise elektrischen Strom zwischen der elektrischen
Verbindungseinrichtung und zumindest einem dieser Batteriemodule zu leiten, und/oder • zur Isolierung zumindest eines dieser Batteriemodule gegenüber den übrigen Batteriemodulen der Energieversorgungsvorrichtung,
insbesondere wenn ein für eines dieser Batteriemodule erfasster physikalischer Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, und/oder
• zur Isolierung zumindest eines dieser Batteriemodule gegenüber der elektrischen Verbindungseinrichtung, insbesondere wenn ein für eines dieser Batteriemodule erfasster physikalischer Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist. Die elektrische Schalteinrichtung weist zumindest ein oder mehrere
Modulanschlusselemente auf. Das Modulanschlusselement ist zur Kontaktierung eines dieser Modulanschlüsse ausgestaltet, vorzugsweise entsprechend einem Stecker oder einer Buchse.
Vorzugsweise weist die elektrische Schalteinrichtung zumindest eine
Stromleiteinrichtung auf, vorzugsweise zwei Stromleiteinrichtungen
unterschiedlicher Polarität. Diese Stromleiteinrichtungen dienen der Leitung elektrischen Stroms zwischen zwei dieser Batteriemodule oder zwischen einem dieser Batteriemodule und der elektrischen Verbindungseinrichtung.
Vorzugsweise ist zumindest eine oder mehrere dieser Stromleiteinrichtungen als insbesondere metallische Stromschiene, Stromband oder Kabel ausgebildet. Vorzugsweise ist zumindest eine dieser Stromleiteinrichtungen lösbar oder stoffschlüssig mit einem dieser Vorrichtungsanschlüsse verbindbar.
Vorzugsweise weist zumindest eine dieser Stromleiteinrichtungen zumindest eines dieser Modulanschlusselemente auf, besonders bevorzugt zumindest eines dieser Modulanschlusselemente je anzuschließendem Batteriemodul.
Vorzugsweise weist die elektrische Schalteinrichtung zumindest ein oder mehrere Schaltelemente auf. Das Schaltelement ist insbesondere ausgestaltet • zur trennbaren elektrischen Verbindung eines dieser Batteriemodule mit einer der Stromleiteinrichtungen, und/oder
• zur trennbaren elektrischen Verbindung einer dieser
Stromleiteinrichtungen mit der elektrischen Verbindungseinrichtung, und/oder
• zur trennbaren elektrischen Verbindung eines dieser
Modulanschlusselemente mit einer dieser Stromleiteinrichtungen.
Vorzugsweise ist das Schaltelement schaltbar zwischen
• eines dieser Batteriemodule und eine dieser Stromleiteinrichtungen, oder · einen dieser Modu!ansch!iisse und eines dieser
Modulanschlusselemente, oder
• eine dieser Stromleiteinrichtungen und diese elektrische
Verbindungseinrichtung, oder
• zumindest mittelbar einen dieser Modulanschlüsse und einen dieser Vorrichtungsanschlüsse derselben Polarität, oder
• eine dieser Stromleiteinrichtungen und einen dieser
Vorrichiungsanschlüsse.
Vorzugsweise ist zumindest eines dieser Schaltelemente in eines dieser Modulanschlusselemente integriert. Vorzugsweise ist eines oder mehrere dieser Schaltelemente als steuerbarer Schalter, Schütz, Relais oder Thyristor ausgebildet. Vorzugsweise weist die elektrische Schalteinrichtung eine
Verpolschutzeinrichtung auf. Dieser Verpolschutzeinrichtung wirkt einer falschen Verpolung beim Kontaktieren eines dieser Batteriemodule entgegen. Vorzugsweise verhindert die Verpolschutzeinrichtung ein Kontaktieren eines dieser Batteriemodule, indem zumindest einer dieser Modulanschlüsse erster Polarität nicht mit einem dieser Modulanschlusselemente zweiter Polarität verbunden werden kann. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Verpolschutzeinrichtung mit einer ersten Anformung an einem dieser Modulanschlusselemente und mit einer zweiten Anformung an einem dieser Modulanschlüsse ausgebildet, wobei dieses Modulanschlusselement und dieser Modulanschluss dieselbe Polarität aufweisen. Gemäß einer zweiten
bevorzugten Ausführungsform ist die Verpolschutzeinrichtung mit einem
Vorsprung und einer an diesen Vorsprung angepassten Ausnehmung
ausgebildet. Vorzugsweise ist der Vorsprung Teil der elektrischen
Schalteinrichtung und die Ausnehmung Teil des Batteriemoduls oder umgekehrt. Der Vorsprung und die Ausnehmung sind so angeordnet, dass der Vorsprung nur bei korrekter Polung des Batteriemoduls in die Ausnehmung passt.
Ansonsten verhindert der Vorsprung eine mechanische Verbindung von
Modulanschlusselement und Modulanschluss. Eine erste bevorzugte Weiterbildung der elektrischen Schalteinrichtung dient der Verbindung parallel geschalteter Batteriemodule mit der elektrischen
Verbindungseinrichtung. Diese elektrische Schalteinrichtung weist zumindest eine oder zwei dieser Stromleiteinrichtungen auf. Zumindest eine oder zwei dieser Stromleiteinrichtungen sind vorzugsweise als Stromschiene ausgebildet. Die Stromleiteinrichtung weist für jedes anzuschließende Batteriemodul je eines dieser Modulanschlusselemente auf. Vorzugsweise ist einer dieser
Vorrichtungsanschlüsse mit dieser Stromleiteinrichtung mechanisch verbunden, vorzugsweise verschraubt, vernietet, verschweißt oder einstückig ausgebildet. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die mechanische Stabilität der elektrischen Schalteinrichtung erhöht ist. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Verschaltung zumindest zwei dieser Batteriemodule vereinfacht ist. Eine zweite bevorzugte Weiterbildung der elektrischen Schalteinrichtung dient der Verbindung in Reihe geschalteter Batteriemodule mit der elektrischen Verbindungseinrichtung. Die elektrische Schalteinrichtung weist zumindest eine dieser Stromleiteinrichtungen auf. Die Strom leitein richtung ist vorzugsweise als Stromschiene ausgebildet. Die Stromleiteinrichtung weist zumindest eines dieser Modulanschlusselemente auf. Weiter weist diese Stromleiteinrichtung ein zweites dieser Modulanschlusselemente auf oder die Stromleiteinrichtung ist mit einem dieser Vorrichtungsanschlüsse zumindest mittelbar elektrisch verbunden. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die mechanische Stabilität der elektrischen Schalteinrichtung erhöht ist. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Verschaltung zumindest zwei dieser Batteriemodule vereinfacht ist.
Gemäß einer dritten bevorzugten Weiterbildung der elektrischen
Schalteinrichtung ist zumindest eines dieser Batteriemodule, insbesondere einer dieser Modulanschlüsse über eines dieser Schaltelemente mit einem dieser Moduianschlusselemente verbunden. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass dieses Batteriemodul gegenüber den anderen Batteriemodulen und/oder gegenüber der elektrischen Verbindungseinrichtung isolierbar ist, insbesondere bei einem Defekt des Batteriemoduls oder wenn dieser
wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist. Vorteilhaft ist diese Weiterbildung mit einer der ersten oder zweiten Weiterbildungen kombinierbar.
Unter einer Überbrückungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine
Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere dazu dient, ein isoliertes
Batteriemodul insbesondere einer Reihenschaltung mehrerer Batteriemodule zu überbrücken, insbesondere, wenn dieser wenigstens eine für jedes
Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, insbesondere wenn das isolierte Batteriemodul seinen
Ausfallzustand angenommen hat. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die
Überbrückungseinrichtung zwischen die zwei Modulanschlüsse
unterschiedlicher Polarität des insbesondere isolierten Batteriemoduls geschaltet. Diese Überbrückungseinrichtung ist ausgestaltet, diese
Modulanschlüsse kurzzuschließen. Dazu weist die Überbrückungseinrichtung zumindest einen steuerbaren Schalter auf. Vorzugsweise weist
Überbrückungseinrichtung einen Entladewiderstand auf, über welchen das Batteriemodul im isolierten Zustand zumindest teilweise entladen werden kann. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass zeitgleich mit der Überbrückung ein Strompfad zum Entladen des isolierten Batteriemoduls gebildet ist.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die
Überbrückungseinrichtung zwischen zwei dieser Modulanschlusselemente unterschiedlicher Polarität für dasselbe Batteriemodul geschaltet. Diese Überbrückungseinrichtung ist ausgestaltet, diese Modulanschiusselemente kurzzuschließen. Dazu weist die Überbrückungseinrichtung zumindest einen steuerbaren Schalter auf. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Energie im isolierten Batteriemodul erhalten bleibt, wenn zumindest einer der Modulanschlüsse gegenüber den verschalteten Zellen elektrisch isoliert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Energieversorgungsvorrichtung eine Messeinrichtung auf. Die Messeinrichtung ist insbesondere ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere dieser
physikalischen Parameter zu erfassen. Die Messeinrichtung ist insbesondere ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere Messwerte bereitzustellen, wobei dieser zumindest eine Messwert repräsentativ für den erfassten physikalischen Parameter ist. Vorzugsweise ist zumindest einer oder mehrere dieser
Messwerte als eine vorbestimmte elektrische Spannung oder als ein
vorbestimmter elektrischer Strom bereitstellbar. Die Messeinrichtung weist zumindest einen, vorzugsweise mehrere Messfühler für insbesondere verschiedene dieser physikalischen Parameter auf.
Vorzugsweise weist die Messeinrichtung mehrere dieser Messfühler auf, welche verschiedenen dieser Batteriemodule zugeordnet sind, besonders bevorzugt zur Erfassung eines dieser physikalischen Parameter zu einem dieser
Batteriemodule oder zumindest einer von deren Zellen. Vorzugsweise ist die Messeinrichtung, insbesondere zumindest einer ihrer Messfühler, ausgestaltet, ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas festzustellen.
Vorzugsweise weist die Messeinrichtung einen Fühlerumschalter auf, welcher mit mehreren dieser Messfühler signalverbunden ist und welcher dazu ausgestaltet ist, diese Messfühler insbesondere nacheinander anzusteuern und/oder abzufragen.
Vorzugsweise weist die Messeinrichtung zumindest einen oder meherer
Messfühleranschlüsse auf, welche der Kontaktierung der verschiedenen
Messfühler dienen. Besonders bevorzugt sind mehrere dieser
Messfühleranschlüsse zu einem Vielpolanschluss vereint.
Vorzugsweise sind die erfassten Messwerte in einem Datenspeicher
abspeicherbar, besonders bevorzugt jeweils mit einem Wert welcher
repräsentativ für den Zeitpunkt der Erfassung des zugehörigen Messwertes ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass aus diesen Messwerten Erkenntnisse über den Betriebszustand des jeweiligen Batteriemoduls gewonnen werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Energieversorgungsvorrichtung eine Modulaufnahmeeinrichtung auf. Die Modulaufnahmeeinrichtung ist insbesondere ausgestaltet, zumindest eines oder mehrere dieser Batteriemodule insbesondere auswechselbar aufzunehmen, vorzugsweise sämtliche dieser Batteriemodule insbesondere auswechselbar aufzunehmen. Vorzugsweise ist diese elektrische Schalteinrichtung
insbesondere zur Kontaktierung der Batteriemodule von der
Modulaufnahmeeinrichtung gehalten. Wenn ein Batteriemodul von der
Modulaufnahmeeinrichtung aufgenommen und mittels der elektrischen
Schalteinrichtung kontaktiert ist, insbesondere mittels mehrerer dieser
Modulanschlusselemente, dann ist der Austausch von Signalen und/oder von elektrischer Leistung bzw. elektrischer Energie mit diesem Batteriemodul möglich. Vorzugsweise weist die elektrische Schalteinrichtung, insbesondere deren Stromschienen, je Batteriemodul zwei Modulanschlusselemente für den Austausch von elektrischer Leistung bzw. elektrischer Energie mit diesem Batteriemodul auf. Vorzugsweise sind zumindest einige dieser
Modulanschlusselemente miteinander elektrisch derart verbunden, sodass die von der Modulaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Batteriemodule
miteinander in Reihe und/oder parallel verschaltet sind. Vorzugsweise weist die Modulaufnahmeeinrichtung zumindest zwei oder mehrere Fächer für diese Batteriemodule auf. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Gruppierung mehrerer dieser Batteriemodule vereinfacht ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung ist die
Modulaufnahmeeinrichtung als Regal mit zumindest zwei oder mehreren
Fächern für zumindest zwei oder mehrere dieser Batteriemodule ausgebildet, insbesondere mit übereinander angeordneten Fächern. Vorzugsweise weisen diese Fächer ausziehbare Stützflächen je für zumindest eines dieser
Batteriemodule auf. Besonders bevorzugt sind diese Fächer entsprechend Schubladen ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Batteriemodule zum Wechsel leichter zugänglich sind.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung ist die
Modulaufnahmeeinrichtung entsprechend einem Schaltschrank mit
insbesondere übereinander angeordneten Fächern für mehrere dieser Batteriemodule ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die elektrische Schalteinrichtung gegen unbefugten Zugriff gesichert sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Energieversorgungsvorrichtung zumindest eine oder mehrere
Wärmeschutzeinrichtungen auf. Die zumindest eine Wärmeschutzeinrichtung ist ausgestaltet, einen Wärmestrom zwischen zwei insbesondere benachbarten dieser Batteriemodule zu begrenzen. Vorzugsweise ist die zumindest eine Wärmeschutzeinrichtung plattenförmig oder mattenörmig ausgebildet.
Vorzugsweise weist die Wärmeschutzeinrichtung einen expandierbaren Stoff auf, besonders bevorzugt Palstop®, welcher ausgestaltet ist, dass dessen spezifisches Volumen [cm3/g] ab einer Mindesttemperatur der
Wärmeschutzeinrichtung zunimmt, wobei die Wärmeleitfähigkeit der
Wärmeschutzeinrichtung abnimmt. Vorzugsweise weist die
Wärmeschutzeinrichtung ein Gelmittel auf, besonders bevorzugt Firesorb®, welches dazu dient, insbesondere mit Wasser ein Gel auf einer Oberfläche der Wärmeschutzeinrichtung zu bilden. Das Gel dient der dem Schutz der
Wärmeschutzeinrichtung insbesondere bei einem Brand in der Umgebung der Wärmeschutzeinrichtung und/oder eines der insbesondere benachbarten
Batteriemodule. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Schutz eines zu dieser Wärmeschutzeinrichtung benachbarten dieser
Batteriemodule bei einem Brand verbessert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Überwachungseinrichtung ausgestaltet, zumindest eine oder mehrere dieser elektrischen
Schalteinrichtungen zu betätigen, vorzugsweise zur Betätigung zumindest eines oder mehrerer dieser Schaltelemente. Weiter ist die Überwachungseinrichtung ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere dieser Messwerte zu empfangen. Die Überwachungseinrichtung ist insbesondere ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere dieser Messwerte mit einem anderen dieser Messwerte, mit einem Vergleichswert oder einem Vergleichsintervall zu verknüpfen und zumindest ein Verknüpfungsergebnis oder einen logischen Wert bereitzustellen. Verknüpfungsergebnis und logischer Wert dienen insbesondere dazu,
Aufschluss über einen Betriebszustand zumindest eines dieser Batteriemodule zu geben. Die Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, zu erkennen, ob ein erfasster dieser physikalischen Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, vorzugsweise als Folge der Verknüpfung des zugehörigen Messwertes mit einem Vergleichswert oder einem Vergleichsintervall. Die Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, mehrere erfasste dieser esswerte miteinander zu verknüpfen. Die Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, insbesondere abhängig von zumindest einem oder mehreren dieser Messwerte oder einem dieser Verknüpfungsergebnisse auf den Ausfallzustand zu schließen. Die Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, zumindest eine oder mehrere dieser Überbrückungseinrichtungen zu betätigen, insbesondere wenn ein erfasster dieser physikalischen Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist. Vorzugsweise ist die
Überwachungseinrichtung ausgestaltet, von dem Ausfallzustand auszugehen, wenn dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist.
Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung mit einem Datenspeicher signalverbunden, wobei in diesem Datenspeicher Vergleichswerte,
Vergleichsintervalle und/oder vorgegebene Bereiche für physikalische
Parameter abspeicherbar sind. Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung ausgestaltet, Messwerte und Ergebnisse von Verknüpfungen in diesem
Datenspeicher abzuspeichern. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Überwachungseinrichtung zur Feststellung des Ausfallzustands in der Lage ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Energieversorgungsvorrichtung zumindest einen insbesondere bidirektionalen Spannungswandler auf. Dieser Spannungswandler ist zwischen zumindest eines dieser Batteriemodule und die elektrische Verbindungseinrichtung geschaltet. Vorzugsweise ist dieser Spannungswandler zwischen zwei dieser Stromleiteinrichtungen unterschiedlicher Polarität und diese elektrische
Verbindungseinrichtung geschaltet. Dieser Spannungswandler ist ausgestaltet, zumindest zeitweise eine vorbestimmte Gleichspannung oder eine vorbestimmte Wechselspannung bereitzustellen, insbesondere zur Versorgung der
Verbraucher. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass wenn die Summenspannung der in Reihe geschalteten Batteriemodule der ersten Anzahl nicht der Nennspannung der von der Energieversorgungsvorrichtung versorgten Verbrauchers entspricht, die Energieversorgungsvorrichtung nach Wandlung der Summenspannung mittels des Spannungswandlers zur Bereitstellung der Nennspannung in der Lage ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass wenn eines der Batteriemodule einer Reihenschaltung von
Batteriemodulen insbesondere der ersten Anzahl isoliert und überbrückt ist, die Energieversorgungsvorrichtung nach Wandlung der Summenspannung dieser Batteriemodule mittels des Spannungswandlers zur Bereitstellung der
Nennspannung in der Lage ist.
Gemäß einer bevorzugten ersten Weiterbildung ist der Spannungswandler als Wechselrichter ausgestaltet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass wenn die von der Energieversorgungsvorrichtung versorgten Verbrauchers eine Wechselspannung erfordern, die Energieversorgungsvorrichtung zur Bereitstellung der erforderlichen Wechselspannung in der Lage ist.
Gemäß einer bevorzugten zweiten Weiterbildung ist der Spannungswandler ausgestaltet, zumindest zeitweise eine vorbestimmte Ladespannung und/oder einen vorbestimmten Ladestrom bereitzustellen, insbesondere zum Laden zumindest eines dieser Batteriemodule. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass den Batteriemodulen elektrische Energie bzw. Leistung zum Laden über die elektrische Verbindungseinrichtung und den Spannungswandler zugeführt werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den weiteren Vorteil, dass die elektrische Spannung der zugeführten elektrischen Energie bzw. Leistung mittels des Spannungswandlers in die erforderliche Ladespannung gewandelt werden kann. Vorteilhaft ist die zweite Weiterbildung der ersten Weiterbildung kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugten dritten Weiterbildung ist der Spannungswandler als Gleichrichter ausgestaltet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass eine zugeführte Wechselspannung mittels des Spannungswandlers in eine vorbestimmte Gleichspannung zum Laden der elektrochemischen Zellen der Batteriemodule gewandelt werden. Vorteilhaft ist die dritte Weiterbildung mit der ersten oder zweiten Weiterbildung kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Energieversorgungsvorrichtung mindestens eine Löscheinrichtung auf. Diese Löscheinrichtung dient insbesondere dazu, einem Brand zumindest eines dieser Batteriemodule zu begegnen. Die zumindest eine Löscheinrichtung ist ausgestaltet, zumindest zeitweise ein Löschmittel insbesondere an eines dieser Batteriemodule abzugeben, insbesondere wenn die Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodu! erfasste
physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, vorzugsweise wenn die Messeinrichtung ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas feststellt. Vorzugsweise weist das Löschmittel ein inertes Fluid auf, besonders bevorzugt Wasser, Kohlendioxid, Stickstoff. Vorzugsweise weist das Löschmittel einen Schaum und/oder ein Pulver auf. Vorzugsweise weist das Löschmittel einen Gelbildner, besonders bevorzugt Firesorb® auf. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass einem Brand zumindest eines dieser Batteriemodule begegnet werden kann.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung weist die Löscheinrichtung einen Löschmittelspeicher auf. Der Löschmittelspeicher dient insbesondere dazu, das Löschmittel zu bevorraten und bei Bedarf, insbesondere nach
Freigabe durch die Überwachungseinrichtung abzugeben. Vorzugsweise steht das Löschmittel im Löschmittelspeicher zumindest zeitweise unter Überdruck. So kann das Löschmittel nach Öffnen des Löschmittelspeichers infolge des Überdrucks entweichen. Damit geht der Vorteil einher, dass auf eine Pumpe zur Förderung des Löschmittels verzichtet werden kann.
Weiter weist die Löscheinrichtung zumindest einen Löschmittelkanal auf. Der Löschmittelkanal dient der Zuführung des Löschmittels zu zumindest einem dieser Batteriemodule insbesondere aus dem Löschmittelspeicher.
Vorzugsweise weist die Löscheinrichtung je Löschmittelkanal zumindest ein steuerbares Löschmittelventil auf. Vorzugsweise ist das Löschmittelventil durch die Überwachungseinrichtung steuerbar. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Löschmittel gezielt an ein insbesondere ausgefallenes Batteriemodul abgegeben werden kann.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung ist dieses Löschmittelventil durch einen Thermoschalter steuerbar. Mittels des Thermoschalters kann das Löschmittelventil selbst bei Ausfall der Überwachungseinrichtung infolge erhöhter Umgebungstemperatur geöffnet werden. Diese bevorzugte
Weiterbildung bietet den Vorteil erhöhter Sicherheit. Diese Weiterbildung ist mit der ersten Weiterbildung kombinierbar.
Gemäß einer dritten bevorzugten Weiterbildung weisen zumindest einer oder mehrere dieser Löschmittelkanäle zumindest einen oder mehrere verschließbare Lösch mitteldurchlässe auf. Diese Löschmitteldurchlässe sind ausgestaltet, dem Löschmittel Zugang zu einem dieser Batteriemodule zu gewähren.
Vorzugsweise öffnet sich einer oder mehrerer dieser Löschmitteldurchlässe zu einem dieser Batteriemodule. Vorzugsweise sind diese Löschmitteldurchlässe durch je eines dieser steuerbaren Löschmittelventile verschlossen.
Vorzugsweise sind diese Löschmitteldurchlässe durch je einen Körper verschlossen, welcher mit steigender Temperatur versagt und diesen
Löschmitteldurchlass freigibt,. Besonders bevorzugt ist dieser
Löschmitteldurchlass entsprechend einem Sprinklerkopf einer Sprinkleranlage mit einer Glasampulle oder Polymerstab ausgebildet, wobei die Glasampulle bzw. der Polymerstab oberhalb einer vorbestimmten Temperatur versagt und diesen Löschmitteldurchlass freigibt. Diese Weiterbildung ist mit einer der ersten oder zweiten Weiterbildung vorteilhaft kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Energieversorgungsvorrichtung eine Absaugeinrichtung insbesondere für ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas auf. Diese Absaugeinrichtung ist mit zumindest einem oder mehreren dieser Batteriemodule verbunden.
Vorzugsweise weist die Absaugeinrichtung zumindest einen oder mehrere Absaugkanäle zur Führung eines Fluids auf. Besonders bevorzugt weist die Absaugeinrichtung einen zentralen Absaugkanal auf, in welchen mehrere Absaugkanalabschnitte münden, wobei diese Absaugkanalabschnitte mit verschiedenen dieser Batteriemodule verbunden sind. Vorzugsweise weist diese Absaugeinrichtung eine Fluidfördereinrichtung für ein Fluid, besonders bevorzugt eine Pumpe auf. Vorzugsweise weist die Absaugeinrichtung eine Fluidreinigungseinrichtung auf, welcher vorzugsweise das abgesaugte Fluid vor dessen Eintritt in die Fluidfördereinrichtung reinigt. Diese
Fluidreinigungseinrichtung ist ausgestaltet, das abgesaugte Fluid zu reinigen, bevor dieses abgesaugte Fluid in die Umgebung austritt. Dazu weist die
Fluidreinigungseinrichtung zumindest einen Filter und/oder Luftwäscher auf. Die Absaugeinrichtung ist durch die Überwachungseinrichtung aktivierbar, insbesondere wenn die Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, vorzugsweise wenn die
Messeinrichtung ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas feststellt.
Vorzugsweise ist die Absaugeinrichtung durch einen dieser Thermoschalter aktivierbar. Vorzugsweise wird die Absaugeinrichtung erst mit einer
vorbestimmten Zeitverzögerung nach der Löscheinrichtung aktiviert. So ist die Einwirkzeit des Löschmittels steuerbar. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil erhöhter Sicherheit, insbesondere für die Umgebung der
Energieversorgungsvorrichtung. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Energieversorgungsvorrichtung eine Kommunikationseinrichtung auf. Diese Kommunikationseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere dieser physikalischen Parameter mitzuteilen, insbesondere bei Bedarf, insbesondere periodisch, insbesondere bei Vorliegen des Ausfallzustandes. Diese Kommunikationseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere dieser physikalischen Parameter, zumindest mittelbar an eine insbesondere übergeordnete Steuereinrichtung, insbesondere auf Anforderung durch diese Steuereinrichtung. Vorzugsweise ist diese
Kommunikationseinrichtung ausgestaltet, mitzuteilen bzw. zu übermitteln, dass wenigstens eine dieser erfassten physikalischen Parameter außerhalb eines zugehörigen vorgegebenen Bereiches ist. Vorzugsweise ist diese
Kommunikationseinrichtung ausgestaltet als Piepser, lichtemittierende Diode, serielle Schnittstelle, Ethernet-Schnittstelle, Infrarotschnittstelle, GPS- Einrichtung, GSM-Baugruppe, Nahfunkeinrichtung oder Transponder.
Vorzugsweise weist die Kommunikationseinrichtung eine Datenschnittstelle, eine Antenne, ein Leuchtmittel oder einen Lautsprecher auf. Vorzugsweise ist diese Kommunikationseinrichtung durch die Überwachungseinrichtung aktivierbar. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass zumindest ein physikalischer Parameter und/oder ein Betriebszustand in der Ferne
insbesondere einem Betreiber der Energieversorgungsvorrichtung bekannt werden können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist diese Kommunikationseinrichtung ausgestaltet, zumindest zeitweise, insbesondere periodisch ein vorbestimmtes erstes Signal zu senden, welches auf eine einwandfreie Funktion der
Energieversorgungsvorrichtung hinweist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Ausbleiben dieses ersten Signals als Warnung interpretiert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Energieversorgungsvorrichtung eine Hilfsenergieversorgungseinrichtung. Die Hilfsenergie- versorgungseinrichtung ist ausgestaltet, Energie aufzunehmen, insbesondere aus zumindest einem dieser Batteriemodule, und diese Energie abzuspeichern. Die Hilfsenergieversorgungseinrichtung ist ausgestaltet, Energie abzugeben, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, insbesondere wenn eine mindeste Versorgungsspannung zur Versorgung der Überwachungseinrichtung
unterschritten ist. Die Hilfsenergieversorgungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest zeitweise zumindest diese Überwachungseinrichtung, diese
Messeinrichtung, diese Löscheinrichtung und/oder diese Kommunikationseinrichtung mit elektrischer Energie zu versorgen, vorzugsweise wenn wenigstens eines dieser Batteriemodule ausfällt. Vorzugsweise versorgt die Hilfsenergieversorgungseinrichtung zeitweise die Überwachungseinrichtung, die Messeinrichtung, die Löscheinrichtung und besonders bevorzugt die
Kommunikationseinrichtung. Vorzugsweise ist diese Hilfsenergie- versorgungseinrichtung zwischen die Überwachungseinrichtung und zumindest eines dieser Batteriemodule geschaltet, besonders bevorzugt zwischen die Überwachungseinrichtung und die verschalteten Batteriemodule. Vorzugsweise wirkt die Hilfsenergieversorgungseinrichtung entsprechend einer
unterbrechungsfreien Stromversorgung. Besonders bevorzugt erfolgt die
Versorgung der Überwachungseinrichtung mit Energie ausschließlich über die zwischengeschaltete Hilfsenergieversorgungseinrichtung. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung verbessert ist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die
Hilfsenergieversorgungseinrichtung als kapazitiver Energiespeicher und/oder als elektrochemischer Energiespeicher ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Integration der Hilfsenergieversorgungseinrichtung in die Energieversorgungsvorrichtung mit geringem Aufwand möglich ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Austausch von elektrischer Energie mit dieser Hilfsenergieversorgungseinrichtung möglich ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Energieversorgungsvorrichtung zumindest eine Temperiereinrichtung auf. Diese
Temperiereinrichtung ist ausgestaltet, zumindest zeitweise Wärmeenergie aus zumindest einem dieser Batteriemodule abzuführen, insbesondere wenn eine Maximaltemperatur eines dieser Batteriemoduls überschritten ist. Die
Temperiereinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, zumindest einem oder mehreren dieser Batteriemodule Wärmeenergie zuzuführen, insbesondere wenn eine Mindesttemperatur eines dieser Batteriemoduls unterschritten ist.
Vorzugsweise ist die Temperiereinrichtung ausgestaltet, diesem Batteriemodul zumindest zeitweise ein Temperierfluid zuzuführen, insbesondere zum
Austausch von Wärmeenergie mit diesem Batteriemodul. Vorzugsweise weist die Temperiereinrichtung zumindest einen oder mehrere Temperierfluidkanäle auf.
Vorzugsweise weist die Temperiereinrichtung einen Wärmetauscher auf, welche ausgestaltet ist, Wärmeenergie mit dem Temperierfluid auszutauschen, welcher vorzugsweise ausgestaltet ist, Wärmeenergie mit der Umgebung der
Energieversorgungsvorrichtung auszutauschen, insbesondere Wärmeenergie an die Umgebung abzugeben.
Vorzugsweise weist die Temperiereinrichtung einer Fluidfördereinrichtung für das Temperierfluid auf, insbesondere eine Pumpe. Mittels dieser
Fluidfördereinrichtung ist das Temperierfluid durch den zumindest einen
Temperierfluidkanal förderbar. Besonders bevorzugt ist die
Fluidfördereinrichtung zumindest zeitweise aus zumindest einem dieser
Batteriemodule mit Energie versorgt. Vorzugsweise weist der Temperierfluidkanal zumindest einen
Fluidkanalabschnitt auf, welcher sich innerhalb, insbesondere durch zumindest eines dieser Batteriemodule erstreckt. Vorzugsweise berührt der
Fluidkanalabschnitt zumindest eine der Zellen des Batteriemoduls wärmeleitend. Dieser Fluidkanalabschnitt weist ein erstes Ende für den Eintritt des Temperierfluids und gegenüberliegend ein zweites Ende für den Austritt des Temperierfluids auf. Vorzugsweise weist der Fluidkanalabschnitt
Schnellkupplungen auf, welche einen Wechsel des Batteriemoduls erleichtern, welche eine Trennung des Fluidkanalabschnitts vom Temperierfluidkanal erleichtern. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die
Temperatur zumindest eines dieser Batteriemodule beeinflusst werden kann, insbesondere damit die Temperatur dieses Batteriemoduls innerhalb eines zulässigen Temperaturintervalls gehalten werden kann.
Gemäß einer bevorzugten ersten Weiterbildung weist der Temperierfluidkanal, zumindest einen Temperierfluiddurchlass auf. Dieser Temperierfluiddurchlass dient insbesondere dazu, dem Temperierfluid einen Austritt aus dem
Temperierfluidkanal zu ermöglichen, insbesondere wenn die
Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, vorzugsweise wenn die Temperatur eines dieser Batteriemodule die Maximaltemperatur überschreitet, vorzugsweise bei einem Brand in der Umgebung des Batteriemoduls. Vorzugsweise ermöglicht der
Temperierfluiddurchlass den Austritt des Temperierfluids in eines dieser
Batteriemodule. Vorzugsweise kann der Temperierfluiddurchlass mittels eines steuerbaren Ventils geöffnet werden. Besonders bevorzugt wird dieses Ventil von der Überwachungseinrichtung und/oder mittels eines Thermoschalters betätigt. Vorzugsweise sind dieser Temperierfluiddurchlass durch einen Körper verschlossen, welcher mit steigender Temperatur versagt und diesen
Temperierfluiddurchlass freigibt. Besonders bevorzugt ist dieser
Temperierfluiddurchlass entsprechend einem Sprinklerkopf einer Sprinkleranlage mit einer Glasampulle oder Polymerstab ausgebildet, wobei die Glasampulle bzw. der Polymerstab oberhalb einer vorbestimmten Temperatur versagt und diesen Temperierfluiddurchlass freigibt. Vorzugsweise weist das Temperierfluid Wasser und einen Gelbildner, besonders bevorzugt Firesorb® auf. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil erhöhter Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung. Gemäß einer bevorzugten zweiten Weiterbildung ist die Temperiereinrichtung zumindest abschnittweise einstückig mit der Löscheinrichtung ausgebildet. Vorzugsweise dient das Löschmittel gleichzeitig als Temperierfluid.
Vorzugsweise dient zumindest einer dieser Temperierfluidkänale zumindest abschnittweise auch als Löschmittelkanal. Vorzugsweise zumindest einer dieser Temperierfluidkänale zumindest abschnittweise einstückig mit einem dieser Löschmittelkanäle ausgebildet. Vorzugsweise ist der Temperierfluiddurchlass innerhalb eines dieser Batteriemodule angeordnet. Diese bevorzugte
Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der apparative Aufwand zum Löschen und zum Temperieren verringert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung ist mit der bevorzugten ersten Weiterbildung kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugenden Ausgestaltung weist zumindest eines oder mehrere dieser Batteriemodule eine Moduleinhausung auf. Die
Moduleinhausung dient insbesondere zur Begrenzung zumindest einer oder mehrerer dieser Zellen dieses Batteriemoduls gegenüber der Umgebung. Die Moduleinhausung dient insbesondere zur Aufnahme zumindest einer oder mehrerer dieser Zellen. Die Moduleinhausung ist ausgestaltet, einem
unkontrollierten Austritt einer Substanz aus diesem Batteriemodul in die
Umgebung zu begegnen. Vorzugsweise ist die Moduleinhausung ausgestaltet, einem unkontrollierten Austritt eines Oxidationsprodukts und/oder eines
Rauchgases zu begegnen. Die Moduleinhausung ist vorzugsweise ausgestaltet, einem Eintritt einer unerwünschten Substanz in das Batteriemodul zu begegnen.
Vorzugsweise ist die Moduleinhausung als zweiteiliges, insbesondere
metallisches Gehäuse mit einem Modulkasten und einem Moduldecke! ausgebildet. Besonders bevorzugt sind Moduldeckel und Modulkasten lösbar miteinander verbunden, insbesondere mittels Schrauben, wobei insbesondere eine Dichtung zwischen Moduldeckel und Modulkasten angeordnet bzw. gelegt werden kann. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass einem unerwünschten Austausch von Substanzen zwischen der Umgebung und diesem Batteriemodul begegnet ist. Gemäß einer bevorzugten ersten Weiterbildung ist zumindest einer dieser Messfühler von dieser Moduleinhausung aufgenommen und vorzugsweise auch am Modulkasten befestigt. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass einer unerwünschten Verlagerung des Messfühlers begegnet ist.
Vorzugsweise ist ein Messfühleranschluss zu diesem Messfühler am
Modulkasten befestigt und von außerhalb der Moduleinhausung zugänglich. Besonders bevorzugt sind mehrere Messfühleranschlüsse desselben
Batteriemoduls zu einem Vielpolanschluss vereint, wobei insbesondere dieser Vielpolanschluss an einer Wandung des Modulkastens angeordnet ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil einer vereinfachten Kontaktierung insbesondere mehrerer dieser Messfühler.
Gemäß einer bevorzugten zweiten Weiterbildung ist zumindest einer dieser Löschmittelkanäle mit dieser Moduleinhausung verbunden, insbesondere über zumindest eine Schnellkupplung am Modulkasten. Vorzugsweise erstreckt sich dieser LöschmittelkanaJ auch innerhalb der Moduleinhausung. Besonders bevorzugt öffnet sich dieser Löschmittelkanal in zumindest einen dieser
Löschmitteldurchlässe der Moduleinhausung. So kann dem Batteriemodul ein Löschmittel zugeführt werden, insbesondere wenn diese
Überwachungseinrichtung erkennt, dass der wenigstens eine für jedes
Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, vorzugsweise wenn die Messeinrichtung ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas feststellt. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung erhöht ist. Diese Weiterbildung ist vorteilhaft mit der ersten Weiterbildung kombinierbar. Gemäß einer bevorzugten dritten Weiterbildung erstreckt sich zumindest einer dieser Fluidkanalabschnitte innerhalb bzw. durch die Moduleinhausung.
Besonders bevorzugt sind Schnellkupplungen zum Fluidkanalabschnitt am Modulkasten angeordnet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass dem Batteriemodul Wärmeenergie zugeführt oder entzogen werden kann. Diese Weiterbildung vorteilhaft mit einer der ersten oder zweiten Weiterbildungen kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugten vierten Weiterbildung ist zumindest einer dieser Temperierfluiddurchlässe innerhalb der Moduleinhausung angeordnet.
Vorzugsweise weist das Temperierfluid Wasser und/oder einen Gelbildner, besonders bevorzugt Firesorb® auf. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Temperierfluid auch einem Brand entgegenwirken kann, wodurch die Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung erhöht ist. Diese Weiterbildung ist vorteilhaft mit zumindest einer der ersten, zweiten oder dritten Weiterbildungen kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugten fünften Weiterbildung sind dieser Löschmittelkanal und dieser Temperierfluidkanal zumindest abschnittsweise einstückig
ausgebildet. Vorzugsweise dient das Temperierfluid auch als Löschmittel. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil eines verringerten Aufwands zur Fertigung des Batteriemoduls. Diese Weiterbildung ist vorteilhaft mit zumindest einer der ersten, zweiten, dritten oder vierten Weiterbildungen kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugten sechsten Weiterbildung sind zwei dieser
Modulanschlüsse unterschiedlicher Polarität an einer Mantelfläche bzw.
Wandung der Moduleinhausung angeordnet zur Verbindung mit je einem dieser Modulanschlusselemente. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Kontaktierung des Batteriemoduls insbesondere bei dessen Wechsel vereinfacht ist. Diese Weiterbildung ist vorteilhaft mit zumindest einer der ersten, zweiten, dritten, vierten oder fünften Weiterbildungen kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugten siebten Weiterbildung ist zumindest ein steuerbarer Leistungsschalter zwischen die Zellen dieses Batteriemoduls und einen dieser Modulanschlüsse geschaltet. Besonders bevorzugt ist dieser Leistungsschalter durch die Überwachungseinrichtung steuerbar. Vorzugsweise ist dieser Leistungsschalter Teil der elektrischen Schalteinrichtung und ist besonders bevorzugt einstückig mit einem dieser Schaltelemente der elektrischen
Schalteinrichtung ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die elektrische Isolierung des Batteriemoduls vereinfacht ist. Diese Weiterbildung ist vorteilhaft mit zumindest einer der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften oder sechsten Weiterbildungen kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugten achten Weiterbildung ist der Entladewiderstand der Überbrückungseinrichtung wärmeleitendend mit dem Modulkasten und/oder einem der Temperierfluidkanäle verbunden, insbesondere innerhalb des
Modulkastens. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Moduleinhausung bzw. der Temperierfluidkanal als Wärmesenke für diesen Entladewiderstand dienen kann. Diese Weiterbildung ist vorteilhaft mit zumindest einer der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten oder siebten Weiterbildungen kombinierbar. Gemäß einer bevorzugten neunten Weiterbildung weist die Moduleinhausung eine Druckentlastungseinrichtung mit einer Öffnung in einer Wandung der Moduleinhausung und mit einem selbstschließenden Auslassventil in dieser Öffnung auf. Vorzugsweise ist die Druckentlastungseinrichtung bzw. deren Öffnung mit der Absaugeinrichtung verbunden, insbesondere mit einem dieser Absaugkanäle. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass ein Überdruck in der Moduleinhausung abgebaut werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Fluid kanalisiert abgesaugt werden kann. Diese Weiterbildung ist vorteilhaft mit zumindest einer der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten oder achten Weiterbildungen kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugten zehnten Weiterbildung weist zumindest eines oder mehrerer dieser Batteriemodule eine Zellverschaltungseinrichtung auf. Diese Zellverschaltungseinrichtung ist zur Verschaltung der Zellen des Batteriemoduls ausgestaltet. Vorzugsweise ist die Zellverschaltungseinrichtung als Anordnung von elektrischen Kontakten und elektrischen Leitern ausgestaltet, insbesondere auf einem Anordnungsträger. Die elektrischen Kontakte sind zur Kontaktierung der Zellpole ausgestaltet, insbesondere als Klemmen. Die elektrischen Leiter sind zur elektrischen Verbindung der elektrischen Kontakte in Reihenschaltung oder Parallelschaltung der Zellen des Batteriemoduls angeordnet. Diese
Weiterbildung ist vorteilhaft mit zumindest einer der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten oder neunten Weiterbildungen kombinierbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann die
Energieversorgungsvorrichtung zumindest zeitweise eine erste Leistung von mindestens 1 kW abgeben, vorzugsweise mindestens 10 kW, weiter bevorzugt mindestens 20 kW, weiter bevorzugt mindestens 50 kW, weiter bevorzugt mindestens 100 kW, weiter bevorzugt mindestens 200 kW, weiter bevorzugt mindestens 500 kW, vorzugsweise während zumindest einer Stunde. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Voneil, dass insbesondere ein
Wohngebäude, eine Industrieanlage, ein Krankenhaus oder eine andere
Gruppierung von elektrischen Verbrauchern zumindest teilweise mit Energie versorgt werden kann. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Energieversorgungsvorrichtung insbesondere als Pufferspeicher einer Windkraftanlage, einer Wasserkraftanlage, einer Wärmekraftanlage dienen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann die
Energieversorgungsvorrichtung wird Energie von mindestens 10 kWh
bereitstellen, weiter bevorzugt mindestens 20 kWh, weiter bevorzugt mindestens 50 kWh, weiter bevorzugt mindestens 100 kWh, weiter bevorzugt mindestens 200 kWh, weiter bevorzugt mindestens 500 kWh, weiter bevorzugt mindestens 1 MWh, weiter bevorzugt mindestens 2 MWh, weiter bevorzugt mindestens 5 MWh. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass insbesondere ein Wohngebäude, eine Industrieanlage, ein Krankenhaus oder eine andere
Gruppierung von elektrischen Verbrauchern zumindest teilweise mit Energie versorgt werden kann. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Energieversorgungsvorrichtung insbesondere als Pufferspeicher einer Windkraftanlage, einer Wasserkraftanlage, einer Wärmekraftanlage dienen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weisen zumindest eine oder mehrere der Zellen zumindest eines oder mehrerer dieser Batteriemodule eine
Ladekapazität von mindestens 3 Amperestunden [Ah] auf, weiter bevorzugt von mindestens 5 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 10 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 20 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 50 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 100 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 200 Ah, weiter bevorzugt von höchstens 500 Ah. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Betriebsdauer des von der
Energieversorgungsvorrichtung versorgten Verbrauchers.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann zumindest einer oder mehrerer der Zellen zumindest eines oder mehrerer dieser Batteriemodule zumindest zeitweise, vorzugsweise während zumindest einer Stunde, ein Strom von mindestens 50 A entnommen werden, weiter bevorzugt von mindestens 100 A, weiter bevorzugt von mindestens 200 A, weiter bevorzugt von mindestens 500 A, weiter bevorzugt von höchstens 1000 A. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Leistungsfähigkeit des von der
Energieversorgungsvorrichtung versorgten Verbrauchers. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann zumindest eine oder mehrere der Zellen zumindest eines oder mehrerer dieser Batteriemodule zumindest zeitweise eine Spannung, insbesondere eine Klemmenspannung von
mindestens 1 ,2 V bereitstellen, weiter bevorzugt von mindestens 1 ,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 2 V, weiter bevorzugt von mindestens 2,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 3 V, weiter bevorzugt von mindestens 3,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 4 V, weiter bevorzugt von mindestens 4,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 5 V, weiter bevorzugt von mindestens 5,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 6 V, weiter bevorzugt von mindestens 6,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 7 V, weiter bevorzugt von höchstens 7,5 V. Besonders bevorzugt weist die Sekundärzelle Lithium und/oder Lithiumionen auf. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Energiedichte der Energieversorgungsvorrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann zumindest eine oder mehrere der Zellen zumindest eines oder mehrerer dieser Batteriemodule zumindest zeitweise, insbesondere während zumindest einer Stunde bei einer
Umgebungstemperatur zwischen -40 °C und 100 °C betrieben werden, weiter bevorzugt zwischen -20 °C und 80 °C, weiter bevorzugt zwischen -10 °C und 60 °C, weiter bevorzugt zwischen 0 °C und 40 °C. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil einer möglichst uneingeschränkten Aufstellung bzw.
Verwendung der Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung eines
Verbrauchers, insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder einer stationären Anlage bzw. Maschine.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist zumindest eine oder mehrere der Zellen zumindest eines oder mehrerer dieser Batteriemodule eine
gravimetrische Energiedichte von mindestens 50 Wh/kg, weiter bevorzugt von mindestens 100 Wh/kg, weiter bevorzugt von mindestens 200 Wh/kg, weiter bevorzugt von weniger als 500 Wh/kg auf. Vorzugsweise weist die
Elektrodenbaugruppe Lithium-Ionen auf. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Energiedichte der
Energieversorgungsvorrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest eine oder mehrere der Zellen zumindest eines oder mehrerer dieser Batteriemodule zum Einsatz in einer stationären Batterie vorgesehen, insbesondere in einem Pufferspeicher, als Gerätebatterie, Industriebatterie oder Starterbatterie. Vorzugsweise beträgt die Ladekapazität der Zelle für diese Anwendungen mindestens 3 Ah, besonders bevorzugt mindestens 10 Ah. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Versorgung eines stationären Verbrauchers, insbesondere eines stationär montierten Elektromotors. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist zumindest eine oder mehrere der Zellen zumindest eines oder mehrerer dieser Batteriemodule einen Separator auf.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform besteht der zumindest eine Separator, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend ist, aus einem zumindest teilweise stoffdurchlässigen Träger. Der Träger ist vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet. Als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger wird vorzugsweise ein
organisches Material verwendet, welches vorzugsweise als nicht verwebtes Vlies ausgestaltet ist. Das organische Material, welches vorzugsweise ein
Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthaiat (PET) enthält, ist mit einem anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Material beschichtet, welches weiter vorzugsweise in einem Temperaturbereich von - 40° C bis 200° C ionenleitend ist. Das anorganische Material enthält bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfaie, Titanate, Silikate, Aluminosilikate mit wenigstens einem der Elemente Zr, AI, Li, besonders bevorzugt Zirkonoxid. Insbesondere Zirkonoxid dient der Stoffintegrität,
Nanoporösität und Flexibilität des Separators. Bevorzugt weist das
anorganische, ionenleitende Material Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm auf. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Beständigkeit der Elektrodenbaugruppe bei Temperaturen oberhalb 100°C verbessert ist. Ein solcher Separator wird beispielsweise unter dem Handelsnamen "Separion" von der Evonik AG in Deutschland vertrieben.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform besteht der zumindest eine Separator, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend, für Ionen aber leitfähig ist, zumindest überwiegend bzw. vollständig aus einer Keramik, vorzugsweise aus einer Oxidkeramik. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Beständigkeit der Elektrodenbaugruppe bei Temperaturen oberhalb 100°C verbessert ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Energieversorgungsvorrichtung einen Modulbehälter auf, welcher insbesondere zur Aufnahme eines insbesondere ausgefallenen Batteriemoduls dient, insbesondere während einer unerwünschten chemischen Reaktion eines der Stoffe bzw. eines der Bauteile des Batteriemoduls. Vorzugsweise dient der Modulbehälter dazu, einem Austritt eines Stoffes des aufgenommenen
Batteriemoduls, eines Oxidatonsproduktes und/oder einem Rauchgas in die Umgebung der Energieversorgungsvorrichtung entgegenzuwirken.
Vorzugsweise dient der Modulbehälter dazu, die Umgebung vor den Wirkungen einer heftigen, insbesondere zerstörenden chemischen Reaktion eines der Teile des Batteriemoduls zu bewahren.
Vorzugsweise weist der Modulbehälter eine verschließbare Öffnung auf, durch welche das Batteriemodul dem Modulbehälter zugeführt werden kann.
Vorzugsweise ist das Öffnen und/oder Verschließen der Öffnung durch die Überwachungseinrichtung steuerbar. Vorzugsweise weist der Modulbehälter zumindest bereichsweise einer Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,5 W/mK auf, weiter bevorzugt von weniger als 0,1 W/mK. Vorzugsweise weist der Modulbehälter zumindest bereichsweise eine wärmeisolierende Schicht auf, besonders bevorzugt Glaswolle, Steinwolle, eine mineralische Schüttung, ein Fasermaterial, einen Schaumplatte, einen Polymerschaum und/oder PU- Schaum. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil einer erhöhten Sicherheit für die Umgebung der Energieversorgungsvorrichtung. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Schutz der Umgebung vor Stoffen aus einem der Batteriemodule, vor einem Reaktionsprodukt mit einem Stoff aus einem der Batteriemodule und/oder vor Wärme aus dieser Reaktion verbessert ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung ist der Modulbehälter mit der Löscheinrichtung verbunden. Vorzugsweise weist eine Wandung des
Modulbehälters zumindest einen dieser Löschmitteldurchlässe auf.
Vorzugsweise ist dieser Löschmitteldurchlass zumindest zeitweise durch eines dieser Löschmittelventile verschlossen. Vorzugsweise kann dieses
Löschmittelventil durch die Überwachungseinrichtung geöffnet werden, besonders bevorzugt durch einen dieser Thermoschalter. Vorzugsweise ist der Lösch mitteldurchlass mit einem Verschlusskörper verschlossen. Dieser Verschlusskörper ist ausgestaltet, oberhalb einer Mindesttemperatur zu versagen und den Löschmitteldurchlass freizugeben. Indem insbesondere oberhalb einer Mindesttemperatur Löschmittel in den Modulbehälter geleitet werden kann, kann eine unerwünschte chemischen Reaktion eines der Stoffe bzw. eines der Bauteile des Batteriemoduls gehemmt werden. Diese
bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil erhöhter Sicherheit.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung ist der Modulbehälter mit der Temperiereinrichtung verbunden. Vorzugsweise mündet zumindest einer dieser Temperierfluidkanäle in diesen Modulbehälter. Vorzugsweise weist eine
Wandung des Modulbehälters einen dieser Temperierfluiddurchlässe auf.
Vorzugsweise ist dieser Temperierfluiddurchlass zumindest zeitweise durch ein steuerbares Ventil verschlossen. Vorzugsweise kann dieses steuerbare Ventil durch die Überwachungseinrichtung geöffnet werden, besonders bevorzugt durch einen dieser Thermoschalter. Vorzugsweise ist der
Temperierfluiddurchlass mit einem Verschlusskörper verschlossen. Dieser Verschlusskörper ist ausgestaltet, oberhalb einer Mindesttemperatur zu versagen und den Temperierfluiddurchlass freizugeben. Indem insbesondere oberhalb einer Mindesttemperatur Temperierfluid in den Modulbehälter geleitet werden kann, kann eine unerwünschte chemischen Reaktion eines der Stoffe bzw. eines der Bauteile des Batteriemoduls gehemmt werden. Diese
bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil erhöhter Sicherheit. Diese
Weiterbildung ist mit der ersten bevorzugten Weiterbildung vorteilhaft
kombinierbar.
Gemäß einer dritten bevorzugten Weiterbildung ist der Modulbehälter mit der Absaugeinrichtung verbunden. Vorzugsweise weist die Absaugeinrichtung eine dieser Fluidfördereinrichtungen auf, insbesondere für ein aus dem Modulbehälter abzusaugendes Fluid. Vorzugsweise weist die Absaugeinrichtung eine dieser Fluidreinigungseinrichtungen auf, insbesondere zur Reinigung eines aus dem Modulbehälter abgesauten Fluids. Indem das abgesaugte Fluid nach Verlassen der Fluidreinigungseinrichtung aus dem Modulbehälter weitgehend entfernt und gereinigt ist, wird einem Austritt eines unerwünschten Stoffs in die Umgebung des Modulbehälters nach Öffnen dieses Modulbehälters begegnet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil erhöhter Sicherheit. Diese Weiterbildung ist mit einer der ersten oder zweiten bevorzugten Weiterbildung vorteilhaft kombinierbar. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Energieversorgungsvorrichtung eine Modulwechseleinrichtung auf. Diese Modulwechseleinrichtung dient zur Entnahme eines insbesondere ersten dieser Batteriemodule aus einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen und/oder zum Einsetzen eines insbesondere zweiten dieser Batteriemodule in eine dieser Moduiaufnahmeeinrichtungen, insbesondere in dieselbe
Modulaufnahmeeinrichtung. Diese Modulwechseleinrichtung ist ausgestaltet, ein insbesondere isoliertes und/oder ausgefallenes Batteriemodul insbesondere einem dieser Fächer einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen zu entnehmen. Diese Modulwechseleinrichtung ist ausgestaltet, eines dieser Batteriemodule einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen zuzuführen, insbesondere in ein Fach einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen einzusetzen, insbesondere in das Fach, welchem zuvor das ausgefallene Batteriemodul entnommen wurde.
Vorzugsweise ist diese Modulwechseleinrichtung mit dieser
Überwachungseinrichtung signalverbunden. Vorzugsweise weist diese Modulwechseleinrichtung einen Greifer auf, welcher ausgestaltet ist, eines dieser Batteriemodule zumindest zeitweise lösbar zu ergreifen. Vorzugsweise weist die Modulwechseleinrichtung eine
Greiferführungseinrichtung zur Führung und Bewegung des Greifers relativ zu den übrigen Batteriemodulen bzw. den Modulaufnahmeeinrichtungen auf. Modulwechseleinrichtung ist ausgestaltet:
• ein Signal von der Überwachungseinrichtung zu empfangen, wobei
diesem Signal eine Kennung für das zu ergreifende Batteriemodul einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen bzw. für das zugehörige Fach beigefügt ist,
• das der Kennung entsprechende Batteriemodul, nachfolgend erstes
Batteriemodul genannt, zu ergreifen und der Modulaufnahmeeinrichtung zu entnehmen,
• das erste Batteriemodul an einem Untersuchungsplatz abzulegen, wobei vorzugsweise dieser Untersuchungsplatz zur Untersuchung des ersten Batteriemoduls ausgestaltet ist,
• das erste Batteriemodul in einen dieser Modulbehälter abzulegen,
• eines zweites dieser Batteriemodule aufzunehmen, welches dieser
Energieversorgungsvorrichtung noch nicht zugehörig ist, welches mit dieser Energieversorgungsvorrichtung noch nicht verbunden ist,
• das zweite Batteriemodul insbesondere einem Fach einer dieser
Modulaufnahmeeinrichtungen zuzuführen, insbesondere dem der Kennung entsprechende Fach,
• das zweite Batteriemodul in eines dieser Fächer einzusetzen,
insbesondere in das der Kennung entsprechende Fach
• beim Einsetzen des zweiten Batteriemoduls vorzugsweise dessen
Modulanschlüsse in entsprechende Modulanschlusselemente
einzusetzen, insbesondere eine Kontaktierung des zweiten
Batteriemoduls vorzubereiten, insbesondere zu bewirken,
• beim Einsetzen des zweiten Batteriemoduls vorzugsweise dessen
Messfühler zu kontaktieren, insbesondere dessen Messfühleranschlüsse mit entsprechenden Signalleitungen zu verbinden, • beim Einsetzen des zweiten Batteriemoduls vorzugsweise dessen Schnellkupplungen mit zumindest einem dieser Löschmittelkanäle und/oder einem dieser Temperierfluidkanäle zu verbinden,
• beim Einsetzen des zweiten Batteriemoduls vorzugsweise dessen
Verbindung mit zumindest einer dieser Signalleitungen vorzubereiten, insbesondere zu bewirken.
Diese Modulwechseleinrichtung bietet den Vorteil, dass insbesondere ohne menschliches Zutun ein erstes Batteriemodul entnommen und ein zweites Batteriemodul eingesetzt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Energieversorgungsvorrichtung zumindest zwei oder mehrere
Batteriemodulanordnungen auf, welche je eine erste dieser elektrischen
Schalteinrichtungen sowie mehrere dieser Batteriemodule aufweisen. Diese Batteriemodule sind durch diese erste elektrische Schalteinrichtung miteinander in Reihen- und/oder Parallelschaltung verschaltbar. Vorzugsweise sind diese Batteriemodule zumindest einer dieser Batteriemodulanordnungen von einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen aufgenommen.
Weiter weist diese bevorzugte Ausgestaltung eine zweite dieser elektrischen Schalteinrichtungen auf. Diese zweite elektrische Schalteinrichtung ist mit dieser elektrischen Verbindungseinrichtung und mit diesen
Batteriemodulanordnungen verbindbar. Insbesondere über ein zweites dieser Schaltelemente ist zumindest eine dieser Batteriemodulanordnungen gegenüber der zweiten elektrischen Schalteinrichtung isolierbar, insbesondere auf
Veranlassung durch die Überwachungseinrichtung. Insbesondere über dieses zweite Schaltelement ist zumindest eine dieser Batteriemodulanordnungen mit der zweiten elektrischen Schalteinrichtung verbindbar, insbesondere auf
Veranlassung durch die Überwachungseinrichtung, insbesondere wenn eine dieser Batteriemodulanordnungen gegenüber der zweiten elektrischen
Schalteinrichtung isoliert wurde.
Vorzugsweise weist diese zweite elektrische Schalteinrichtung zumindest zwei oder mehrere dieser Stromleiteinrichtungen auf. Vorzugsweise weisen zumindest zwei dieser zweiten Stromleiteinrichtungen unterschiedliche Polarität auf und sind mit den Vorrichtungsanschlüssen verbunden insbesondere über zumindest eine dieser zweiten elektrischen Schalteinrichtungen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind diese zwei Stromleiteinrichtungen unterschiedlicher Polarität und/oder diese Vorrichtungsanschlüsse temperierbar, insbesondere mittels eine Temperierfluids.. Dazu weisen diese zwei
Stromleiteinrichtungen unterschiedlicher Polarität und/oder diese
Vorrichtungsanschlüsse je zumindest einen Fluidkanal auf, welcher zur Führung des Temperierfluids dient. Vorzugsweise sind diese Fluidkanäle mit einem Wärmetauscher verbunden. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die elektrische Heizleistung in diesen zwei Stromleiteinrichtungen unterschiedlicher Polarität und/oder in diesen Vorrichtungsanschlüssen während der insbesondere längerfristigen Versorgung von Verbrauchern oder beim Laden der Batteriemodule abgeführt werden kann.
Vorzugsweise weist diese bevorzugte Ausgestaltung einen dieser
Spannungswandler auf zur Anpassung der von den verschalteten
Batteriemodulen bereitgestellten Spannung an die von den versorgten
Verbrauchern erforderten Nennspannung. Der Spannungswandler ist besonders bevorzugt zwischen die zweite elektrische Schalteinrichtung und diese elektrische Verbindungseinrichtung geschaltet. Vorzugsweise ist dieser
Spannungswandler von der Überwachungseinrichtung ansteuerbar, wenn eine dieser Batteriemodulanordnungen gegenüber der zweiten elektrischen
Schalteinrichtung isoliert wurde. Vorzugsweise weist diese bevorzugte Ausgestaltung eine dieser
Messeinrichtungen, eine dieser Löscheinrichtungen, eine dieser
Temperiereinrichtungen, eine dieser Kommunikationseinrichtungen eine dieser Absaugeinrichtungen und/oder eine dieser Hilfsenergieversorgungs- einrichtungen auf.
Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Versorgung der mit der Energieversorgungsvorrichtung verbundenen Verbraucher auch dann verbessert ist, wenn eine dieser Batteriemodulanordnungen gegenüber der zweiten elektrischen Schalteinrichtung isoliert ist. Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung weisen zumindest eine oder mehrere dieser Batteriemodulanordnungen je eine erste Anzahl und eine zweite Anzahl von Batteriemodulen auf. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Versorgung durch diese Batteriemodule auch dann erfolgen kann, wenn zumindest eines dieser Batteriemodule gegenüber den übrigen Batteriemodulen isoliert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Versorgung durch diese Batteriemodule auch dann erfolgen kann, wenn zumindest eines dieser Batteriemodule ausgefallen ist.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung weisen zumindest eine oder mehrere dieser Batteriemodulanordnungen nur Batteriemodule der ersten Anzahl und zumindest eine oder mehrere weitere dieser
Batteriemodulanordnungen nur Batteriemodule der zweiten Anzahl auf.
Vorzugsweise stellen die Batteriemodulanordnungen nur mit Batteriemodulen der ersten Anzahl die erste Leistung Li zur Verfügung und die
Batteriemodulanordnungen nur mit Batteriemodulen der zweiten Anzahl die Leistung AL zur Verfügung. Besonders bevorzugt weisen sämtliche
Batteriemodulanordnungen dieselbe Anzahl von Batteriemodulen auf, so dass eine isolierte Batteriemodulanordnung nur mit Batteriemodulen der ersten Anzahl durch eine Batteriemodulanordnung nur mit Batteriemodulen der zweiten Anzahl ersetzen werden kann, und umgekehrt, ohne dass die Abgabe der ersten Leistung L-ι beeinträchtigt wäre.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Versorgung durch diese Energieversorgungsvorrichtung auch dann erfolgen kann, wenn zumindest eine dieser Batteriemodulanordnungen gegenüber der zweiten elektrischen Schalteinrichtung, der elektrischen Verbindungseinrichtung bzw. gegenüber den übrigen Batteriemodulen isoliert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Versorgung durch diese Energieversorgungsvorrichtung auch dann erfolgen kann, wenn zumindest eine dieser Batteriemodulanordnungen ausgefallen ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Energieversorgungsvorrichtung
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Energieversorgungsvorrichtung
(Speicherschrank, Figs. 1 -7) weist zumindest auf:
• eine erste Anzahl dieser Batteriemodule, · eine zweite Anzahl dieser Batteriemodule,
• eine dieser Modulaufnahmeeinrichtungen,
• eine dieser elektrischen Schalteinrichtungen,
• diese elektrische Verbindungseinrichtung,
• eine dieser Messeinrichtungen, · diese Überwachungseinrichtung,
• diese Löscheinrichtung mit einem Löschmittelspeicher,
• diese Temperiereinrichtung, vorzugsweise mit einem Wärmetauscher,
• vorzugsweise einen dieser Spannungswandler, • vorzugsweise diese Hilfsenergieversorgungseinrichtung,
• vorzugsweise diese Kommunikationseinrichtung,
• vorzugsweise eine oder mehrere dieser Überbrückungseinrichtungen,
• vorzugsweise diese Absaugeinrichtung, vorzugsweise mit
Fluidreinigungseinrichtung,
• vorzugsweise eine oder mehrere dieser Wärmeschutzeinrichtungen.
Die Modulaufnahmeeinrichtung nimmt auf: die Batteriemodule, diese elektrische Schalteinrichtung, diese Messeinrichtung, diese Überwachungseinrichtung, diese Löscheinrichtung mit einem Löschmittelspeicher, diese
Temperiereinrichtung, vorzugsweise diese Hilfsenergieversorgungseinrichtung, vorzugsweise diese Kommunikationseinrichtung, vorzugsweise diese
Überbrückungseinrichtung, vorzugsweise diese Absaugeinrichtung,
vorzugsweise mehrere dieser Wärmeschutzeinrichtungen, vorzugsweise einen dieser Spannungswandler. Vorzugsweise ist die Modulaufnahmeeinrichtung mit mehreren Fächern für diese Batteriemodule ausgebildet, insbesondere mit ausziehbaren Stützflächen, insbesondere als Regal oder entsprechend einem Schaltschrank ausgebildet.
Die elektrische Schalteinrichtung weist zumindest zwei dieser
Stromleiteinrichtungen sowie zumindest eines oder mehrere dieser
Schaltelemente auf. Mittels der elektrischen Schalteinrichtung sind die
Batteriemodule in Reihe und/oder parallel geschaltet. Mittels der elektrischen Schalteinrichtung sind die verschaiteten Batteriemoduie mit der elektrischen Verbindungseinrichtung trennbar verbunden. Mittels der Schaltelemente sind bei Bedarf einzelne dieser Batteriemodule gegenüber den übrigen
Batteriemodulen und/oder gegenüber der elektrischen Verbindungseinrichtung isolierbar. Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung sind die Batteriemodule mittels der elektrischen Schalteinrichtung parallel geschaltet. Diese bevorzugte
Weiterbildung bietet den Vorteil, dass den verschalteten Batteriemodulen ein größerer Strom entnehmbar ist. Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung sind die Batteriemodule mittels der elektrischen Schalteinrichtung in Reihe geschaltet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die verschalteten Batteriemodule eine größere Spannung bereitstellen können.
Zumindest eine, vorzugsweise zwei dieser Stromleiteinrichtungen weisen diese Modulanschlusselemente zur Kontaktierung dieser Modulanschlüsse der einzelnen Batteriemodule auf. Vorzugsweise sind diese
Modulanschlusselemente zum raschen Wechsel eines dieser Batteriemodule ausgestaltet.
Die elektrische Verbindungseinrichtung ist aus der Umgebung der
Modulaufnahmeeinrichtung zugänglich und mit der elektrischen
Schalteinrichtung, insbesondere mit deren Stromleiteinrichtungen elektrisch trennbar verbunden.
Vorzugsweise ist der Spannungswandler zwischen die Stromleiteinrichtungen und die elektrische Verbindungseinrichtung geschaltet. Eines dieser
Schaltelemente ist zwischen eine dieser Stromleiteinrichtungen und den
Spannungswandler oder zwischen den Spannungswandler und die elektrische Verbindungseinrichtung geschaltet. Vorzugsweise ist der Spannungswandler birektional zur Wandlung einer Gleichspannung in eine Wechselspannung und umgekehrt ausgestaltet. Vorzugsweise ist der Spannungswandler zur
Spannungserhöhung und/oder Spannungsminderung ausgestaltet. Die Messeinrichtung weist zumindest einen oder mehrere dieser Messfühler auf, vorzugsweise zumindest einen Messfühler je Batteriemodul. Besonders bevorzugt weist die Messeinrichtung je Batteriemodul zumindest einen oder mehrere Messfühler für die Modulspannung, den Modulstrom, die
Modultemperatur, für ein Oxidationsprodukt und/oder für ein Rauchgas auf. Weiter weist die Messeinrichtung einen Fühlerumschalter zur Abfrage der verschiedenen Messfühler auf. Weiter weist die Messeinrichtung
Messfühleranschlüsse zur Kontaktierung der verschiedenen Messfühler auf. Vorzugsweise sind mehrere dieser Messfühleranschlüsse zu einem dieser Vielpolanschlüsse vereint.
Die Überwachungseinrichtung ist mit der Messeinrichtung signalverbunden. Die Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest einen dieser physikalische Parameter insbesondere der Batteriemodule zu überwachen. Die
Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, Messwerte zu überwachen, welche von der Messeinrichtung bereitgestellt werden. Die Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere dieser Messwerte mit einem anderen dieser Messwerte, mit einem Vergleichswert oder einem
Vergleichsintervall zu verknüpfen und zumindest ein Verknüpfungsergebnis bereitzustellen. Die Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, zu erkennen, ob ein erfasster dieser physikalischen Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, vorzugsweise auf Grundlage der Verknüpfung des zugehörigen Messwertes mit einem Vergleichswert oder einem Vergleichsintervall. Die
Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, mehrere erfasste dieser Messwerte miteinander zu verknüpfen. Die Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, insbesondere abhängig von zumindest einem oder mehreren dieser Messwerte oder einem dieser Verknüpfungsergebnisse auf Ausfallzustand eines dieser Batteriemodule zu schließen. Die
Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest eines dieser
Schaltelemente anzusteuern bzw. zu betätigen, insbesondere zur Betätigung eines dieser Schaltelemente, insbesondere wenn ein erfasster dieser
physikalischen Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist. Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung ausgestaltet, zumindest eines dieser ersten Schaltelemente zum Isolieren eines dieser Batteriemodule gegenüber der zugehörigen ersten elektrischen Schalteinrichtung zu betätigen, insbesondere wenn ein erfasster dieser physikalischen Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist.
Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung ausgestaltet, zumindest eine oder mehrere dieser Überbrückungseinrichtungen zu betätigen, insbesondere wenn ein erfasster dieser physikalischen Parameter außerhalb eines
vorgegebenen Bereiches ist, insbesondere wenn das Batteriemodul isoliert ist. Vorzugsweise sind mehrere Signalleitungen zwischen der
Überwachungseinrichtung und weiteren Einrichtungen der
Energieversorgungsvorrichtung als ein Signalbus ausgebildet. Dieser Signalbus bzw. diese Signalleitungen dienen zur Übertragung von Daten, Signalen und/oder Messwerten zwischen der Überwachungseinrichtung, der
Messeinrichtung, der Kommunikationseinrichtung, der Löscheinrichtung, der Temperiereinrichtung, der Absaugeinrichtung, den Überbrückungseinrichtungen und/oder den Schaltelementen der elektrischen Schalteinrichtung.
Vorzugsweise sind diese Signalleitungen bzw. dieser Signalbus von zumindest einem Signalleitungskanal aufgenommen, wobei dieser zumindest eine
Signalleitungskanal ein Polymermateriai und/oder ein Metallblech aufweist.
Die Löscheinrichtung weist einen Löschmittelspeicher für ein Löschmittel und Löschmittelkanäle auf. Diese Löschmittelkanäle verbinden den
Löschmittelspeicher mit zumindest einem oder mehreren dieser Batteriemodule. Vorzugsweise weist jeder dieser Löschmittelkanäle eines dieser steuerbaren Löschmittelventile auf.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung dieser bevorzugten
Ausführungsform sind mehrere Löschmittelkanäle vom Löschmittelspeicher zu mehreren, insbesondere sämtlichen der Batteriemodule, insbesondere zu deren Moduleinhausungen geführt. So kann Löschmittel gezielt an eines der
Batteriemodule abgegeben werden, wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für dieses Batteriemodul erfassten physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, insbesondere wenn die Messeinrichtung bzw. eine der Messfühler ein
Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas feststellt. Diese bevorzugte
Weiterbildung bietet den Vorteil einer erhöhten Betriebssicherheit der
Energieversorgungsvorrichtung. Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung dieser bevorzugten
Ausführungsform ist einer dieser Löschmittelkanäle vom Löschmittelspeicher nacheinander durch mehrere, insbesondere sämtliche dieser Batteriemodule geführt. Innerhalb mehrerer, vorzugsweise innerhalb sämtlicher dieser
Batteriemodule bzw. deren Moduleinhausungen weist dieser Löschmittelkanal zumindest je einen dieser Löschmitteldurchlässe auf. Vorzugsweise weist die Löscheinrichtung je Löschmitteldurchlass eines dieser steuerbaren
Löschmittelventile auf. Vorzugsweise ist das Löschmittelventil durch die
Überwachungseinrichtung steuerbar. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Löschmittel gezielt an ein gefährdetes Batteriemodul abgegeben werden kann. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Aufwand zur Verrohrung verringert ist.
Die Temperiereinrichtung weist auf zumindest einen oder mehrere dieser Temperierfluidkanäle zu
verschiedenen dieser Batteriemodule, vorzugsweise einen
Temperierfluidkanal je Batteriemodul, vorzugsweise zumindest einen zentralen Temperierfluidkanal, • mehrere dieser Fluidkanalabschnitte, welche sich innerhalb
verschiedener dieser Batteriemodule erstrecken, vorzugsweise zumindest einen Fluidkanalabschnitt je Batteriemodul, vorzugsweise mit Schnellkupplungen zur Trennung des zugehörigen Fluidkanalabschnitts von dem Temperierfluidkanal,
• ein Temperierfluid, welches zumindest zeitweise durch zumindest einen dieser Temperierfluidkanäle geführt ist, welches dem Austausch von Wärmeenergie mit zumindest einem dieser Batteriemodule dient,
• zumindest eine steuerbare Fluidfördereinrichtung zur Förderung des Temperierfluids durch zumindest einen dieser Temperierfluidkanäle,
• vorzugsweise zumindest einen Wärmetauscher, welcher mit zumindest einem dieser Temperierfluidkanäle verbunden ist, welcher zumindest zeitweise von diesem Temperierfluid durchströmbar ist, welcher zum Austausch von Wärmeenergie mit dem Temperierfluid und/oder mit der Umgebung ausgestaltet ist,
• vorzugsweise mehrere dieser Temperierfluiddurchlässe, welche
vorzugsweise verschiedenen dieser Batteriemodule zugeordnet sind, wobei besonders bevorzugt zumindest einer dieser
Temperierfluiddurchlässe sich zu einem dieser Batteriemodule öffnet. Vorzugsweise ist der Wärmetauscher der Temperiereinrichtung benachbart zu einer Außenwand der Modulaufnahmeeinrichtung angeordnet, besonders bevorzugt mit dieser Außenwand verbunden.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der Temperiereinrichtung verzweigt sich ein erster zentraler Temperierfluidkanal nach einer steuerbaren Fluidfördereinrichtung in mehrere Temperierfluidkanäle, vorzugsweise ebenso viele Temperierfluidkanäle wie Batteriemodule bzw. Fluidkanalabschnitte. Nach den Fluidkanalabschnitten vereinigen sich die Temperierfluidkanäle wieder zu einem zweiten zentralen Temperierfluidkanal. Der zweite zentrale
Temperierfluidkanal ist mit dem Wärmetauscher verbunden. Nach dem
Wärmetauscher tritt das Temperierfluid wieder in den ersten zentralen
Temperierfluidkanal ein. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Temperierfluid am Eintritt in die verschiedenen Fluidkanalabschnitte im wesentlichen dieselbe Temperatur aufweist.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung weist der erste zentrale Temperierfluidkanal nacheinander mehrere dieser Fluidkanalabschnitte auf. Das Temperierfluid durchströmt diese Fluidkanalabschnitte der verschiedenen Batteriemodule nacheinander. Nach Austritt aus dem letzten dieser
Fluidkanalabschnitte führt der erste zentrale Temperierfluidkanal zum
Wärmetauscher. Nach dem Wärmetauscher tritt das Temperierfluid wieder in den ersten zentralen Temperierfluidkanal ein. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Aufwand zur Führung des Temperierfluids verringert ist.
Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung eine
Hilfsenergieversorgungseinrichtung auf. Diese
Hilfsenergieversorgungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest zeitweise
Energie von zumindest einem dieser Batteriemodul aufzunehmen. Diese
Hilfsenergieversorgungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest zeitweise
Energie an diese Überwachungseinrichtung, diese Messeinrichtung und/oder diese Löscheinrichtung abzugeben, insbesondere wenn wenigstens eines dieser Batteriemodul ausfällt, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste
physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, insbesondere wenn eine mindeste Versorgungsspannung zur Versorgung der Überwachungseinrichtung unterschritten ist. Vorzugsweise ist diese
Hilfsenergieversorgungseinrichtung ausgestaltet, zumindest zeitweise Energie an diese Kommunikationseinrichtung abzugeben. Diese bevorzugte
Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass von der Überwachungseinrichtung wesentliche Funktionen auch nach Ausfall zumindest eines dieser
Batteriemodule erfüllt werden können. Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung zumindest eine oder mehrere dieser Überbrückungseinrichtungen auf. Diese
Überbrückungseinrichtung entweder zwischen die Modulanschlüsse eines dieser Batteriemodule oder zwischen zwei dieser Modulanschlusselemente geschaltet. Vorzugsweise ist die Überbrückungseinrichtung durch die
Überwachungseinrichtung steuerbar. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass bei einem Ausfall eines dieser Batteriemodul, welches Teil einer Reihenschaltung von Batteriemodulen ist, die Reihenschaltung wieder funktional hergestellt werden kann.
Vorzugsweise weist zumindest eine dieser Überbrückungseinrichtungen zumindest einen dieser Entladewiderstände auf. Die Übenvachungseinrichtung ist ausgestaltet, ein insbesondere isoliertes Batteriemodul über diesen
Entladewiderstand zumindest teilweise zu entladen. So kann der Ladezustand des betroffenen Batteriemoduls verringert werden. Diese bevorzugte
Ausgestaltung bietet den Vorteil erhöhter Betriebssicherheit, insbesondere beim Entnehmen des Batteriemoduls aus der Modulaufnahmeeinrichtung.
Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung diese Absaugeinrichtung auf. Diese Absaugeinrichtung ist mit zumindest einem oder mehreren dieser Batteriemodule verbunden. Vorzugsweise weist die Absaugeinrichtung
zumindest einen dieser Absaugkanäle auf. Besonders bevorzugt weist die Absaugeinrichtung einen zentralen Absaugkanal auf, in welchen mehrere
Absaugkanalabschnitte münden, wobei diese Absaugkanalabschnitte mit verschiedenen dieser Batteriemodule verbunden sind. Vorzugsweise weist diese Absaugeinrichtung eine Fluidfördereinrichtung für ein abzusaugendes Fluid auf, besonders bevorzugt eine Pumpe. Vorzugsweise weist die Absaugeinrichtung eine Fluidreinigungseinrichtung auf, welcher vorzugsweise das abgesaugte Fluid vor dessen Eintritt in die Fluidfördereinrichtung reinigt. Diese
Fluidreinigungseinrichtung ist ausgestaltet, das abgesaugten Fluid zu reinigen, bevor dieser abgesaugte Fluid in die Umgebung austritt. Dazu weist die
Fluidreinigungseinrichtung einen Filter und/oder Luftwäscher auf. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass Stoffe, welche durch die Druckentlastungseinrichtungen austreten, kontrolliert abgeführt werden können.
Vorzugsweise ist innerhalb der Modulaufnahmeeinrichtung zumindest eine dieser Wärmeschutzeinrichtungen zwischen zumindest zwei benachbarte dieser Batteriemodule angeordnet. Besonders bevorzugt ist eine dieser
Wärmeschutzeinrichtungen zwischen je zwei dieser Batteriemodule angeordnet.
Die Batteriemodule dieser ersten bevorzugten Ausführungsform weisen jeweils eine dieser Moduleinhausungen auf. Die Moduleinhausungen weisen je einen Modulkasten und einen Modu (decke I auf. Die Moduleinhausungen, insbesondere deren Modulkästen weisen auf:
• zwei dieser Modulanschlüsse unterschiedlicher Polarität, welche mit einer dieser Wandungen des Modulkastens verbunden sind, vorzugsweise durch diese Wandung des Modulkastens geführt sind,
• zumindest einen dieser Messfühleranschlüsse in einer dieser
Wandungen des Modulkastens, vorzugsweise einen dieser
Vielpolanschluss,
• vorzugsweise zumindest zwei Zugänge zu einem dieser
Fluidkanalabschnitte, insbesondere als Schnellkupplungen ausgebildet, welche in diesen Wandungen des Modulkastens angeordnet sind, · vorzugsweise zumindest einen dieser Löschmitteldurchlässe, angeordnet in einer dieser Wandungen des Modulkastens, • vorzugsweise eine dieser Druckentlastungseinrichtungen, angeordnet in einer der Wandungen des Modulkastens.
Innerhalb der Moduleinhausung, insbesondere innerhalb der Modulkästen sind jeweils angeordnet: · zwei oder mehrere dieser elektrochemischen Zellen, welche miteinander verschaltet sind, vorzugsweise in Reihenschaltung,
• ein oder mehrere dieser Messfühler, welcher mit einem dieser
Messfühleranschlüsse verbunden ist, wobei zumindest einer dieser Messfühler zur Feststellung eines Oxidationsprodukts und/oder eines Rauchgases ausgestaltet ist, wobei zumindest einer dieser Messfühler zur Erfassung des Modulstroms ausgestaltet ist, wobei zumindest einer dieser Messfühler zur Erfassung der Modulspannung ausgestaltet ist,
• zumindest einer dieser Fühlerumschalter zur insbesondere aufeinander folgenden Abfrage der Messfühler, · ein oder mehrere dieser Fluidkanalabschnitte, welcher durch zumindest einen Zugang, vorzugsweise durch zumindest eine, besonders bevorzugt durch zwei dieser Schnellkupplungen in zumindest einer dieser
Wandungen des Modulkastens zugänglich ist,
• vorzugsweise einer dieser Entladewiderstände, über welchen die Zellen des Batteriemoduls im isolierten Zustand des Batteriemoduls entladbar sind, wobei dieser Entladewiderstand wärmeleitend mit dem Modulkasten und/oder mit einem dieser Fluidkanalabschnitte verbunden ist,
• vorzugsweise diese Zellverschaltungseinrichtung zur Verschaltung der Zellen, vorzugsweise zur Reihenschaltung der Zellen, welche mit den Modulanschlüssen verbunden ist,
• vorzugsweise eines dieser Schaltelemente, welches besonders
bevorzugt zwischen einen dieser Modulanschlüsse und die Zellverschaltungseinrichtung geschaltet ist, welches insbesondere der Isolierung des Batteriemoduls dient.
Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Versorgung zumindest eines Verbrauchers bei einem Ausfall eines der Batteriemodule insbesondere ohne menschliches Zutun aufrecht erhalten werden kann.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Energieversorgungsvorrichtung weicht von der ersten bevorzugten Ausführungsform insbesondere dadurch ab, dass Teile der Löscheinrichtung zumindest abschnittwweise einstückig mit Teilen der Temperiereinrichtung ausgebildet sind. Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung dieser bevorzugten
Ausführungsform sind zumindest einige der Löschmittelkanäle zumindest abschnittsweise einstückig mit einigen dieser Temperierfluidkanäle ausgebildet. Dabei dient das Löschmittel auch als Temperierfluid. Nach einer steuerbaren Fluidfördereinrichtung verzweigt sich ein erster zentraler Temperierfluidkanal in mehrere Temperierfluidkanäle, vorzugsweise ebenso viele Temperierfluidkanäle wie Batteriemodule bzw. Fluidkanalabschnitte. Nach den Fluidkanalabschnitten vereinigen sich zumindest einige dieser Temperierfluidkanäle wieder zu einem zweiten zentralen Temperierfluidkanal. Der zweite zentrale Temperierfluidkanal ist mit dem Wärmetauscher verbunden. Nach dem Wärmetauscher tritt das Temperierfluid wieder in den ersten zentralen Temperierfluidkanal ein. Diese Temperierfluidkanäle weisen innerhalb der Moduleinhausungen je zumindest einen dieser Fluidkanalabschnitte auf. Diese Fluidkanalabschnitte weisen innerhalb der Moduleinhausung je einen Temperierfluiddurchlass auf. Diese Temperierfluiddurchlässe sind je mit einem steuerbaren Ventil ausgestattet. So sind die Temperierfluiddurchlässe und diese Löschmitteldurchlässe einstückig ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der apparative Aufwand für Temperieren und Löschen verringert ist. Diese
Weiterbildung bietet den Vorteil, dass eine gleichmäßige Temperierung der Batteriemodule vereinfacht ist, indem das Temperierfluid bzw. Löschmittel die Batteriemodule mit im Wesentlichen derselben Temperatur erreicht.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung dieser bevorzugten
Ausführungsform ist dieser Löschmittelkanal zumindest abschnittsweise einstückig mit einem dieser Temperierfluidkanäle ausgebildet. Dabei dient das Löschmittel auch als Temperierfluid. Dieser Temperierfluidkanal weist innerhalb der Moduleinhausungen je zumindest einen oder mehrere dieser
Fluidkanalabschnitte auf. Diese Fluidkanalabschnitte weisen innerhalb der Moduleinhausungen je zumindest einen dieser Temperierfluiddurchlässe auf. Diese Temperierfluiddurchlässe sind je mit einem steuerbaren Ventil
ausgestattet. So sind die Temperierfluiddurchlässe und diese
Löschmitteldurchlässe zumindest abschnittsweise einstückig ausgebildet. Der erste zentrale Temperierfluidkanal mündet in einen dieser Fluidkanalabschnitte. Das Temperierfluid durchströmt mehrere dieser Fluidkanalabschnitte der verschiedenen Batteriemoduie vorzugsweise nacheinander. Nach Austritt aus dem letzten dieser Fluidkanalabschnitte führt der zweite zentrale
Temperierfluidkanal zum Wärmetauscher. Nach dem Wärmetauscher tritt das Temperierfluid wieder in den ersten zentralen Temperierfluidkanal ein. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Aufwand zur Führung des Temperierfluids bzw. des Löschmittels verringert ist. Diese bevorzugte
Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Löschmittel gezielt an ein gefährdetes Batteriemodul abgegeben werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der apparative Aufwand für Temperieren und Löschen verringert ist. Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Energieversorgungsvorrichtung weist zumindest auf
• zwei oder mehrere dieser Modulaufnahmeeinrichtungen,
• eine erste Anzahl dieser Batteriemodule je Modulaufnahmeeinrichtung, • eine zweite Anzahl dieser Batteriemodule je Modulaufnahmeeinrichtung,
• eine erste dieser elektrischen Schalteinrichtungen je
Modulaufnahmeeinrichtung,
• eine zweite dieser elektrischen Schalteinrichtungen, · eine dieser elektrischen Verbindungseinrichtungen
• eine dieser Messeinrichtungen,
• eine dieser Überwachungseinrichtungen,
• eine dieser Löscheinrichtungen mit einem Löschmittelspeicher,
• eine dieser Temperiereinrichtungen vorzugsweise mit einem
Wärmetauscher,
• vorzugsweise einen dieser Spannungswandler,
• vorzugsweise diese Hilfsenergieversorungseinrichtung,
• vorzugsweise eine dieser Kommunikationseinrichtungen,
• vorzugsweise eine dieser Absaugeinrichtungen, · vorzugsweise mehrere dieser Wärmeschutzeinrichtungen,
• vorzugsweise eine dieser Modulwechseleinrichtungen,
• vorzugsweise einen dieser Modulbehälter.
Die einzelnen Batteriemodule sind entsprechend der ersten bevorzugten Ausführungsform der Energieversorgungsvorrichtung ausgebildet. Jede dieser Modulaufnahmeeinrichtungen nimmt mehrere dieser Batteriemodule und eine erste dieser elektrischen Schalteinrichtungen auf. Vorzugsweise bilden diese erste elektrische Schalteinrichtung und diese Batteriemodule eine dieser Batteriemodulanordnungen. Vorzugsweise nimmt jede dieser Modulaufnahmeeinrichtungen zumindest eine oder mehrere dieser
Wärmeschutzeinrichtungen auf, welche besonders bevorzugt zwischen je zwei dieser Batteriemodule angeordnet sind. Vorzugsweise sind zumindest eine oder mehrere dieser
Modulaufnahmeeinrichtungen als Regal mit insbesondere übereinander angeordneten Fächern ausgestaltet, besonders bevorzugt mit ausziehbaren Stützflächen. Vorzugsweise nimmt die Modulaufnahmeeinrichtung zumindest eine oder mehrere dieser Überbrückungseinrichtungen auf, besonders bevorzugt eine dieser Überbrückungseinrichtungen für jedes der
Batteriemodule. Vorzugsweise ist diese erste elektrische Schalteinrichtung zumindest abschnittweise aus der Umgebung der Modulaufnahmeeinrichtung zugänglich bzw. kontaktierbar.
Innerhalb jeder dieser Modulaufnahmeeinrichtungen sind diese Batteriemodule zumindest zeitweise mittels dieser ersten elektrischen Schalteinrichtung untereinander verschaltet, insbesondere in Reihenschaltung.
Diese ersten elektrischen Schalteinrichtungen weisen je zumindest eine, zwei oder mehrere dieser Stromleiteinrichtungen auf. Diese ersten elektrischen Schalteinrichtungen weisen je zumindest eines oder mehrere dieser
Schaltelemente auf, nachfolgend erste Schaltelemente genannt. Die
Stromleiteinrichtungen weisen je zumindest eine, zwei oder mehrere dieser Modulanschlusselemente auf.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung sind die Batteriemodule in zumindest einer oder mehrerer, vorzugsweise in sämtlichen dieser
Modulaufnahmeinrichtungen mittels der ersten elektrischen Schalteinrichtung in Reihe geschaltet. Vorzugsweise ist je eine dieser Überbrückungseinrichtungen zwischen die Modulanschlüsse unterschiedlicher Polarität jedes dieser Batteriemodule der Reihenschaltung geschaltet. Die Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, diese Überbrückungseinrichtungen zu aktivieren, insbesondere zum Schließen anzusteuern, insbesondere wenn erkannt ist, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist. Bei aktivierter
Überbrückungseinrichtung ist das zugehörige Batteriemodul überbrückt und die Reihenschaltung der übrigen dieser Batteriemodule wieder hergestellt. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Summenspannung der verschalteten Batteriemodule vergrößert ist. Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung sind die Batteriemodule in zumindest einer oder mehrerer, vorzugsweise in sämtlichen dieser
Modulaufnahmeinrichtungen mittels der ersten elektrischen Schalteinrichtung parallel geschaltet. Vorzugsweise weist diese erste elektrische
Schalteinrichtung für jedes verbundene Batteriemodul eines dieser ersten Schaltelemente auf. Dieses ersie Schaltelement ist zwischen das jeweilige
Batteriemodul und eine der Stromleiteinrichtungen der ersten elektrischen Schalteinrichtung geschaltet. Dieses erste Schaltelement dient zur Isolierung des angeschlossenen Batteriemoduls. Die Überwachungseinrichtung ins ausgestaltet, dieses erste Schaltelement zu aktivieren, insbesondere zu dessen Öffnung anzusteuern, insbesondere wenn erkannt ist, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die verschalteten Batteriemodule einen stärkeren Strom abgeben können.
Nachfolgend wir eine Anordnung mit dieser ersten elektrischen
Schalteinrichtung, dieser ersten Anzahl von Batteriemodulen und dieser zweiten Anzahl von Batteriemodulen auch Batteriemodulanordnung genannt. In dieser Batteriemodulanordnung sind die Batteriemodule miteinander mittels der ersten elektrischen Schalteinrichtung und Reihe und/oder parallel geschaltet. Diese zweite elektrische Schalteinrichtung ist ausgestaltet, zumindest zeitweise mehrere dieser ersten elektrischen Schalteinrichtungen bzw. deren verschaltete Batteriemodule, miteinander zu verschalten. Die zweite elektrische
Schalteinrichtung ist ausgestaltet, eine Gruppe von Batteriemodulen, welche untereinander mittels einer dieser ersten elektrischen Schalteinrichtungen verschaltet sind, zu isolieren, insbesondere wenn die Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, insbesondere wenn zumindest eines der Batteriemodule dieser Gruppe von Batteriemodulen ausgefallen ist, insbesondere wenn einer dieser Messfühler ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas festgestellt hat. Mittels dieser zweiten elektrischen Schalteinrichtungen sind die ersten elektrischen
Schalteinrichtungen und somit die Batteriemodule dieser mehreren
Modulaufnahmeeinrichtungen miteinander insbesondere parallel verschaltet. Mittels dieser zweiten elektrischen Schalteinrichtung sind die Batteriemodule dieser mehreren Modulaufnahmeeinrichtungen trennbar mit der elektrischen Verbindungseinrichtung verbunden. Diese zweite elektrische Schalteinrichtung weist zumindest einen, zwei oder mehrere dieser Stromleiteinrichtungen auf. Die zweite elektrische Schalteinrichtung weist zumindest eines oder mehrere dieser Schaltelemente auf, nachfolgend zweite Schaltelemente genannt. Die Stromleiteinrichtungen weisen je zumindest eine oder mehrere dieser
Modulanschlusselemente auf
Die ersten elektrischen Schalteinrichtungen, und somit die mit dieser
elektrischen Schalteinrichtung elektrisch verbundenen Batteriemodule, sind mit der zweiten elektrischen Schalteinrichtung jeweils mittels eines dieser zweiten Schaltelemente trennbar verbunden. Dieses zweite Schaltelement ist vorgesehen, von der Überwachungseinrichtung betätigt zu werden,
insbesondere wenn dies Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist. Im geöffneten Zustand eines dieser zweiten Schaltelemente sind im wesentlichen sämtliche Batteriemodule, welche mit der zugehörigen ersten elektrischen Schalteinrichtung elektrisch verbunden sind, gegenüber dieser zweiten elektrischen Schalteinrichtung isoliert.
Die Messeinrichtung weist zumindest einen oder mehrere dieser Messfühler auf, vorzugsweise zumindest einen Messfühler je Batteriemodul. Besonders bevorzugt weist die Messeinrichtung je Batteriemodul zumindest einen oder mehrere Messfühler für die Modulspannung, den Modulstrom, die
Modultemperatur, für ein Oxidationsprodukt und/oder für ein Rauchgas auf. Weiter weist die Messeinrichtung einen dieser Fühlerumschalter zur Abfrage der verschiedenen Messfühler auf. Weiter weist die Messeinrichtung
Messfühieranschlüsse zur Kontaktierung der verschiedenen Messfühler auf. Vorzugsweise sind mehrere Messfühieranschlüsse zu Messfühlern eines dieser Batteriemodule zu einem Vielpolanschluss zusammengefasst.
Die Überwachungseinrichtung ist mit der Messeinrichtung signaiverbunden. Die Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, physikalische Parameter
insbesondere der Batteriemodule zu überwachen. Die Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, Messwerte zu überwachen, welche von der Messeinrichtung bereitgestellt werden. Die Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest einen oder mehrere dieser Messwerte mit einem anderen dieser Messwerte, mit einem Vergleichswert oder einem Vergleichsintervall zu verknüpfen und zumindest ein Verknüpfungsergebnis bereitzustellen. Die
Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, zu erkennen, ob ein erfasster dieser physikalischen Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, vorzugsweise als Folge der Verknüpfung des zugehörigen Messwertes mit einem Vergleichswert oder einem Vergleichsintervall. Die
Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, mehrere erfasste dieser Messwerte miteinander zu verknüpfen. Die Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, insbesondere abhängig von zumindest einem oder mehreren dieser Messwerte oder einem dieser Verknüpfungsergebnisse auf den Ausfallzustand eines dieser Batteriemodule zu schließen. Die Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest eines dieser
Schaltelemente anzusteuern bzw. zu betätigen, insbesondere wenn ein erfasster dieser physikalischen Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist. Die Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise ausgestaltet, zumindest eine oder mehrere dieser Überbrückungseinrichtungen zu betätigen, insbesondere wenn ein erfasster dieser physikalischen Parameter außerhalb eines
vorgegebenen Bereiches ist.
Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung ausgestaltet, zumindest eines dieser ersten Schaltelemente zum Isolieren eines dieser Batteriemodule gegenüber der zugehörigen ersten elektrischen Schalteinrichtung zu betätigen, insbesondere wenn ein erfasster dieser physikalischen Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist.
Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung ausgestaltet, zumindest eine oder mehrere dieser Überbrückungseinrichtungen zu betätigen, insbesondere wenn ein erfasster dieser physikalischen Parameter außerhalb eines
vorgegebenen Bereiches ist, insbesondere wenn das Batteriemodul isoliert ist.
Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung ausgestaltet, das Isolieren einer Gruppe von Batteriemodulen, welche durch eine erste dieser elektrischen Schalteinrichtungen miteinander verschaltet sind, einzuleiten. Dazu kann die Überwachungseinrichtung dieser zweiten elektrischen Schalteinrichtung bzw. einem ihrer zweiten Schaltelemente ein entsprechendes Signal übermitteln.
Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung ausgestaltet, eine dieser ersten elektrischen Schalteinrichtungen mit dieser zweiten elektrischen
Schalteinrichtung zu verbinden, insbesondere im Anschluss an das Isolieren einer Gruppe von Batteriemodulen. Dazu kann Überwachungseinrichtung dieser ersten elektrischen Schalteinrichtung bzw. einen ihrer Schaltelement je ein entsprechendes Signal übermitteln. Vorzugsweise sind mehrere Signalleitungen zwischen der
Überwachungseinrichtung und weiteren Einrichtungen der
Energieversorgungsvorrichtung als ein Signalbus ausgebildet. Dieser Signalbus bzw. diese Signalleitungen dienen zur Übertragung von Daten, Signalen und/oder Messwerten zwischen der Überwachungseinrichtung, der
Messeinrichtung, der Kommunikationseinrichtung, der Löscheinrichtung, der Temperiereinrichtung, der Absaugeinrichtung, den Überbrückungseinrichtungen und/oder den Schaltelementen der elektrischen Schalteinrichtung.
Vorzugsweise sind diese Signalleitungen bzw. dieser Signalbus von zumindest einem Signalleitungskanal aufgenommen, wobei dieser zumindest eine
Signalleitungskanal ein Polymermaterial und/oder ein Metallblech aufweist. Die Löscheinrichtung weist einen Löschmittelspeicher für ein Löschmittel und Löschmittelkanäle auf. Diese Löschmittelkanäle verbinden den
Löschmittelspeicher mit zumindest einem oder mehreren dieser Batteriemodule. Vorzugsweise weist jeder dieser Löschmittelkanäle eines dieser steuerbaren Löschmitie.'ventile auf.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung dieser bevorzugten
Ausführungsform sind mehrere Löschmittelkanäle vom Löschmittelspeicher zu sämtlichen der Batteriemodule, insbesondere zu deren Moduleinhausungen geführt. So kann Löschmittel gezielt an eines der Batteriemodule abgegeben werden, wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für dieses Batteriemodul erfassten physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, insbesondere wenn die Messeinrichtung bzw. eine der Messfühler ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas feststellt. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil einer erhöhten Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung dieser bevorzugten
Ausführungsform ist einer dieser Löschmittelkanäle vom Löschmittelspeicher nacheinander durch mehrere dieser Batteriemodule geführt. Innerhalb der meisten, vorzugsweise innerhalb jedes dieser Batteriemodule bzw. deren Moduleinhausungen weist dieser Löschmittelkanal zumindest je einen dieser Löschmitteldurchlässe auf. Vorzugsweise weist die Löscheinrichtung je
Löschmittelkanal zumindest ein steuerbares Löschmittelventil auf.
Vorzugsweise ist das Löschmittelventil durch die Überwachungseinrichtung steuerbar. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das
Löschmittel gezielt an ein gefährdetes Batteriemodul abgegeben werden kann. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Aufwand zur Verrohrung verringert ist.
Die Temperiereinrichtung weist auf · mehrere dieser Temperierfluidkanäle zu verschiedenen dieser
Batteriemodule, vorzugsweise einen Temperierfluidkanal je
Batteriemodul, vorzugsweise zumindest einen zentralen
Temperierfluidkanal,
• mehrere dieser Fiuidkanalabschnitie, welche verschiedenen dieser Batteriemodule zugeordnet sind, vorzugsweise zumindest einen
Fluidkanalabschnitt je Batteriemodul, vorzugsweise mit
Schnellkupplungen zur Trennung des zugehörigen Fluidkanalabschnitts von der Temperiereinrichtung,
• ein Temperierfluid, welches zumindest zeitweise durch diese
Temperierfluidkanäle geführt ist,
• zumindest eine steuerbare Fluidfördereinrichtung zur Förderung des Temperierfluids durch zumindest einen dieser Temperierfluidkanäle,
• vorzugsweise zumindest einen Wärmetauscher, welcher mit zumindest einem dieser Temperierfluidkanäle verbunden ist, welcher zumindest zeitweise von diesem Temperierfluid durchströmbar ist, welcher zum Austausch von Wärmeenergie mit dem Temperierfluid und/oder mit der Umgebung ausgestaltet ist,
• vorzugsweise mehrere dieser Temperierfluiddurchlässe, welche
vorzugsweise verschiedenen dieser Batteriemodule zugeordnet sind, wobei besonders bevorzugt zumindest einer dieser
Temperierfluiddurchlässe in einem dieser Batteriemodule angeordnet ist.
Vorzugsweise ist der Wärmetauscher der Temperiereinrichtung benachbart zu einer Außenwand der Modulaufnahmeeinrichtung angeordnet, besonders bevorzugt mit dieser Außenwand verbunden. Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der Temperiereinrichtung verzweigt sich ein erster zentraler Temperierfluidkanal nach einer steuerbaren Fluidfördereinrichtung in mehrere Temperierfluidkanäle, vorzugsweise ebenso viele Temperierfluidkanäle wie Batteriemodule bzw. Fluidkanalabschnitte. Nach den Fluidkanalabschnitten vereinigen sich die Temperierfluidkanäle wieder zu einem weiten zentralen Temperierfluidkanal. Der zweite zentrale
Temperierfluidkanal ist mit dem Wärmetauscher verbunden. Nach dem
Wärmetauscher tritt das Temperierfluid wieder in den ersten zentralen
Temperierfluidkanal ein. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Temperierfluid am Eintritt in die verschiedenen Fluidkanalabschnitte im wesentlichen dieselbe Temperatur aufweist.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung mündet der erste zentrale Temperierfluidkanal in einen dieser Fluidkanalabschnitte auf. Das Temperierfluid durchströmt insbesondere nacheinander mehrere dieser Fluidkanalabschnitte der verschiedenen Batteriemodule. Nach Austritt aus dem letzten dieser Fluidkanalabschnitte führt der zweite zentrale Temperierfluidkanal zum
Wärmetauscher. Nach dem Wärmetauscher tritt das Temperierfluid wieder in den ersten zentralen Temperierfluidkanal ein. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Aufwand zur Führung des Temperierfluids verringert ist.
Vorzugweise ist dieser Spannungswandler zwischen die Stromleiteinrichtungen und die elektrische Verbindungseinrichtung geschaltet. Eines dieser zweiten Schaltelemente ist zwischen eine dieser Stromleiteinrichtungen und den
Spannungswandler oder zwischen den Spannungswandler und die elektrische Verbindungseinrichtung geschaltet. Der Spannungswandler ist zur Wandlung einer Gleichspannung in eine Wechselspannung und umgekehrt ausgestaltet. Vorzugsweise ist der Spannungswandler zur Spannungserhöhung und/oder Spannungsminderung ausgestaltet.
Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung eine
Hilfsenergieversorgungseinrichtung auf. Diese
Hilfsenergieversorgungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest zeitweise
Energie von zumindest einem dieser Batteriemodul aufzunehmen. Diese
Hilfsenergieversorgungseinrichtung ist ausgestaltet, zumindest zeitweise
Energie an diese Überwachungseinrichtung, diese Messeinrichtung und/oder diese Löscheinrichtung abzugeben, insbesondere wenn wenigstens eines dieser Batteriemodul ausfällt, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste
physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist.
Vorzugsweise ist diese Hilfsenergieversorgungseinrichtung ausgestaltet, zumindest zeitweise Energie an diese Kommunikationseinrichtung abzugeben. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass von der
Überwachungseinrichtung wesentliche Funktionen auch nach Ausfall zumindest eines dieser Batteriemodul erfüllt werden können.
Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung zumindest eine oder mehrere dieser Überbrückungseinrichtungen auf. Diese
Überbrückungseinrichtung entweder zwischen die Modulanschlüsse eines dieser Batteriemodule oder zwischen zwei dieser Modulanschlusselemente geschaltet. Vorzugsweise ist die Überbrückungseinrichtung durch die
Überwachungseinrichtung steuerbar. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass bei einem Ausfall eines dieser Batteriemodul, welches Teil einer Reihenschaltung von Batteriemodulen ist, die Reihenschaltung wieder hergestellt werden kann.
Vorzugsweise weist zumindest eine dieser Überbrückungseinrichtungen einen dieser Entladewiderstände auf. Die Überwachungseinrichtung ist ausgestaltet, ein insbesondere isoliertes Batteriemodul über diesen Entladewiderstand zumindest teilweise zu entladen. So kann der Ladezustand, d.h. die
gespeicherte Energie des betroffenen Batteriemoduls verringert werden, insbesondere vor der Entnahme des insbesondere isolierten Batteriemoduls aus der Energieversorgungsvorrichtung. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil erhöhter Betriebssicherheit.
Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung diese Absaugeinrichtung auf. Diese Absaugeinrichtung ist mit zumindest einem oder mehreren dieser Batteriemodule verbunden. Vorzugsweise weist die Absaugeinrichtung insbesondere je Modulaufnahmeeinrichtung zumindest einen dieser
Absaugkanäle auf. Vorzugsweise weist die Absaugeinrichtung zumindest einen zentralen Absaugkanal auf, in welchen mehrere dieser Absaugkanalabschnitte münden. Diese Absaugkanalabschnitte sind mit verschiedenen dieser
Batteriemodule insbesondere derselben Modulaufnahmeeinrichtung verbunden. Vorzugsweise weist diese Absaugeinrichtung eine Fluidfördereinrichtung für ein abzusaugendes Fluid auf, besonders bevorzugt eine Pumpe. Vorzugsweise weist die Absaugeinrichtung eine Fluidreinigungseinrichtung auf, welcher vorzugsweise das abgesaugte Fluid vor dessen Eintritt in die
Fluidfördereinrichtung reinigt. Diese Fluidreinigungseinrichtung ist ausgestaltet, das abgesaugten Fluid zu reinigen, bevor dieser abgesaugte Fluid in die
Umgebung austritt. Dazu weist die Fluidreinigungseinrichtung einen Filter und/oder Luftwäscher auf. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass Stoffe, welche durch die Druckentlastungseinrichtungen austreten, kontrolliert abgeführt werden können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Absaugeinrichtung je
Modulaufnahmeeinrichtung eine Anordnung aus einem ersten zentralen
Absaugkanal sowie zumindest einen Absaugkanalabschnitt je Batteriemodul der Modulaufnahmeeinrichtung auf, wobei diese Absaugkanalabschnitte in diesen ersten zentralen Absaugkanal auf münden. Mehrere dieser ersten zentralen Absaugkanäle münden in einen zweiten zentralen Absaugkanal. Dieser zweite zentrale Absaugkanal mündet in diese Fluidreinigungseinrichtung.
Vorzugsweise ist die Fluidfördereinrichtung der Absaugeinrichtung Teil des zweiten zentralen Absaugkanals. Vorzugsweise weist jeder dieser ersten zentralen Absaugkanäle einen dieser Messfühler insbesondere für ein
Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas auf. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil einer kanalisierten Zuführung eines abgesaugten Fluids zu dieser Fluidreinigungseinrichtung. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass eine Bestimmung eines ausgefallenen Batteriemoduls vereinfacht ist.
Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung eine dieser
Modulwechseleinrichtungen auf. Diese Modulwechseleinrichtung ist
ausgestaltet, ein insbesondere ausgefallenes Batteriemodul insbesondere einem dieser Fächer einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen zu entnehmen. Diese Modulwechseleinrichtung ist ausgestaltet, eines dieser Batteriemodule einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen zuzuführen, insbesondere in ein Fach einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen einzusetzen. Vorzugsweise ist diese Modulwechseleinrichtung mit dieser Überwachungseinrichtung signalverbunden. Vorzugsweise weist diese Modulwechseleinrichtung einen Greifer auf, welcher ausgestaltet ist, eines dieser Batteriemodule zumindest zeitweise lösbar zu ergreifen. Vorzugsweise weist die Modulwechseleinrichtung eine
Greiferführungseinrichtung zur Führung und Bewegung des Greifers relativ zu den übrigen Batteriemodulen bzw. den Modulaufnahmeeinrichtungen auf. Modulwechseleinrichtung ist ausgestaltet:
• ein Signal von der Überwachungseinrichtung zu empfangen, wobei
diesem Signal eine Kennung für das zu ergreifende Batteriemodul einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen bzw. für das zugehörige Fach beigefügt ist,
• das der Kennung entsprechende Batteriemodul, nachfolgend erstes
Batteriemodul genannt, zu ergreifen und der Modulaufnahmeeinrichtung zu entnehmen,
• das erste Batteriemodul an einem Untersuchungsplatz abzulegen, wobei vorzugsweise dieser Untersuchungsplatz zur Untersuchung des ersten Batteriemoduls ausgestaltet ist,
• das erste Batteriemodul in einem dieser Modulbehälter abzulegen,
• eines zweites dieser Batteriemodule aufzunehmen, welches dieser
Energieversorgungsvorrichtung noch nicht zugehörig ist, welches mit dieser Energieversorgungsvorrichtung noch nicht verbunden ist,
• das zweite Batteriemodul insbesondere einem Fach einer dieser
Modulaufnahmeeinrichtungen zuzuführen, insbesondere dem der Kennung entsprechende Fach,
• das zweite Batteriemodul in eines dieser Fächer einzusetzen,
insbesondere in das der Kennung entsprechende Fach
• beim Einsetzen des zweiten Batteriemoduls vorzugsweise dessen
Modulanschlüsse in entsprechende Modulanschlusselemente
einzusetzen, insbesondere eine Kontaktierung des zweiten
Batteriemoduls vorzubereiten, insbesondere zu bewirken,
• beim Einsetzen des zweiten Batteriemoduls vorzugsweise dessen
Messfühler zu kontaktieren, insbesondere dessen Messfühleranschlüsse mit entsprechenden Signalleitungen zu verbinden, beim Einsetzen des zweiten Batteriemoduls vorzugsweise dessen Schnellkupplungen mit zumindest einem dieser Löschmittelkanäle und/oder einem dieser Temperierfluidkanäle zu verbinden, beim Einsetzen des zweiten Batteriemoduls vorzugsweise dessen Verbindung mit zumindest einer dieser Signalleitungen vorzubereiten, insbesondere zu bewirken.
Diese Modulwechseleinrichtung bietet den Vorteil, dass insbesondere ohne menschliches Zutun ein erstes Batteriemodul entnommen und ein zweites Batteriemodul eingesetzt werden kann. Vorzugsweise sind die mehreren Modulaufnahmeeinrichtungen zueinander benachbart angeordnet, insbesondere entsprechend einem Regal.
Vorzugsweise weisen die Fächer zumindest eine ausziehbare Stützfläche auf, welche der vereinfachten Entnahme des vom Fach aufgenommenen
Batteriemoduls dient, welche dem vereinfachten Einsetzen des vom Greifer gehaltenen Batteriemoduls in das Fach dient. Vorzugsweise sind die
Modulaufnahmeeinrichtungen sowie die zweite dieser elektrischen
Schalteinrichtung von einem Vorrichtungsbehälter umgeben, insbesondere von einem Container. Vorzugsweise ist die elektrische Verbindungseinrichtung ist aus der Umgebung dieses Vorrichtungsbehälters zugänglich bzw. kontaktierbar. Vorzugsweise ist die Modulwechseleinrichtung entsprechend einem
Regalbediengerät ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Greifer des
Regalbediengerätes insbesondere hängend mittels zumindest einer Schiene geführt. Vorzugsweise ist der Wärmetauscher der Temperiereinrichtung außerhalb des Vorrichtungsbehälters angeordnet. Vorzugsweise sind die Kommunikationseinrichtung, insbesondere eine Datenschnittstelle, eine
Antenne, ein Leuchtmittel und/oder ein Lautsprecher der
Kommunikationseinrichtung aus dem Vorrichtungsbehälter herausgeführt bzw. aus der Umgebung des Vorrichtungsbehälters zugänglich. Vorzugsweise ist der Untersuchungsplatz zur Ablage eines ausgefallenen Batteriemoduls in diesem Vorrichtungsbehälter angeordnet ist.
Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Versorgung zumindest eines Verbrauchers bei Ausfall eines der Batteriemodule
insbesondere ohne menschliches Zutun aufrecht erhalten werden kann.
Eine vierte bevorzugte Ausführungsform weist von der dritten bevorzugten Ausführungsform insbesondere dadurch ab, dass Teile der Löscheinrichtung und Teile der Temperiereinrichtung zumindest abschnittsweise einstückig ausgebildet sind. Dabei dient das Temperierfluid auch als Löschmittel. Vorzugsweise ist zwischen einer Fluidfördereinrichtung der Temperiereinrichtung und zumindest einer dieser Moduleinhausungen zumindest einer dieser Temperierfluidkanäle zumindest abschnittsweise einstückig mit zumindest einem dieser
Löschmittelkanäle ausgebildet. Vorzugsweise verzweigen sich mehrere dieser Temperierfluidkanäle von einem zentralen Temperierfluidkanal zu verschiedenen dieser Batteriemodule bzw. Moduleinhausungen.
Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Versorgung zumindest eines Verbrauchers bei Ausfall eines der Batteriemodule
insbesondere ohne menschliches Zutun aufrecht erhalten werden kann. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der apparative Aufwand zur Führung des Löschmittels verringert ist. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet den Vorteil, dass das Löschmittel lediglich als Zusatz zum Temperierfluid ausgestaltet werden kann.
Betriebsverfahren
Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zum Betrieb einer dieser
Energieversorgungsvorrichtungen oder gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung, Weiterbildung oder Ausführungsform zumindest einen der folgenden Schritte auf:
51 Erfassen eines dieser physikalischen Parameter, insbesondere
betreffend eines dieser Batteriemodule, durch diese Messeinrichtung, insbesondere durch zumindest einen ihrer Messfühler,
52 Bereitstellen eines dieser Messwerte durch eine dieser
Messeinrichtungen, vorzugsweise an die Überwachungseinrichtung, insbesondere nach S1 ,
53 Auswerten bzw. Verarbeiten zumindest eines dieser Messwerte durch die Überwachungseinrichtung, vorzugsweise Verknüpfen dieses Messwertes mit einem Vergleichswert, besonders bevorzugt mit einem dieser vorgegebenen Bereiche, insbesondere nach S2, wobei die Überwachungseinrichtung insbesondere ein
Verknüpfungsergebnis oder einen logischen Wert erarbeiten kann, wobei die Überwachungseinrichtung insbesondere zumindest einen Befehl absetzen kann,
54 Isolieren zumindest eines dieser Batteriemodule gegenüber den
übrigen Batteriemodulen mittels einer dieser elektrischen
Schalteinrichtungen, vorzugsweise mittels Öffnen eines dieser Schaltelemente dieser elektrischen Schalteinrichtung, insbesondere ausgelöst durch die Überwachungseinrichtung, insbesondere nach S3, insbesondere wenn zumindest zwei dieser Batteriemodule parallel geschaltet sind, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist, Überbrücken eines isolierten dieser Batteriemodule mit einer dieser Überbrückungseinrichtungen, insbesondere ausgelöst durch die Überwachungseinrichtung, insbesondere nach S3, insbesondere wenn zumindest zwei dieser Batteriemodule in Reihe geschaltet sind, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist,
S6 Aktivieren der Löscheinrichtung, insbesondere durch die
Überwachungseinrichtung, insbesondere nach S3, vorzugsweise wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist, weiter bevorzugt wenn eine erfasste Temperatur eines dieser Batteriemodule außerhalb eines zulässigen Betriebstemperaturintervalls liegt, weiter bevorzugt wenn ein Oxidarionsprodukt und/oder ein Rauchgas festgestellt ist, worauf das Löschmittel an zumindest eines der Batteriemodule abgegeben wird,
Aktivieren der Temperiereinrichtung, insbesondere durch die
Überwachungseinrichtung, insbesondere nach S3, vorzugsweise wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist, weiter bevorzugt wenn eine erfasste Temperatur eines dieser Batteriemodule außerhalb eines zulässigen Betriebstemperaturintervalls liegt, worauf Wärmeenergie mit zumindest einem dieser Batteriemodule
ausgetauscht wird,
S8 Aktivieren der Kommunikationseinrichtung, insbesondere durch die Überwachungseinrichtung, insbesondere nach S3, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist, worauf zumindest einer dieser physikalischen Parameter oder ein
Verknüpfungsergebnis mitgeteilt wird
Entnehmen eines dieser Batteriemodule aus der
Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere aus dieser
Modulaufnahmeeinrichtung, insbesondere nach S3, insbesondere nach S4, insbesondere nach S8, insbesondere durch die
Modulwechseleinrichtung, wobei insbesondere diese
Modulanschlüsse und/oder diese Schnellkupplungen abgekoppelt werden, Einsetzen eines dieser Batteriemodule in diese
Modulaufnahmeeinrichtung, insbesondere nach S8, insbesondere nach S9, insbesondere durch die Modulwechseieinrichtung, wobei insbesondere diese Modulanschlüsse und/oder diese
Schnellkupplungen angekoppelt werden,
Aktivieren eines dieser Batteriemodule, insbesondere durch die Überwachungseinrichtung, insbesondere nach S4, insbesondere nach S10,
Anpassen der von den verschalteten Batteriemodulen bereitgestellten Spannung, insbesondere durch diesen Spannungswandler, vorzugsweise Wandein einer bereitgestellten Gleichspannung in eine Wechselspannung, weiter bevorzugt Mindern der bereitgestellten Gleichspannung, besonders bevorzugt Mindern der bereitgestellten Gleichspannung in eine Wechselspannung zur Versorgung von mittels Wechselspannung betriebenen Verbrauchern, vorzugsweise
S15 Isolieren zumindest einer dieser Batteriemodulanordnungen
gegenüber den übrigen Batteriemodulanordnungen mittels eines dieser Schaltelemente der zweiten elektrischen Schalteinrichtung, insbesondere ausgelöst durch die Überwachungseinrichtung, insbesondere nach S3, insbesondere wenn diese
Überwachungseinrichtung erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist, S16 Verbinden einer dieser Batteriemodulanordnungen mit der zweiten elektrischen Schalteinrichtung mittels eines dieser Schaltelemente der zweiten elektrischen Schalteinrichtung, insbesondere durch die Überwachungseinrichtung, insbesondere nach S15.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens Für ein erstes bevorzugtes Betriebsverfahren („Betriebsverfahren 1 ") sind zunächst nur die Batteriemodule der ersten Anzahl mittels der elektrischen Schalteinrichtung miteinander verschaltet und mit der elektrischen
Verbindungseinrichtung verbunden. Die Batteriemodule der zweiten Anzahl sind mittels der elektrischen Schalteinrichtung gegenüber der elektrischen
Verbindungseinrichtung sowie gegenüber den Batteriemodulen der ersten Anzahl isoliert. Die Überwachungseinrichtung, vorzugsweise auch diese
Messeinrichtung, ist aus zumindest einem dieser Batteriemodule der ersten Anzahl mit Energie versorgt. Vorzugsweise ist diese
Hilfsenergieversorgungseinrichtung zwischen die Überwachungseinrichtung und diese Batteriemodule geschaltet. Vorzugsweise ist dieser insbesondere bidirektionale Spannungswandler zwischen die elektrische Schalteinrichtung und die elektrische Verbindungseinrichtung geschaltet, insbesondere zur Wandlung einer von den verschalteten Batteriemodulen bereitgestellten Gleichspannung in eine an der elektrischen Verbindungseinrichtung für den zumindest einen Verbraucher bereitzustellende Wechselspannung.
Insbesondere periodisch wird gemäß Schritt S1 einer dieser physikalischen Parameter erfasst, vorzugsweise durch diese Messeinrichtung, besonders bevorzugt durch einen ihrer Messfühler. Vorzugsweise wird die elektrische Spannung der verschalteten Batteriemodule der ersten Anzahl, die Stärke des elektrischen Stroms, welcher diesen verschalteten Batteriemodulen entnommen wird und/oder die Temperatur zumindest eines dieser verschalteten
Batteriemodule erfasst.
Die Messeinrichtung stellt der Überwachungseinrichtung gemäß Schritt S2 zumindest einen dieser Messwerte zur Verfügung. Vorzugsweise stellt die Messeinrichtung insbesondere periodisch der Überwachungseinrichtung insbesondere je einen Messwert betreffend die Modulspannung, den
Modulstrom und/oder die Modultemperatur zur Verfügung.
Die Überwachungseinrichtung wertet die Messwerte gemäß Schritt S3 aus, vorzugsweise durch Verknüpfen dieses Messwertes mit einem Vergleichswert und/oder mit einem dieser vorgegebenen Bereiche. Vorzugsweise verarbeitet die Überwachungseinrichtung zumindest einen dieser Messwerte zu einem logischen Wert, welcher Aufschluss über den Betriebszustand des zugehörigen Batteriemoduls gibt. Die Überwachungseinrichtung unterscheidet aufgrund zumindest eines dieser physikalischen Parameter, eines dieser zugehörigen Messwerte oder diesem logischen Wert zwischen dem Versorgungszustand und dem Ausfallzustand eines dieser Batteriemodule. Wenn aufgrund von Schritt S3 lediglich von einer erhöhten Temperatur, vorzugsweise größer 60 °C, weiter bevorzugt größer 40 °C, des zugehörigen Batteriemoduls auszugehen ist, dann wird die Temperiereinrichtung, vorzugsweise deren Fluidfördereinrichtung, zur Abfuhr von Wärmeenergie aus diesem Batteriemodul aktiviert, gemäß Schritt S7, insbesondere durch die Überwachungseinrichtung. Vorzugsweise wird die Kommunikationseinrichtung aktiviert, gemäß Schritt S8, zur Mitteilung der eingeleiteten Abstellmaßnahme. Die Überwachungseinrichtung geht vom Ausfallzustand eines dieser
Batteriemodule aus, insbesondere wenn nach der Auswertung gemäß Schritt S3
• dieser wenigstens eine für das Batteriemodul erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist,
• eine Mindestspannung, insbesondere eine mindeste Klemmenspannung von diesem Batteriemodul nicht mehr bereitgestellt werden kann,
• ein Mindeststrom von diesem Batteriemodul nicht mehr abgegeben
werden kann,
• der Ladezustand nicht innerhalb eines zulässigen
Ladezustandsbereiches liegt, und/oder · die Modultemperatur außerhalb eines zulässigen
Betriebstemperaturintervalls liegt, wobei vorzugsweise das zulässige Betriebstemperaturintervall durch ΤΊ und T2 begrenzt ist.
Bei Vorliegen des Ausfallzustands kann die Überwachungseinrichtung insbesondere abhängig von zumindest einem dieser physikalischen Parameter zumindest eine von mehreren Abstellmaßnahmen einleiten, wie nachfolgend dargelegt. Vorzugsweise wird dabei die Kommunikationseinrichtung aktiviert, gemäß Schritt S8, insbesondere zur Mitteilung des Ausfallzustands,
insbesondere zur Mitteilung der ergriffenen Abstellmaßnahme. Vorzugsweise wird die Erfassung physikalischer Parameter gemäß Schritt S1 auch während und nach Ergreifen einer Abstellmaßnahme fortgesetzt. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil erhöhter Sicherheit der
Energieversorgungsvorrichtung. Als eine erste Abstellmaßnahme kann das Batteriemodul mittels dieser elektrischen Schalteinrichtung, insbesondere ausgelöst durch die
Überwachungseinrichtung, gegenüber den übrigen Batteriemodulen sowie der elektrischen Verbindungseinrichtung isoliert werden, gemäß Schritt S4.
Vorzugsweise wird dieser erste Abstellmaßnahme ergriffen, wenn der
Ausfallzustand nicht mit einer erheblichen Gefährdung der Umgebung durch das Batteriemodul verbunden ist, besonders bevorzugt bei fortgeschrittener Alterung des Batteriemoduls. Vorzugsweise steuert die Überwachungseinrichtung dazu eines der Schaltelemente der elektrischen Schalteinrichtung an. Wenn das zu isolierende Batteriemodul Teil einer Reihenschaltung aus mehreren dieser Batteriemodule ist, dann wird vorzugsweise das zu isolierte Batieriemoduie mittels einer dieser Überbrückungseinrichtungen überbrückt, gemäß Schritt S5, insbesondere ausgelöst durch die Überwachungseinrichtung. Vorzugsweise wird nach Schritt S4 eines dieser Batteriemodule, weiter bevorzugt ein
Batteriemodul der zweiten Anzahl, weiter bevorzugt ein bislang isoliertes Batteriemodul, mittels der elektrischen Schalteinrichtung mit der elektrischen Verbindungseinrichtung verbunden, gemäß Schritt S11 . Vorzugsweise steuert die Überwachungseinrichtung für Schritt 11 eines der Schaltelemente der elektrischen Schalteinrichtung an. Vorzugsweise wird die
Kommunikationseinrichtung aktiviert, gemäß Schritt S8, zur Mitteilung der eingeleiteten Abstellmaßnahme.
Als bevorzugte Weiterbildung dieser ersten Abstellmaßnahme wird das isolierte Batteriemodul nach Schritt S4 oder Schritt S5 aus der
Energiespeichereinrichtung entnommen, gemäß Schritt S9. Vorzugsweise wird das Batteriemodul an diesem Untersuchungsplatz zur Untersuchung des Batteriemoduls abgelegt. Vorzugsweise wird das Batteriemodul diesem Modulbehälter zugeführt, insbesondere abhängig vom Ergebnis der
Untersuchung des Batteriemodul am Untersuchungsplatz. Vorzugsweise wird eines dieser Batteriemodule an die Stelle des entnommenen Batteriemoduls eingesetzt, gemäß Schritt S10. Vorzugsweise wird das neu eingesetzte
Batteriemodul nach dem Einsetzen aktiviert, gemäß Schritt S11 . Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das ausgefallene
Batteriemodul die übrigen Batteriemodule der Energiespeichereinrichtung nicht nachteilig beeinflussen kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das ausgefallene Batteriemodul zur Untersuchung am Untersuchungsplatz insbesondere ohne menschliches Zutun bereitliegt.
Wenn aufgrund von Schritt S3 von einem Brand oder einem drohenden Brand eines dieser Batteriemodule auszugehen ist, dann kann die
Überwachungseinrichtung eine zweite Abstellmaßnahme ergreifen. Dazu wird die Löscheinrichtung zur Abgabe des Löschmittels an dieses Batteriemodul aktiviert, gemäß Schritt S6, insbesondere durch die Überwachungseinrichtung. Vorzugsweise wird die Kommunikationseinrichtung aktiviert, gemäß Schritt S8, zur Mitteilung der eingeleiteten Abstellmaßnahme. Insbesondere leitet die Überwachungseinrichtung diese zweite Abstellmaßnahme ein, wenn aufgrund zumindest eines dieser physikalischen Parameter die Wirkung der ersten Abstellmaßnahme nicht ausreichend erscheint. Vorzugsweise leitet die
Überwachungseinrichtung diese zweite Abstellmaßnahme ein, wenn der
Ausfallzustand mit einer Gefährdung für die Umgebung einhergeht,
insbesondere bei überhöhter Temperatur des Batteriemoduls, bei Vorliegen eines Oxidationsprodukts und/oder eines Rauchgases. Vorteilhaft ist diese Abstellmaßnahme mit der ersten Abstellmaßnahme kombinierbar.
Als bevorzugte Weiterbildung dieser zweiten Abstellmaßnahme wird das
Batteriemodul der Energiespeichereinrichtung entnommen, gemäß Schritt S9. Vorzugsweise wird das Batteriemodul an diesem Untersuchungsplatz zur Untersuchung des Batteriemoduls abgelegt. Vorzugsweise wird das
Batteriemodul diesem Modulbehälter zugeführt, insbesondere abhängig vom Ergebnis der Untersuchung des Batteriemodul am Untersuchungsplatz.
Vorzugsweise wird eines dieser Batteriemodule an die Stelle des entnommenen Batteriemoduls eingesetzt, gemäß Schritt S10. Vorzugsweise wird das neu eingesetzte Batteriemodul nach dem Einsetzen aktiviert, gemäß Schritt S11. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das ausgefallene
Batteriemodul die übrigen Batteriemodule der Energiespeichereinrichtung nicht nachteilig beeinflussen kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das ausgefallene Batteriemodul zur Untersuchung am Untersuchungsplatz insbesondere ohne menschliches Zutun bereitliegt. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der zumindest eine Verbraucher mit der ersten Leistung Li versorgt werden kann. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass Abstellmaßnahmen insbesondere gemäß Schritt S6 und/oder S9 im Wesentlichen ohne menschliches Zutun ergriffen werden, wodurch die Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung erhöht ist.
Für ein zweites bevorzugtes Betriebsverfahren („Betriebsverfahren 2") sind zunächst im Wesentlichen sämtliche dieser Batteriemodule der
Energieversorgungsvorrichtung mittels der elektrischen Schalteinrichtung miteinander verschaltet und mit der elektrischen Verbindungseinrichtung verbunden. Die Überwachungseinrichtung, vorzugsweise auch diese
Messeinrichtung, ist aus zumindest einem dieser Batteriemodule der ersten Anzahl mit Energie versorgt. Vorzugsweise ist diese
Hilfsenergieversorgungseinrichtung zwischen die Überwachungseinrichtung und diese Batteriemodule geschaltet. Vorzugsweise ist dieser insbesondere bidirektionale Spannungswandler zwischen die elektrische Schalteinrichtung und die elektrische Verbindungseinrichtung geschaltet, weiter bevorzugt zur
Wandlung einer von den verschalteten Batteriemodulen bereitgestellten
Gleichspannung in eine an der elektrischen Verbindungseinrichtung für den zumindest einen Verbraucher bereitzustellende Wechselspannung, weiter bevorzugt zur Minderung der Gesamtspannung der verschalteten Batteriemodule insbesondere auf die von der versorgten Verbrauchern geforderten Spannung.
Nachfolgend werden die Unterschiede zum Betriebsverfahren 1 dargelegt.
Wenn im Anschluss an Schritt S3 von einem Ausfallzustand auszugehen ist, wie zuvor dargelegt, dann wird Schritt S12 in zeitlichem Zusammenhang, vorzugsweise im Wesentlichen gleichzeitig mit einem der Schritte S4, S5 und/oder S6 ausgeführt. Dabei wird durch den Spannungswandler die von den verschalteten Batteriemodulen bereitgestellte Spannung an die von den versorgten Verbrauchern erforderte Spannung angepasst, vorzugsweise auf die von den versorgten Verbrauchern erforderte Spannung erhöht.
Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der zumindest eine Verbraucher mit der ersten Leistung U versorgt werden kann. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass Abstellmaßnahmen insbesondere gemäß Schritt S6 und/oder S9 im Wesentlichen ohne menschliches Zutun ergriffen werden, wodurch die Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung erhöht ist.
Für ein drittes bevorzugtes Betriebsverfahren („Betriebsverfahren 3") weist die Energieversorgungsvorrichtung mehrere dieser Batteriemodulanordnungen auf und ist vorzugsweise entsprechend der dritten bevorzugten Ausführungsform ausgebildet. Deren erste elektrischen Schalteinrichtungen verbinden jeweils mehrere dieser Batteriemodule miteinander, insbesondere in Reihenschaltung. Diese ersten elektrischen Schalteinrichtungen sind miteinander durch eine zweite dieser elektrischen Schalteinrichtungen verbunden. Die zweite elektrische Schalteinrichtung ist mit der elektrischen Verbindungseinrichtung insbesondere über einen dieser Spannungswandler verbunden.
Nachfolgend werden die Unterschiede zum Betriebsverfahren 2 dargelegt. Wenn im Anschluss an Schritt S3 von einem Ausfallzustand eines oder mehrerer Batteriemodule oder gar zumindest einer dieser Batteriemodulanordnungen auszugehen ist, dann wird die zugehörige Batteriemodulanordnung bzw. deren erste elektrische Schalteinrichtung gegenüber der zweiten elektrischen
Schalteinrichtung isoliert, gemäß Schritt S15, insbesondere mittels eines zweiten dieser Schaltelemente, insbesondere ausgelöst durch diese
Überwachungseinrichtung. Vorzugsweise erfolgt Schritt S15, wenn mehrere Batteriemodule derselben Batteriemodulanordnung gleichzeitig den
Ausfallzustand angenommen haben, besonders bevorzugt wenn
Übertemperatur, ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas zu mehreren dieser Batteriemodule festgestellt sind. Vorzugsweise wird Schritt S12 in zeitlichem Zusammenhang, besonders bevorzugt im Wesentlichen gleichzeitig mit Schritt S15 ausgeführt, besonders bevorzugt wenn als Folge von Schritt S15 die von den Batteriemodulen bereitgestellte elektrische Spannung geringer als die von den versorgten Verbrauchern erforderte Spannung ist. Dabei wird durch den Spannungswandler die von den verschalteten Batteriemodulanordnungen bereitgestellte Spannung an die von den versorgten Verbrauchern erforderte Spannung angepasst, vorzugsweise erhöht auf die von den versorgten
Verbrauchern erforderte Spannung. Vorzugsweise wird eine weitere dieser Batteriemodulanordnungen bzw. deren erste elektrische Schalteinrichtung mit der zweiten elektrischen
Schalteinrichtung verbunden, gemäß Schritt 16, insbesondere nach Schritt S15.
Vorzugsweise wird im Wesentlichen gleichzeitig mit Schritt S6 die
Absaugeinrichtung und/oder die Fluidreinigungeinrichtung aktiviert,
insbesondere über einen dieser Thermoschalter. Vorzugsweise wird im
Wesentlichen gleichzeitig mit Schritt S6 zumindest einer dieser
Löschmitteldurchlässe und/oder zumindest einer dieser
Temperierfluiddurchlässe geöffnet, worauf Löschmittel und/oder Temperierfluid an zumindest eines dieser Batteriemodule, welches sich im Ausfallzustand befindet, abgegeben werden kann. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung erhöht ist.
Vorzugsweise wird ein gemäß Schritt S9 entnommenes Batteriemodul in den Modulbehälter überführt. Dort kann das entnommene Batteriemodul abreagieren, ohne dass die Umgebung mehr als unvermeidbar beeinträchtigt wird. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die
Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung erhöht ist.
Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der zumindest eine Verbraucher mit der ersten Leistung versorgt werden kann. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass Abstellmaßnahmen insbesondere gemäß Schritt S6 und/oder S9 im Wesentlichen ohne menschliches Zutun ergriffen werden, wodurch die Betriebssicherheit der Energieversorgungsvorrichtung erhöht ist.
Ein viertes bevorzugtes Betriebsverfahren („Betriebsverfahren 4") weist die folgenden Schritte auf:
S13 Abführen einer ersten Energiemenge [J] aus einem ersten dieser
Batteriemodule, vorzugsweise in die Hilfsenergieversorgungseinrichtung, vorzugsweise veranlasst durch die Überwachungseinrichtung,
S14 Zuführen einer zweiten Energiemenge [J] zu einem zweiten dieser
Batteriemodule, vorzugsweise aus der
Hilfsenergieversorgungseinrichtung, vorzugsweise veranlasst durch die Überwachungseinrichtung, insbesondere nach S13
Vorzugsweise wird diese erste Energiemenge dem ersten Batteriemodul wiederholt, insbesondere periodisch entnommen. Vorzugsweise wird diese zweite Energiemenge dem zweiten Batteriemodul wiederholt, insbesondere periodisch zugeführt.
Vorzugsweise werden die Schritte S13 und/oder S14 je 1 mal während jedes 3. Tages durchgeführt, weiter bevorzugt 3 mal während jedes 7. Tages, weiter bevorzugt 5 mal während jedes 14. Tages. Vorzugsweise schließt sich an die Schritte ein Betriebszustand der Ruhe an.
Vorzugsweise wird während eines ersten Zeitintervalls dem ersten
Batteriemodul die erste Energiemenge entnommen. Während eines späteren zweiten Zeitintervalls wird dem zweiten Batteriemodul die zweite Energiemenge entnommen und dem ersten Batteriemodul zugeführt. Dabei dient die
Hilfsenergieversorgungseinrichtung als Zwischenspeicher für die erste
Energiemenge.
Vorzugsweise ist unter der ersten und/oder der zweiten Energiemenge eine elektrische Ladung q [C] zu verstehen, welche nur einen Bruchteil r [%] der Nennladekapazität Qnenn des ersten bzw. zweiten Batteriemoduls beträgt.
Vorzugsweise beträgt der Bruchteil r = q / Qnenn zumindest 0,1 %, 0,2%, 0,5%, 1 %, 2%, 5%, höchstens aber 10%.
Dieses bevorzugte Betriebsverfahren bietet den Vorteil, dass einer Passivierung bzw. einer kalendarischen Alterung insbesondere der Zellen zumindest eines dieser Batteriemodule entgegenzuwirken. Indem lediglich geringe elektrische Ladungen ausgetauscht werden, geht mit den Schritten S13 und/oder S14 eine nur geringfügige Alterung (zyklische Alterung) einher. Dieses bevorzugte Betriebsverfahren bietet den Vorteil einer verbesserten Verfügbarkeit der Energieversorgungsvorrichtung. Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung entspricht die erste
Energiemenge im Wesentlichen der zweiten Energiemenge. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass keine Energie an die Umgebung abgegeben wird.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Weiterbildung wird die dem ersten
Batteriemodul entnommene erste Energiemenge direkt dem zweiten
Batteriemodul zugeführt. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass Energie weder an die Hilfsenergieversorgungseinrichtung noch an die Umgebung abgegeben wird.
Gemäß einer dritten bevorzugten Weiterbildung ist die erste Energiemenge größer als die zweite Energiemenge. Die erste Energiemenge wird dem ersten Batteriemodul entnommen und der Hilfsenergieversorgungseinrichtung zugeführt. Die zweite Energiemenge wird der Hilfsenergieversorgungs- einrichtung entnommen und dem zweiten Batteriemodul zugeführt. Die
Differenz verbleibt in der Hilfsenergieversorgungseinrichtung. Diese
Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Hilfsenergieversorgungseinrichtung geladen werden kann.
Verwendungen der Energieversorgungsvorrichtung
Gemäß einer ersten bevorzugten Verwendung wird eine erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung oder eine ihrer Weiterbildungen zum Aufnehmen von insbesondere elektrischer Energie von einer regenerativen Energiequellen oder einem Stromnetz verwendet, insbesondere innerhalb eines ersten
Zeitintervalls. Diese bevorzugte Verwendung bietet den Vorteil, dass die
Energieversorgungsvorrichtung als Pufferspeicher elektrische Energie aufnehmen kann.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Verwendung wird eine erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung oder eine ihrer Weiterbildung zum Bereitstellen von insbesondere elektrischer Energie an ein Stromnetz oder einen insbesondere stationären Verbraucher verwendet, insbesondere innerhalb eines zweiten Zeitintervalls. Diese bevorzugte Verwendung bietet den Vorteil, dass die Energieversorgungsvorrichtung als Pufferspeicher elektrische Energie abgeben kann. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird eine erfindungsgemäße
Energieversorgungsvorrichtung auf beide Weisen verwendet. Vorzugsweise liegt dabei das erste Zeitintervall dem zweiten Zeitintervall voran. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Energieversorgungsvorrichtung als Pufferspeicher dienen kann. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt: schematisch eine erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung mit parallel geschalteten Batteriemodulen, schematisch eine weitere erfindungsgemäße
Energieversorgungsvorrichtung, deren Batteriemodule in Reihe geschaltet sind, mit Hilfsenergieversorgungseinrichtung, schematisch eine Weiterbildung der Energieversorgungsvorrichtung der Figur 2 mit mehreren Überbrückungseinrichtungen und
Entladewiderständen, schematisch eine Weiterbildung der Energieversorgungsvorrichtung der Figur 1 , mit Löscheinrichtung, Temperiereinrichtung, Spannungswandler, Absaugeinrichtung, Hilfsenergieversorgungseinrichtung und
Kommunikationseinrichtung, Fig. 5 schematisch eine Weiterbildung der Energieversorgungsvorrichtung der Figur 4, wobei die Temperiereinrichtung je Batteriemodul je einen Fluidkanalabschnitt mit Temperierfluiddurchlass aufweist,
Fig. 6 schematisch eine Weiterbildung der Energieversorgungsvorrichtung der Figur 5, wobei die Löscheinrichtung und die Temperiereinrichtung zumindest abschnittsweise einstückig ausgebildet sind,
Fig. 7 schematisch eine Weiterbildung der Energieversorgungsvorrichtung der Figur 2, mit Löscheinrichtung, Temperiereinrichtung, Spannungswandler, Absaugeinrichtung, Hilfsenergieversorgungseinrichtung und
Kommunikationseinrichtung, wobei die Löscheinrichtung und die
Temperiereinrichtung zumindest abschnittsweise einstückig ausgebildet sind,
Fig. 8 schematisch eine Energieversorgungsvorrichtung ähnlich der dritten bevorzugten Ausführungsform mit mehreren
Batteriemodulanordnungen, welche elektrisch mittels einer zweiten dieser elektrischen Schalteinrichtungen verbunden sind, mit
Löscheinrichtung, Temperiereinrichtung, Spannungswandler,
Absaugeinrichtung, Hilfsenergieversorgungseinrichtung und
Kommunikationseinrichtung, wobei die Löscheinrichtung und die
Temperiereinrichtung zumindest abschnittsweise einstückig ausgebildet sind,
Fig. 9 eine Ansicht von außen auf die Energieversorgungsvorrichtung gemäß Figur 8,
Fig. 10 eine Ansicht auf die Energieversorgungsvorrichtung gemäß Figur 9, wobei der Vorrichtungsbehälter um die Einrichtungen der
Energieversorgungsvorrichtung nicht dargestellt ist, Fig. 1 1 einen Ausschnitt der Figur 10, wobei eines der Batteriemodule aus einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen entnommen ist,
Fig. 12 eine geöffnete Moduleinhausung gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform,
Fig. 13 einen Ausschnitt der Figur 10, wobei die Moduleinhausung des
entnommenen Batteriemoduls geöffnet ist,
Fig. 14 ein bevorzugtes Betriebsverfahren für die
Energieversorgungsvorrichtung als Flussdiagramm,
Fig. 15 ein weiteres bevorzugtes Betriebsverfahren für die
Energieversorgungsvorrichtung als Flussdiagramm.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung 1 mit parallel geschalteten Batteriemodulen 2, 2a, 2b. Die Batteriemodule 2, 2a der ersten Anzahl sind mit der elektrischen Schalteinrichtung 5 und mit der elektrischen Verbindungseinrichtung 4 elektrisch verbunden. Das Batteriemodul 2b der zweiten Anzahl ist gegenwärtig gegenüber den übrigen Batteriemodulen 2, 2a und der elektrischen Verbindungseinrichtung 4 isoliert, ist bei Bedarf aber mit den übrigen Batteriemodulen 2, 2a verschaltbar, insbesondere auf
Veranlassung durch die Überwachungseinrichtung 3.
Die Energieversorgungsvorrichtung 1 weist auf diese elektrische
Verbindungseinrichtung 4, mit welcher die elektrische Schalteinrichtung 5 verbunden ist, diese Messeinrichtung 7 mit einem dieser Messfühler 8 je
Batteriemodul 2, diese Überwachungseinrichtung 3. Die elektrische
Verbindungseinrichtung 4 weist zwei dieser Vorrichtungsanschlüsse 22, 22a unterschiedlicher Polarität auf an welchen die Spannung der verschalteten Batteriemodule 2 anliegt. Die elektrische Schalteinrichtung 5 weist zwei dieser Stromleiteinrichtungen unterschiedlicher Polarität und einige dieser
Schaltelemente 24 auf. Diese Schaltelemente 24 sind von der
Überwachungseinrichtung 3 steuerbar. Eines dieser Schaltelemente 24 ist zwischen einen dieser Vorrichtungsanschlüsse 22 und eine dieser
Stromleiteinrichtungen geschaltet. Weitere Schaltelemente 24a, 24b sind zwischen die Batteriemodule 2 und eine dieser Stromleiteinrichtungen geschaltet zur ggf. erforderlichen Isolation des jeweiligen Batteriemoduls 2, 2a, 2b. Die Schaltelemente 24 und die Messfühler 8 sind über einen Signalbus 32, gestrichelt dargestellt, mit der Überwachungseinrichtung 3 verbunden. Die Messfühler 8, 8a, 8b dienen der Erfassung der Modulspannung, des
Modulstroms und/oder der Modultemperatur.
Fig. 2 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße
Energieversorgungsvorrichtung 1 . Die Batteriemodule 2, 2a der ersten Anzahl Ni sind in Reihe geschaltet. Das Batteriemodul 2b der zweiten Anzahl N2 ist in diese Reihenschaltung aufnehmbar, insbesondere auf Veranlassung durch die
Überwachungseinrichtung 3, ist gegenwärtig aber überbrückt.
Die Energieversorgungsvorrichtung 1 weist auf diese elektrische
Verbindungseinrichtung 4, mit welcher die elektrische Schalteinrichtung 5 verbunden ist, diese Messeinrichtung 7 mit einem dieser Messfühler 8, 8a, 8b je Batteriemodul 2, 2a, 2b, diese Überwachungseinrichtung 3, drei dieser
Überbrückungseinrichtungen 6, 6a, 6b und diese
Hilfsenergieversorgungseinrichtung 15. Die elektrische Verbindungseinrichtung 4 weist zwei dieser Vorrichtungsanschlüsse 22, 22a unterschiedlicher Polarität auf, an welchen die Spannung der verschalteten Batteriemodule 2, 2a, 2b anliegt. Die elektrische Schalteinrichtung 5 weist vier dieser
Stromleiteinrichtungen 46, 46a und ein Schaltelement 24 auf. Diese
Schaltelemente 24und die Überbrückungseinrichtung 6, 6a, 6b sind von der Überwachungseinrichtung 3 steuerbar. Eines dieser Schaltelemente 24 ist zwischen einen dieser Vorrichtungsanschlüsse 22a und eine dieser
Stromleiteinrichtungen geschaltet. Die Schaltelemente 24 und die Messfühler 8 sind über einen Signalbus 32 mit der Überwachungseinrichtung 3 verbunden. Die Messfühler 8, 8a, 8b dienen der Erfassung der Modulspannung, des Modulstroms und/oder der Modultemperatur.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Weiterbildung der Energieversorgungsvorrichtung 1 der Figur 2 mit drei Überbrückungseinrichtungen 6, 6a, 6b. Die
Batteriemodule 2, 2a der ersten Anzahl sind in Reihe geschaltet. Das
Batteriemodul 2b der zweiten Anzahl ist in diese Reihenschaltung aufnehmbar, insbesondere auf Veranlassung durch die Überwachungseinrichtung 3, ist gegenwärtig aber überbrückt und gegenüber den übrigen Batteriemodulen 2, 2a isoliert.
Obwohl nur ein Ladewiderstand 25 dargestellt ist, weist jede dieser
Überbrückungseinrichtungen 6, 6a, 6b einen eigenen Ladewiderstand auf. Die elektrische Schalteinrichtung 5 weist auch einige dieser Schaltelemente 24a, 24b auf, welche der Isolation je eines dieser Batteriemodule 2, 2a, 2b dienen. Im Übrigen entspricht diese Weiterbildung der Figur 2.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Weiterbildung der Energieversorgungsvorrichtung 1 der Figur 1 , mit dieser Löscheinrichtung 13, dieser Temperiereinrichtung 16, diesem Spannungswandler 12, dieser Absaugeinrichtung 29,
Hilfsenergieversorgungseinrichtung 5 und Kommunikationseinrichtung 14. Die Batteriemodule 2, 2a der ersten Anzahl sind mit der elektrischen
Schalteinrichtung 5 und mit der elektrischen Verbindungseinrichtung 4 elektrisch verbunden. Das Batteriemodul 2b der zweiten Anzahl ist gegenwärtig gegenüber den übrigen Batteriemodulen 2, 2a und der elektrischen
Verbindungseinrichtung 4 isoliert, ist bei Bedarf aber mit den übrigen
Batteriemodulen 2, 2a verschaltbar, insbesondere auf Veranlassung durch die Überwachungseinrichtung 3. Nachfolgend sind die Unterschiede gegenüber der
Energieversorgungsvorrichtung der Figur 1 dargelegt.
Der Spannungswandler 12 ist zwischen die elektrische Schalteinrichtung 5 und die elektrische Verbindungseinrichtung 4 geschaltet und stellt eine
Wechselspannung zur Versorgung von Verbrauchern zur Verfügung. Der Spannungswandler 12 wird von der Überwachungseinrichtung 3 zur
Aufrechterhaltung der von den Verbrauchern erforderten Spannung angesteuert, insbesondere wenn eines der Batteriemodule 2, 2a, 2b gegenüber den übrigen Batteriemodulen 2, 2a, 2b isoliert worden ist. Die Hilfsenergieversorgungseinrichtung 15 ist zwischen die Batteriemodule 2, 2a, 2b und die Überwachungseinrichtung 3 geschaltet. Die
Hilfsenergieversorgungseinrichtung 15 leistet die Energieversorgung zumindest der Überwachungseinrichtung 3 für den Fall eines umfangreicheren Ausfalls von Batteriemodulen 2, 2a, 2b. Vorzugsweise ist die
Hilfsenergieversorgungseinrichtung 15 als elektrochemische Zelle oder als Kondensator ausgebildet.
Die Kommunikationseinrichtung 14 ist mit der Überwachungseinrichtung 3 signalverbunden. Die Kommunikationseinrichtung 14 übermittelt bei Bedarf eine Information zu einem dieser physikalischen Parameter, einem dieser
Verknüpfungsergebnisse, einem dieser Betriebszustände eines dieser
Batteriemodule 2, 2a, 2b und/oder einer Abstellmaßnahme, insbesondere auf Veranlassung der Überwachungseinrichtung 3. Vorzugsweise ist die
Kommunikationseinrichtung 14 als Schnittstelle, die Leuchtmittel oder als akustischer Signalgeber ausgebildet, besonders bevorzugt als
Nahfunkeinrichtung.
Die Temperiereinrichtung 16 weist mehrere Fluidkanalabschnitte 17, 17a, 17b auf, gestrichelt dargestellt, welche sich in verschiedenen Batteriemodulen 2, 2a, 2b erstrecken, insbesondere in deren Moduleinhausungen 20. Die
Temperiereinrichtung 16 weist eine Pumpe 19 für das Temperierfluid und einen Wärmetauscher 33 zum Austausch von Wärmeenergie mit der Umgebung auf. Verschiedene Temperierfluidkanäle 37 verbinden die Fluidkanalabschnitte 17 mit der Pumpe 19 und dem Wärmetauscher 33. Die Pumpe 19 ist von der
Überwachungseinrichtung 3 angesteuert. Ein zentraler Temperierfluidkanal 37verzweigt sich in diese Fluidkanalabschnitte 17, 17a, 17b, sodass die
Temperatur des Temperierfluids beim Eintritt in diese Fluidkanalabschnitte 17, 17a, 17b im Wesentlichen dieselbe Temperatur aufweist. Die Löscheinrichtung 13 weist einen Löschmittelspeicher 34 auf, in welchem das Löschmittel unter Druck steht, mehrere Löschmittelkanäle 35, 35a, 35b zur Verbindung des Löschmittelspeichers 34 mit den Batteriemodulen 2, 2a, 2b, insbesondere mit deren Moduleinhausungen 20, mehrere Löschmittelventile 36 zur gezielten Abgabe des Löschmittels durch Lösch mitteldurch lasse 38 insbesondere in Wandungen der Moduleinhausungen 20. Die Löschmirtelventile 36, 36a, 36b sind von der Überwachungseinrichtung 3 ansteuerbar,
insbesondere wenn zumindest eines dieser Batteriemodule 2, 2a, 2b den
Ausfallzustand angenommen hat.
Die Absaugeinrichtung 29 weist eine Pumpe 19a und Absaugkanäle 30 zu den einzelnen Batteriemodulen 2, 2a, 2b auf. Die Pumpe 19a treibt, angesteuert durch die Überwachungseinrichtung 3, die abgesaugten Stoffe durch einen Filter 28, bevor die abgesaugten Stoffe in die Umgebung abgegeben werden.
Vorzugsweise wird die Pumpe 19a erst mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach Aktivierung der Löscheinrichtung 13 aktiviert, damit das Löschmittel Zeit und Gelegenheit zur Wirkung im Batteriemodul 2, 2a, 2b erhält.
Die Überwachungseinrichtung 3 ist über einen Signalbus 32 verbunden mit den Schaltelementen 24 der elektrischen Schalteinrichtung 5, mit den Pumpen 19, 19a von Temperiereinrichtung 16 und Absaugeinrichtung 29, mit den Löschmittelventilen 36, mit dem Spannungswandler 12 und der Kommunikationseinrichtung 14.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Weiterbildung der Energieversorgungsvorrichtung 1 der Figur 4, wobei die Temperiereinrichtung 16 je Batteriemodul 2, 2a, 2b je einen Fluidkanalabschnitt 17 mit Temperierfluiddurchlass 18 aufweist.
Abweichend von Fig. 4 sind die Batteriemodule 2, 2a der ersten Anzahl in Reihe geschaltet. Das Batteriemodul 2b der zweiten Anzahl ist auch Teil in dieser Reihenschaltung, ist gegenwärtig aber überbrückt.
Abweichend von Fig.4 weisen die Fluidkanalabschnitte 17 der
Temperiereinrichtung 16 Temperierfluiddurchlässe 18 auf. Vorzugsweise weist das Temperierfluid einen Gelbildner auf, welcher eine Löschwirkung des Temperierfluids unterstützt. Die Temperierfluiddurchlässe 18, 18a, 18b können mittels Thermoschaitern geöffnet werden. So ist die passive Sicherheit der Energieversorgungsvorrichtung 1 verbessert. Fig. 6 zeigt schematisch eine Weiterbildung der Energieversorgungsvorrichtung 1 der Figur 5, wobei die Löscheinrichtung 13 und die Temperiereinrichtung 16 zumindest abschnittsweise einstückig ausgebildet sind.
Abweichend von Fig. 5 mündet ein Löschmittelkanal 35, welcher von einem steuerbaren Löschmittelventil 36 versperrt ist, in einen der Temperierfluidkanäle 37. Nach dieser Mündung kann der Temperierfluidkanal 37 neben dem
Temperierfluid auch das Löschmittel führen. Damit ist die Verrohrung
vereinfacht.
Fig. 7 zeigt schematisch eine Weiterbildung der Energieversorgungsvorrichtung 1 der Figur 2, mit Löscheinrichtung 13, Temperiereinrichtung 16,
Spannungswandler 12, Absaugeinrichtung 29, Hilfsenergieversorgungseinrichtung 15 und Kommunikationseinrichtung 14, wobei die Löscheinrichtung 13 und die Temperiereinrichtung 16 zumindest abschnittsweise einstückig ausgebildet sind.
Hier sind auch die Batteriemodule 2b der zweiten Anzahl in Reihe mit den Batteriemodulen 2, 2a der ersten Anzahl geschaltet.
Der Spannungswandler 12 ist zwischen die elektrische Schalteinrichtung 5 und die elektrische Verbindungseinrichtung 4 geschaltet und stellt eine
Wechselspannung zur Versorgung von Verbrauchern zur Verfügung. Der Spannungswandler 12 wird von der Überwachungseinrichtung zur
Aufrechterhaltung der von den Verbrauchern erforderten Spannung angesteuert, insbesondere wenn eines der Batteriemodule 2, 2a, 2b gegenüber den übrigen Batteriemodulen 2, 2a, 2b isoliert worden ist. Gegenwärtig mindert der
Spannungswandler 12 die Summenspannung der verschalteten Batteriemodule 2, 2a, 2b auf die Nennspannung der von der Energieversorgungsvorrichtung 1 versorgten Verbraucher.
Die Hilfsenergieversorgungseinrichtung 15 ist zwischen die Batteriemodule 2, 2a, 2b und die Überwachungseinrichtung 3 geschaltet. Die
Hilfsenergieversorgungseinrichtung 15 leistet die Energieversorgung zumindest der Überwachungseinrichtung 3 für den Fall eines umfangreicheren Ausfalls von Batteriemodulen 2, 2a, 2b. Vorzugsweise ist die
Hilfsenergieversorgungseinrichtung 15 als elektrochemische Zelle oder als Kondensator ausgebildet.
Die Kommunikationseinrichtung 14 ist mit der Überwachungseinrichtung 3 signalverbunden. Die Kommunikationseinrichtung 14 übermittelt bei Bedarf eine Information zu einem dieser physikalischen Parameter, einem dieser
Verknüpfungsergebnisse, einem dieser Betriebszustände eines dieser
Batteriemodule 2, 2a, 2b und/oder einer Abstellmaßnahme, insbesondere auf Veranlassung der Überwachungseinrichtung 3. Vorzugsweise ist die
Kommunikationseinrichtung 14 als Schnittstelle, die Leuchtmittel oder als akustischer Signalgeber ausgebildet, besonders bevorzugt als
Nahfunkeinrichtung. Die Temperiereinrichtung 16 weist mehrere Fluidkanalabschnitte 17, 17a, 17b auf, gestrichelt dargestellt, welche sich in verschiedenen Batteriemodulen 2, 2a, 2b erstrecken, insbesondere in deren Moduleinhausungen 20. Die
Temperiereinrichtung 16 weist eine Pumpe 19 für das Temperierfluid und einen Wärmetauscher 33 zum Austausch von Wärmeenergie mit der Umgebung auf. Die Pumpe 19 ist von der Überwachungseinrichtung 3 angesteuert. Die Pumpe 19 treibt das Temperierfluid nacheinander durch die verschiedenen
Fluidkanalabschnitte 17, 7a, 7b in Richtung des Wärmetauschers 33. So ist die Verrohrung vereinfacht. Jeder dieser Fluidkanalabschnitte 17 weist einen dieser Temperierfluiddurchlässe 18 auf. Vorzugsweise weist das Temperierfluid einen Gelbiidner auf, welcher eine Löschwirkung des Temperierfiuids unierstützi. Die Temperierfluiddurchlässe 18 können durch die Überwachungseinrichtung 3, vorzugsweise mittels Thermoschaitern geöffnet werden. So ist die passive Sicherheit der Energieversorgungsvorrichtung verbessert.
Die Löscheinrichtung 13 weist einen Löschmittelspeicher 34 auf, in welchem das Löschmittei unter Druck steht. Der Löschmittelspeicher 34 mündet in einen Löschmittelkanal 35, welcher von einem steuerbaren Löschmittelventil 36 versperrt ist. Der Löschmittelkanal 35 mündet in einen der Temperierfluidkanäle 37. Nach dieser Mündung kann der Temperierfluidkanal 37 neben dem
Temperierfluid auch das Löschmittel führen. Damit ist die Verrohrung
vereinfacht. Das Löschmittel kann durch die Temperierfluiddurchlässe 18 gezielt an eines dieser Batteriemodule 2, 2a, 2b abgegeben werden.
Die Absaugeinrichtung weist eine Pumpe 19a und Absaugkanäle 30 zu den einzelnen Batteriemodulen 2, 2a, 2b auf. Die Pumpe 19a treibt, angesteuert durch die Überwachungseinrichtung 3, die abgesaugten Stoffe durch einen Filter 28, bevor die abgesaugten Stoffe in die Umgebung abgegeben werden.
Vorzugsweise wird die Pumpe 19a erst mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach Aktivierung der Löscheinrichtung 13 aktiviert, damit das Löschmittel Zeit und Gelegenheit zur Wirkung im Batteriemodul 2, 2a, 2b erhält. Die Überwachungseinrichtung 3 ist über einen Signalbus 32 verbunden mit den Schaltelementen 24 der elektrischen Schalteinrichtung 5, mit den Pumpen 19, 19a von Temperiereinrichtung 16 und Absaugeinrichtung 29, mit den
Löschmittelventilen 36, mit dem Spannungswandler 12 und der
Kommunikationseinrichtung 14. Fig. 8 zeigt schematisch eine Energieversorgungsvorrichtung 1 ähnlich der dritten bevorzugten Ausführungsform (Container) mit drei dieser
Batteriemodulanordnungen 39, 39a, 39b. Innerhalb dieser
Batteriemodulanordnungen 39, 39a, 39b sind die Batteriemodule 2, 2a, 2b mittels dieser ersten elektrischen Schalteinrichtung 5 in Reihe geschaltet. Zwei dieser Batteriemodulanordnungen 39, 39a sind durch die zweite elektrische
Schalteinrichtung 5a parallel geschaltet. Die Batteriemodule 2, 2a, 2b der dritten Batteriemodulanordnung 39b sind gegenwärtig gegenüber den übrigen
Batteriemodulen 2, 2a, 2b bzw. Batteriemodulanordnungen 39, 39a isoliert, sind bei Bedarf aber mit der zweiten elektrischen Schalteinrichtung 5a verbindbar. Vorzugsweise weisen die mit der zweiten elektrischen Schaiteinrichtung 5a verbundenen Batteriemodulanordnungen 39, 39a nur Batteriemodule 2, 2a der ersten Anzahl auf und die dritte Batteriemodulanordnung 39b nur Batteriemodule 2b der zweiten Anzahl auf.
Diese Energieversorgungsvorrichtung 1 weist diesen Spannungswandler 12, diese Absaugeinrichtung 29, diese Hilfsenergieversorgungseinrichtung 15 und diese Kommunikationseinrichtung 14auf, wie für Figur 7 dargelegt. Die Temperiereinrichtung 16 weist einen zentralen Temperierfluidkanal 37 auf, welcher sich in mehrere Temperierfluidkanäle 37a, 37b verzweigt, welche zu den verschiedenen Batteriemodulanordnungen 39 führen. So weist das
Temperierfluid beim Eintritt in die Batteriemodule 2, 2a, 2b der verschiedenen Batteriemodulanordnungen 39 im Wesentlichen dieselbe Temperatur auf. Je Batteriemodulanordnung 39 verzweigt sich einer dieser Temperierfluidkanäle 37a, 37b in je zumindest einen dieser Fluidkanalabschnitte 17 auf, gestrichelt dargestellt, welche sich in verschiedenen Batteriemodulen 2, 2a, 2b erstrecken, insbesondere in deren Moduleinhausungen 20. Die Temperiereinrichtung 16 weist eine Pumpe für das Temperierfluid und einen Wärmetauscher 33 zum Austausch von Wärmeenergie insbesondere mit der Umgebung auf.
Verschiedene Temperierfluidkanäle 37 verbinden die Fluidkanalabschnitte 17 mit der Pumpe 19 und dem Wärmetauscher 33. Die Pumpe 19 ist von der
Überwachungseinrichtung 3 angesteuert. Jeder dieser Fluidkanalabschnitte 17 weist einen dieser Temperierfluiddurchlässe 18 auf. Vorzugsweise weist das Temperierfluid einen Gelbildner auf, welcher eine Löschwirkung des
Temperierfluids unterstützt. Die Temperierfluiddurchlässe 18 können durch die Überwachungseinrichtung 3 geöffnet werden. Vorzugsweise können die
Temperierfluiddurchlässe 18 mittels Thermoschaitern geöffnet werden. So ist die passive Sicherheit der Energieversorgungsvorrichtung 1 verbessert.
Die Löscheinrichtung 13 weist einen Löschmittelspeicher 34 auf, in welchem das Löschmittel unter Druck steht. Der Löschmittelspeicher 34 mündet in einen Löschmittelkana! 35, welcher von einem steuerbaren Löschmittelventil 36 versperrt ist. Der Löschmittelkanal 35 mündet in einen der Temperierfluidkanäle 37, insbesondere in den zentralen Temperierfluidkanal. Nach dieser Mündung kann der zentrale Temperierfluidkanal 37 neben dem Temperierfluid auch das Löschmittel führen. So sind die die Löscheinrichtung 13 und die
Temperiereinrichtung 16 zumindest abschnittsweise einstückig ausgebildet und die Verrohrung vereinfacht. Das Löschmittel kann durch die
Temperierfluiddurchlässe 18 gezielt an eines dieser Batteriemodule 2, 2a, 2b abgegeben werden. Fig. 9 zeigt eine Ansicht von außen auf die Energieversorgungsvorrichtung 1 gemäß Figur 8. Der Vorrichtungsbehälter 31 ist als Container ausgebildet und umgibt diese Batteriemodulanordnungen 39. Aus dem Vorrichtungsbehälter 31 erstrecken sich Auslässe der Absaugeinrichtung 29. Durch die geöffnete Tür des Containers ist eine dieser Batteriemodulanordnungen 39 erkennbar. Diese Batteriemodulanordnung 39 weist eine Modulaufnahmeeinrichtung 10 auf, welche als Regal ausgebildet ist und Fächer für die Batteriemodule 2 aufweist. Die Fächer für die Batteriemodule 2 sind übereinander angeordnet und weisen ausziehbare Stützflächen auf. Die Batteriemodule 2sind durch diese erste elektrische Schalteinrichtung 5 miteinander verschaltet. Die Batteriemodule 2 weisen Moduleinhausungen 20 auf.
Nicht dargestellt sind ein Wärmetauscher 33 für die Temperiereinrichtung 16 und ein Wärmetauscher zur Kühlung der Stromleiteinrichtungen 46 der zweiten elektrischen Schalteinrichtung 5a und/oder der Vorrichtungsanschlüsse 22 der elektrischen Verbindungseinrichtung 4.
Fig. 10 zeigt eine Ansicht auf die Energieversorgungsvorrichtung 1 gemäß Figur 9, wobei der Vorrichtungsbehälter 31 um die Batteriemodulanordnungen 39, 39a, 39b nicht dargestellt ist.
Die Batteriemodulanordnungen 39, 39a, 39b sind in zwei Reihen nebeneinander angeordnet. Innerhalb der Batteriemodulanordnungen 39, 39a, 39b sind mehrere dieser Batteriemodule 2, 2a, 2b mittels je einer ersten elektrischen Schalteinrichtung 5 verschaltet. Jede dieser Batteriemodulanordnungen 39, 39a, 39b weist eine Modulaufnahmeeinrichtung 10 mit Fächern und ausziehbaren Stützflächen für die Batteriemodule 2, 2a, 2b auf. Diese ersten elektrischen Schalteinrichtungen 5 sind mit einer zweiten
elektrischen Schalteinrichtung 5a verbunden. Die zweite elektrische
Schalteinrichtung 5a ist mit der nicht dargestellten elektrischen Verbindungseinrichtung 4 verbunden. Nicht dargestellt ist der Spannungswandler 12.
Zwischen diesen Reihen von Batteriemodulanordnungen 39, 39a, 39b ist die Modulwechseleinrichtung 27 angeordnet. Hier ist die Modulwechseleinrichtung 27 an der Decke des Vorrichtungsbehälters 31 montiert. Die
Modulwechseleinrichtung 27 weist zwei Fahrschienen für diesen Greifer 40 auf. Der Greifer 40 ist ausgestaltet, eines dieser Batteriemodule 2, 2a, 2b zu ergreifen, welches mittels der ausziehbaren Stützflächen zur Entnahme bereitgestellt ist. Sobald das Batteriemodul 2, 2a, 2b mittels der ausziehbaren Stützflächen zur Entnahme bereitgestellt ist, sind die Modulanschlüsse 21 , 21 a von der ersten elektrischen Schalteinrichtung 5 getrennt. Weiter sind die
Schnellkupplungen für die Temperierfluidkanäle 37 und die Löschmittelkanäle 35 getrennt. Weiter sind die Messfühler 8, welche mit der Moduleinhausung 20 verbunden sind, vom Signalbus 32 getrennt. Je Reihe von Batteriemodulanordnungen 39, 39a, 39b weist die
Energieversorgungsvorrichtung 1 eine Absaugeinrichtung 29, 29a auf. Diese Absaugeinrichtungen 29, 29a sind mit den einzelnen Batteriemodulen 2, 2a, 2b verbunden und münden in die Umgebung. Nicht dargestellt ist die
Fluidreinigungseinrichtung 28. Nicht dargestellt sind der Untersuchungsplatz und der Modulbehälter, welche benachbart zu den Reihen der Batteriemodulanordnungen 39, 39a, 39b in Reichweite der Modulwechseleinrichtung 27 angeordnet sind.
Fig. 11 zeigt einen Ausschnitt der Figur 10, wobei eines der Batteriemodule 2 aus einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen 10 entnommen ist. Mittels der ausziehbaren Stützflächen ist das Batteriemodul 2 aus dem Fach der
Modulaufnahmeeinrichtung 10 gezogen, wobei die Modulanschlüsse 21 , der Fluidkanalabschnitt 17, die Druckentlastungseinrichtung 41 und die Signalleitungen 32a zu den Messfühlern getrennt sind. Dieses Batteriemodul 2 befindet sich in Reichweite der Modulwechseleinrichtung 27 und ist zur
Aufnahme durch den Greifer 40 vorbereitet.
Die Modulwechseleinrichtung 27 ist an der Decke des Vorrichtungsbehälters angeordnet und weist zwei Schienen zur Führung des Greifers 40 auf.
Fig.12 zeigt eine geöffneten Moduleinhausung 20 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Die Moduleinhausung 20 weist einen Modulkasten 43 und einen Moduldeckel 44 auf. Der Moduldeckel 44 ist mit dem Modulkasten 43 verschraubbar. Nicht dargestellt ist die Dichtung zwischen dem Moduldeckel 44 und dem Modulkasten 43. Vorliegend ist die Moduleinhausung 20 aus
Metallblech ausgebildet.
Am Modulkasten 43 sind angeordnet die Signalleitungen 32a zu den
Messfühlern 8, der Fluidkanalabschnitt 17, die Druckentlastungseinrichtung 41 , die Modulanschlüsse 21 , 21 a. Durch die Öffnung des Modulkastens 43 ist das Kabelfach 42 erkennbar, welches insbesondere zur Aufnahme elektrischen Leitern zur Verbindung der verschalteten Zellen mit den Modulanschlüssen 21 dient.
Die Druckentlastungseinrichtung 41 weist eine Öffnung in einer der Wandungen des Modulkastens 43 und ein selbstschließendes Auslassventil in dieser Öffnung auf.
Fig.13 zeigt einen Ausschnitt der Figur 10 bzw. 11 , wobei die Moduleinhausung 20 des der Modulaufnahmeeinrichtung 10 entnommenen Batteriemoduls 2 geöffnet ist.
Am Modulkasten 43 sind angeordnet die Signalleitungen 32a zu den
Messfühlern 8, der Fluidkanalabschnitt 17, die Druckentlastungseinrichtung 41 , die Modulanschlüsse 21 , 21 a. Durch die Öffnung des Modulkastens 43 ist das Kabelfach 42 erkennbar. Durch die Öffnung des Modulkastens 43 ist die
Zellverschaltungseinrichtung 45 zur Verschaltung der Zellen des Batteriemoduls 2 erkennbar. Die Druckentlastungseinrichtung 41 weist eine Öffnung in einer der Wandungen des Modulkastens 43 und ein selbstschließendes Auslassventil in dieser Öffnung auf.
Die Modulwechseleinrichtung 27 ist an der Decke des Vorrichtungsbehälters angeordnet und weist zwei Schienen zur Führung des Greifers 40 auf. Über den Batteriemodul 2 ist ein weiteres Batteriemodul 2a dargestellt. Dessen Signalleitungen 32b sind zur Modulaufnahmeeinrichtung 10 geführt. Innerhalb eines senkrechten Trägers der Modulaufnahmeeinrichtung 10 verläuft der Signalbus 32. Die Modulanschlüsse des oberen Batteriemoduls 2a sind mit den zugehörigen Modulanschlusselementen 23, 23a verbunden. Fig.14 zeigt ein bevorzugtes Betriebsverfahren für die
Energieversorgungsvorrichtung als Flussdiagramm.
Zunächst wird zumindest ein physikalischer Parameter zumindest eines dieser Batteriemodule erfasst, gemäß Schritt S1 . Die Messeinrichtung stellt zumindest einen entsprechenden Messwert bereit gemäß Schritt S2. Die Überwachungseinrichtung wertet diesen Messwert aus, gemäß Schritt S3. Sofern die Temperatur des zugehörigen Batteriemoduls außerhalb zulässiger Grenzen liegt, wird die Temperiereinrichtung durch die
Überwachungseinrichtung aktiviert, gemäß Schritt S7. Sofern die Auswertung des Messwertes aber ergibt, dass der Versorgungszustand des Batteriemoduls nicht mehr gegeben ist, aktiviert die Überwachungseinrichtung die
Kommunikationseinrichtung, gemäß Schritt S8.
Abhängig vom Ergebnis der Auswertung gemäß Schritt S3 und insbesondere abhängig vom erfassten physikalischen Parameter erfolgt eine Unterscheidung zwischen verschiedenen Betriebszuständen des Batteriemoduls. Dargestellt sind zwei mögliche Abstellmaßnahmen. Vorzugsweise wird während und nach dem Ergreifen von Abstellmaßnahmen die Erfassung physikalischer Parameter gemäß Schritt S1 für erhöhte Betriebssicherheit der
Energieversorgungsvorrichtung fortgesetzt. Die Abstellmaßnahme 1 , insbesondere ergriffen bei einem für die Umgebung nicht weiter gefährlichen Betriebszustand, besonders bevorzugt bei
fortgeschrittener Alterung des Batteriemoduls, weist ein elektrisches Isolieren des Batteriemoduls gemäß Schritt S4 auf. Anschließend kann das isolierte Batteriemodul gemäß Schritt S5 überbrückt werden, insbesondere wenn das Batteriemodul Teil einer Reihenschaltung ist. Das überbrückte Batteriemodul kann gemäß Schritt S9 entnommen werden und/oder ein weiteres Batteriemodul kann gemäß Schritt S10 eingesetzt und Schritt S11 aktiviert werden.
Die Abstellmaßnahme 2, insbesondere ergriffen bei Übertemperatur, Vorliegen eines Oxidationsprodukts und/oder eines Rauchgases, weist eine Aktivierung der Löscheinrichtung gemäß Schritt S6 auf. Das Batteriemodul kann gemäß
Schritt S9 entnommen werden und/oder ein weiteres Batteriemodul kann gemäß Schritt S10 eingesetzt und Schritt S11 aktiviert werden.
Fig.15 zeigt ein weiteres bevorzugtes Betriebsverfahren für eine bevorzugte Ausführungsform der Energieversorgungsvorrichtung als Flussdiagramm. Dazu weist die Energieversorgungsvorrichtung mehrere dieser
Batteriemodulanordnungen auf. Vorzugsweise dient zumindest eine dieser Batteriemodulanordnungen bzw. deren Batteriemodule zur Bereitstellung der Leistung AL. Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung zumindest einen dieser Spannungswandler auf, welcher besonders bevorzugt zwischen die zweite elektrische Schalteinrichtung und die elektrische Verbindungseinrichtung geschaltet ist. Zunächst wird zumindest ein physikalischer Parameter zumindest eines dieser Batteriemodule erfasst, gemäß Schritt S1. Die Messeinrichtung stellt zumindest einen entsprechenden Messwert bereit gemäß Schritt S2.
Die Überwachungseinrichtung wertet diesen Messwert aus, gemäß Schritt S3. Sofern die Temperatur des zugehörigen Batteriemoduls außerhalb zulässiger Grenzen liegt, wird die Temperiereinrichtung durch die
Überwachungseinrichtung aktiviert, gemäß Schritt S7. Sofern die Auswertung des Messwertes aber ergibt, dass der Versorgungszustand des Batteriemoduls nicht mehr gegeben ist, aktiviert die Überwachungseinrichtung die
Kommunikationseinrichtung, gemäß Schritt S8. Abhängig vom Ergebnis der Auswertung gemäß Schritt S3 und insbesondere abhängig vom erfassten physikalischen Parameter erfolgt eine Unterscheidung zwischen verschiedenen Betriebszuständen des Batteriemoduls. Dargestellt sind zwei mögliche Abstellmaßnahmen. Vorzugsweise wird während und nach dem Ergreifen von Abstellmaßnahmen die Erfassung physikalischer Parameter gemäß Schritt S1 für erhöhte Betriebssicherheit der
Energieversorgungsvorrichtung fortgesetzt.
Die Abstellmaßnahme 2, insbesondere ergriffen bei Übertemperatur, Vorliegen eines Oxidationsprodukts und/oder eines Rauchgases, weist eine Aktivierung der Löscheinrichtung gemäß Schritt S6 auf. Das Batteriemodul kann gemäß Schritt S9 entnommen werden und/oder ein weiteres Batteriemodul kann gemäß Schritt S10 eingesetzt und Schritt S11 aktiviert werden. Die Abstellmaßnahme 3, insbesondere ergriffen bei einer schwerwiegenden Fehlfunktion einer der Batteriemodulanordnungen, besonders bevorzugt wenn Übertemperatur, ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas zu mehreren dieser Batteriemodule festgestellt sind, weist das Isolieren zumindest eine dieser Batteriemodulanordnungen gemäß Schritt S15 auf.
Vorzugsweise wird Schritt S12 in zeitlichem Zusammenhang, besonders bevorzugt im wesentlichen gleichzeitig mit Schritt S15 ausgeführt, besonders bevorzugt wenn als Folge von Schritt S15 die von den Batteriemodulen bereitgestellte elektrische Spannung geringer als die von den versorgten
Verbrauchern erforderte Spannung ist. Als Folge wird die von den verschalteten Batteriemodulen bereitgestellte elektrische Spannung an die von den versorgten Verbrauchern erforderte Spannung angepasst.
Vorzugsweise wird Schritt S16 in zeitlichem Zusammenhang, besonders bevorzugt im wesentlichen gleichzeitig mit Schritt S15 ausgeführt, besonders bevorzugt wenn als Folge von Schritt S15 diese von den Batteriemodulen abgegebene elektrische Leistung bzw. deren elektrische Gesamtleistung geringer als die von den versorgten Verbrauchern erforderte Spannung ist. Als Folge können die Verbraucher unverändert mit der elektrischen ersten Leistung L-i versorgt werden.
Bezugszeichen
I Energieversorgungsvorrichtung
2, 2a, 2b Batteriemodul
3 Batteriemodul-Überwachungseinrichtung, Überwachungseinrichtung
Elektrische Verbindungseinrichtung
5, 5a, 5b Elektrische Schalteinrichtung
, 6a, 6b Überbrückungseinrichtung
Messeinrichtung
, 8a, 8b Messfühler
Fühlerumschalter
10 Modulaufnahmeeinrichtung
II Wärmeschutzeinrichtung
12 Spannungswandler
13 Löscheinrichtung
14 Kommunikationseinrichtung
15 Hilfsenergieversorgungseinrichtung
16 Temperiereinrichtung
17, 17a, 17b Fluidkanalabschnitt
18, 18a Temperierfluiddurchlass
19, 19a Fluidfördereinrichtung
0, 20a, 20b Moduleinhausung
1 , 21a Modulanschluss
2, 22a Vorrichtungsanschluss
3, 23a Modulanschlusselement
4, 24a, 24b Schaltelement
5 Entladewiderstand
6 Datenspeicher
7 Modulwechseleinrichtung
8 Fluidreinigungseinrichtung
9, 29a Absaugeinrichtung
0, 30a Absaugkanal Vorrichtungsbehälter, 32a, 32b Signalbus, Signalleitungen
Wärmetauscher
Löschmittelspeicher, 35a, 35b Löschmittelkanal
, 36a, 36b Löschmittelventil
, 37a, 37b Temperierfluidkanal
Löschmitteldurchlass, 39a, 39b Batteriemodulanordnungen
Greifer
Druckentlastungseinrichtung
Kabelfach
Modulkasten
Moduldeckel
Zellverschaltungseinrichtung, 46a Stromleiteinrichtung

Claims

P a t e n ta n s p r ü c h e
Energieversorgungsvorrichtung (1), insbesondere für den stationären Einsatz insbesondere in einem Gebäude, welche dafür vorgesehen ist, einen oder mehrere Verbraucher zumindest zeitweise mit einer elektrischen ersten Leistung Li zu versorgen, mit:
• einer ersten Anzahl von Batteriemodulen (2, 2a, 2b), welche
zumindest je eine, vorzugsweise wiederaufladbare, elektrochemische Zelle aufweisen, wobei die Anzahl Ni zu bemessen ist, dass damit unter Berücksichtigung der jeweiligen Leistung jedes Batteriemoduls (2, 2a, 2b) eine elektrische Gesamtleistung an die Verbraucher leitbar ist, welche zumindest gleich dieser ersten Leistung L ist,
• einer zweiten Anzahl N2 von Batteriemodulen (2, 2a, 2b), welche
zumindest je eine, vorzugsweise wiederaufladbare, elektrochemische Zelle aufweisen, wobei die Anzahl N2 zu bemessen ist, dass damit unter Berücksichtigung der jeweiligen Leistung jedes Batteriemoduls (2, 2a, 2b) eine elektrische Gesamtleistung an die Verbraucher leitbar ist, welche zumindest gleich einer Leistung ÄL ist,
• eine Batteriemodul-Überwachungseinrichtung (3) , welche zumindest einen physikalischen Parameter überwacht, durch welchen
zumindest zwei verschiedene Betriebszustände eines Batteriemoduls (2, 2a, 2b) erfassbar sind,
• eine elektrische Verbindungseinrichtung (4), um die erste Anzahl und die zweite Anzahl N2 von Batteriemodulen (2, 2a, 2b) elektrisch mit einem oder mehreren Verbrauchern zu verbinden und • einer elektrischen Schalteinrichtung (5, 5a), durch welche diese Batteriemodule (2, 2a, 2b) in Reihen- und/oder Parallelschaltung mit dieser elektrischen Verbindungseinrichtung (4) verbindbar sind, wobei diese elektrische Schalteinrichtung (5, 5a) so gestaltet ist, dass jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) elektrisch gegenüber den anderen Batteriemodulen (2, 2a, 2b) und/oder der elektrischen
Verbindungseinrichtung (4) isolierbar ist, wenn diese
Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, sowie ggf.
• eine Überbrückungseinrichtung (6, 6a, 6b), um ein isoliertes
Batteriemodul (2, 2a, 2b) elektrisch zu überbrücken, vorzugsweise wenn das isolierte Batteriemodul (2, 2a, 2b) Teil einer
Reihenschaltung aus zumindest zwei dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) ist. wobei die Anzahl N2 und die Leistung dieser zweiten Anzahl von
Batteriemodulen (2, 2a, 2b) so bemessen ist, dass diese erste Leistung U auch dann an den oder die Verbraucher übertragbar ist, wenn eine vorgegebene Anzahl ND dieser ersten oder dieser zweiten Anzahl von Batteriemodulen (2, 2a, 2b) ausfällt.
Energieversorgungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 , mit zumindest einer der folgenden Einrichtungen:
• eine Messeinrichtung (7), welche zur Erfassung zumindest eines
dieser physikalischen Parameter ausgestaltet ist, vorzugsweise zur Feststellung eines Oxidationsprodukts und/oder eines Rauchgases ausgestaltet ist, welche zur Bereitstellung zumindest eines
Messwertes ausgestaltet ist, wobei dieser Messwert repräsentativ für den erfassten physikalischer Parameter ist, welche zumindest einen Messfühler (8, 8a, 8b) aufweist, eine Modulaufnahmeeinrichtung (10), welche ausgestaltet ist, zumindest eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) insbesondere auswechselbar aufzunehmen, vorzugsweise zumindest zeitweise sämtliche dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) insbesondere
auswechselbar aufzunehmen,
• einer Wärmeschutzeinrichtung (11), welche ausgestaltet ist, einem Austausch von Wärmeenergie zwischen zwei benachbarten dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) entgegen zu wirken, welche vorzugsweise zwischen diesen benachbarten Batteriemodule (2, 2a, 2b)
insbesondere innerhalb der Modulaufnahmeeinrichtung (10) angeordnet ist, vorzugsweise zumindest aufweisend eine dieser Messeinrichtungen (7), eine dieser elektrischen Schalteinrichtungen (5, 5a) und diese
Modulaufnahmeeinrichtung (10).
Energieversorgungsvorrichtung (1), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachungseinrichtung (3) ausgestaltet ist, eine dieser elektrischen Schalteinrichtungen (5, 5a) zu betätigen, wobei die Überwachungseinrichtung (3) zum Empfang zumindest eines dieser Messwerte ausgestaltet ist, wobei die Überwachungseinrichtung (3) vorzugsweise ausgestaltet ist, eine dieser Überbrückungseinrichtungen (6, 6a, 6b) zu betätigen.
Energieversorgungsvorrichtung (1 ), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem insbesondere bidirektionalen
Spannungswandler (12), welcher zwischen zumindest eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) und die elektrische Verbindungseinrichtung (4) geschaltet ist, welcher ausgestaltet ist, zumindest zeitweise eine vorbestimmte Gleichspannung oder eine vorbestimmte
Wechselspannung bereitzustellen, insbesondere zur Versorgung der Verbraucher, welcher vorzugsweise ausgestaltet ist, zumindest zeitweise eine vorbestimmte Ladespannung oder einen vorbestimmten Ladestrom bereitzustellen, insbesondere zum Laden zumindest eines dieser
Batteriemodule (2, 2a, 2b).
Energieversorgungsvorrichtung (1), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einer Löscheinrichtung (13), welche dazu dient, einem Brand zumindest eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) zu begegnen, welche ausgestaltet ist, zumindest zeitweise ein Löschmittel insbesondere an eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) abzugeben, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes ßatreriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist, vorzugsweise wenn die Messeinrichtung (7) ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas feststellt, wobei vorzugsweise das Löschmittel ein inertes Fluid aufweist.
Energieversorgungsvorrichtung (1 ), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Kommunikationseinrichtung (14), welche
ausgestaltet ist, zumindest einen dieser physikalischen Parameter mitzuteilen bzw. zu übermitteln, welche vorzugsweise ausgestaltet ist, mitzuteilen bzw. zu übermitteln, dass wenigstens einer dieser erfassten physikalischen Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist.
Energieversorgungsvorrichtung (1 ), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Hilfsenergieversorgungseinrichtung (15), welche ausgestaltet ist, zumindest zeitweise zumindest eine dieser
Überwachungseinrichtungen (3), zumindest eine dieser Messeinrichtungen (7), zumindest eine dieser Löscheinrichtungen (13) und/oder eine dieser Kommunikationseinrichtungen (14) mit elektrischer Energie zu versorgen, vorzugsweise wenn wenigstens eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) ausfällt. 8. Energieversorgungsvorrichtung (1 ), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Temperiereinrichtung (16), welche ausgestaltet ist, zumindest zeitweise Wärmeenergie aus zumindest einem dieser
Batteriemodule (2, 2a, 2b) abzuführen, welche vorzugsweise ausgestaltet ist, zumindest zeitweise diesem Batteriemodul (2, 2a, 2b) ein
Temperierfluid zuzuführen, insbesondere wenn diese
Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereiches ist.
9. Energieversorgungsvorrichtung (1), gemäß Anspruch 8, wobei die zumindest eine Löscheinrichtung (13) zumindest einen Löschmittelkanal (35, 35a, 35b) aufweist, wobei dieser
Löschmittelkanal (35, 35a, 35b) zur Führung dieses Löschmittels ausgestaltet ist, und/oder
• die zumindest eine Temperiereinrichtung (16) zumindest einen
Temperierfluidkanal (37, 37a, 37b) aufweist, wobei dieser
Temperierfluidkanal (37, 37a, 37b) zur Führung dieses Temperierfluids ausgestaltet ist,
• vorzugsweise dieser zumindest eine Temperierfluidkanal (37, 37a, 37b) zumindest abschnittweise einstückig mit diesem zumindest einen Löschmittelkanal (35, 35a, 35b) ausgebildet ist. Energieversorgungsvorrichtung (1), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
• zumindest eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) mittels einer
Moduleinhausung (20, 20a) gegenüber der Umgebung begrenzt ist, wobei diese Moduleinhausung (20, 20a) ausgestaltet ist, einem unkontrollierten Austritt einer Substanz aus diesem Batteriemodul (2, 2a, 2b) in die Umgebung zu begegnen, insbesondere einem unkontrollierten Austritt eines Oxidationsproduktes und/oder eines Rauchgases,
• vorzugsweise zumindest einer dieser Messfühler (8, 8a, 8b) von
dieser Moduleinhausung (20, 20a) aufgenommen ist, wobei dieser Messfühler (8, 8a, 8b) vorzugsweise zur Feststellung eines
Oxidationsprodukts, eines Rauchgases und/oder zur Erfassung einer Temperatur des Batteriemoduls (2, 2a, 2b) ausgestaltet ist,
• vorzugsweise eine dieser Löscheinrichtungen (13) ausgestaltet ist, zumindest zeitweise das Löschmittel in diese Moduleinhausung (20, 20a) abzugeben, vorzugsweise wenn der Messfühler (8, 8a, 8b) ein Oxidationsprodukt und/oder ein Rauchgas feststellt.
Energieversorgungsvorrichtung (1), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
• zumindest zwei Batteriemodulanordnungen (39, 39a, 39b), welche je eine erste dieser elektrischen Schalteinrichtungen (5), welche mehrere Batteriemodule (2, 2a, 2b) aufweisen, wobei diese
Batteriemodule (2, 2a, 2b) durch diese erste elektrische
Schalteinrichtung (5) miteinander in Reihen- und/oder
Parallelschaltung verschaltbar sind, • einer zweiten dieser elektrischen Schalteinrichtungen (5a), welche mit dieser elektrischen Verbindungseinrichtung (4) verbindbar ist, welche mit diesen Batteriemodulanordnungen (39, 39a, 39b) verbindbar ist,
• vorzugsweise einem dieser Spannungswandler (12), welcher
besonders bevorzugt zwischen die zweite elektrische
Schalteinrichtung (5a) und diese elektrische Verbindungseinrichtung (4) geschaltet ist,
• vorzugsweise einer dieser Messeinrichtungen (7), einer dieser
Löscheinrichtungen (13), einer dieser Temperiereinrichtungen (16), einer dieser Kommunikationseinrichtungen (14) und/oder einer dieser Hilfsenergieversorgungseinrichtungen (15).
Energieversorgungsvorrichtung (1 ), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
• einem Modulbehälter, welcher zur Aufnahme eines dieser
Batteriemodule (2, 2a, 2b) ausgestaltet ist, welcher vorzugsweise zur Aufnahme eines insbesondere ausgefallenen Batteriemoduls (2, 2a, 2b) ausgestaltet ist, welcher vorzugsweise einem Austritt eines Stoffes des aufgenommenen Batteriemoduls (2, 2a, 2b), eines
Oxidatonsproduktes und/oder einem Rauchgas in die Umgebung des Modulbehälters entgegenwirken kann, und/oder
• einer Modulwechseleinrichtung (27), welche ausgestaltet ist, ein
insbesondere isoliertes und/oder defektes dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) einer dieser Modulaufnahmeeinrichtungen (10) zu entnehmen, welche ausgestaltet ist, eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) in eine dieser Modulaufnahmeeinrichtungen (10) einzusetzen. Energieversorgungsvorrichtung (1), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welche
• zumindest zeitweise eine erste Leistung Li von mindestens 1 kW
abgeben kann, vorzugsweise mindestens 10 kW, weiter bevorzugt mindestens 25 kW, weiter bevorzugt mindestens 50 kW,
vorzugsweise während zumindest 1 h, und/oder
• eine Energie von mindestensl O kWh bereitstellen kann, vorzugsweise mindestens 50 kWh.
Energieversorgungsvorrichtung (1 ), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) zumindest eine elektrochemische Zelle aufweist, wobei diese Zelle einen Separator aufweist, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend ist, und welcher aus einem zumindest teilweise stoffdurchlässigen Träger besteht, wobei der Träger vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet ist, wobei als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger vorzugsweise ein organisches Material verwendet wird, welches vorzugsweise als nicht verwebtes Vlies ausgestaltet ist, wobei das organische Material vorzugsweise ein
Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthalat (PET) enthält, wobei das organische Material mit einem anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Material beschichtet ist, welches weiter vorzugsweise in einem Temperaturbereich von - 40° C bis 200° C ionenleitend ist, wobei das anorganische Material bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate wenigstens eines der Elemente Zr, AI, Li enthält, besonders bevorzugt Zirkonoxid, und wobei das anorganische, ionenleitende Material bevorzugt Partikel mit einem größten
Durchmesser unter 100 nm aufweist. Verfahren zum Betrieb einer Energieversorgungsvorrichtung (1) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte:
51 Erfassen eines dieser physikalischen Parameter, insbesondere betreffend eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b), durch diese Messeinrichtung (7), insbesondere durch zumindest einen ihrer Messfühler (8, 8a, 8b), 2 Bereitstellen eines dieser Messwerte durch eine dieser
Messeinrichtungen (7), vorzugsweise an die
Überwachungseinrichtung (3), insbesondere nach S1 , 3 Auswerten bzw. Verarbeiten zumindest eines dieser Messwerte durch die Überwachungseinrichtung (3), vorzugsweise Verknüpfen dieses Messwertes mit einem Vergleichswert, besonders bevorzugt mit einem dieser vorgegebenen Bereiche, insbesondere nach S2, wobei die Überwachungseinrichtung (3) insbesondere ein Verknüpfungsergebnis oder einen logischen Wert erarbeiten kann, wobei die Überwachungseinrichtung (3) insbesondere zumindest einen Befehl absetzen kann, 4 Isolieren zumindest eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b)
gegenüber den übrigen Batteriemodulen (2, 2a, 2b) mittels einer dieser elektrischen Schalteinrichtungen (5, 5a), vorzugsweise mittels Öffnen eines dieser Schaltelemente (24, 24a, 24b) dieser elektrischen Schalteinrichtung (5, 5a), insbesondere ausgelöst durch die Überwachungseinrichtung (3), insbesondere nach S3, insbesondere wenn zumindest zwei dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) parallel geschaltet sind, insbesondere wenn diese
Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist,
Überbrücken eines insbesondere isolierten dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) mit einer dieser Überbrückungseinrichtungen(6, 6a, 6b), insbesondere ausgelöst durch die Überwachungseinrichtung (3), insbesondere nach S3, insbesondere wenn zumindest zwei dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) in Reihe geschaltet sind, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist,
Aktivieren der Löscheinrichtung (13), insbesondere durch die Überwachungseinrichtung (3), insbesondere nach S3,
insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist, worauf das Löschmittel an zumindest eines der Batteriemodule (2, 2a, 2b) abgegeben wird,
Aktivieren der Temperiereinrichtung (16), insbesondere durch die Überwachungseinrichtung (3), insbesondere nach S3,
insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist, worauf Wärmeenergie mit zumindest einem dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) ausgetauscht wird,
Aktivieren der Kommunikationseinrichtung (14), insbesondere durch die Überwachungseinrichtung (3), insbesondere nach S3, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist, worauf zumindest einer dieser physikalischen Parameter oder ein Verknüpfungsergebnis mitgeteilt wird,
Entnehmen eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) aus der Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere aus dieser
Modulaufnahmeeinrichtung (10), insbesondere nach S3, insbesondere nach S4, insbesondere nach S8, insbesondere durch die Modulwechseleinrichtung (27), wobei insbesondere diese Modulanschlüsse und/oder diese Schnellkupplungen abgekoppelt werden,
S10 Einsetzen eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) in diese
Modulaufnahmeeinrichtung (10), insbesondere nach S8, insbesondere nach S9, insbesondere durch die
Modulwechseleinrichtung (27), wobei insbesondere diese
Modulanschlüsse und/oder diese Schnellkupplungen angekoppelt werden, S11 Aktivieren eines dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b), insbesondere durch die Überwachungseinrichtung (3), insbesondere nach S4, insbesondere nach S10,
S12 Anpassen der von den verschalteten Batteriemodulen (2, 2a, 2b) bereitgestellten Spannung, insbesondere durch diesen
Spannungswandler (12), vorzugsweise Wandeln einer
bereitgestellten Gleichspannung in eine Wechselspannung, weiter bevorzugt Mindern der bereitgestellten Gleichspannung, besonders bevorzugt Mindern der bereitgestellten Gleichspannung in eine Wechselspannung zur Versorgung von mittels Wechselspannung betriebenen Verbrauchern,
S15 Isolieren zumindest einer dieser Batteriemodulanordnungen (39, 39a, 39b) bzw. deren Batteriemodulen (2, 2a, 2b) bzw. deren erster elektrischer Schalteinrichtung (5) gegenüber den übrigen Batteriemodulanordnungen (39, 39a, 39b) mittels eines dieser Schaltelemente (24, 24a, 24b) der zweiten elektrischen Schalteinrichtung (5a), insbesondere ausgelöst durch die
Überwachungseinrichtung (3), insbesondere nach S3, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist, S16 Verbinden einer dieser Batteriemodulanordnungen (39, 39a, 39b) mit der zweiten elektrischen Schalteinrichtung (5a) mittels eines dieser Schaltelemente (24, 24a, 24b) der zweiten elektrischen Schalteinrichtung (5a), insbesondere durch die
Überwachungseinrichtung (3), insbesondere nach S15. 6. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, mit den Schritten
• S1 , S2 und S3,
• S4, insbesondere wenn zumindest zwei dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) parallel geschaltet sind, und/oder S5, insbesondere wenn zumindest zwei dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b) in Reihe geschaltet sind, insbesondere wenn diese Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser
vorgegebenen Bereiche ist,
• vorzugsweise S6, S7 und/oder S8, insbesondere wenn diese
Überwachungseinrichtung (3) erkennt, dass dieser wenigstens eine für jedes Batteriemodul (2, 2a, 2b) erfasste physikalische Parameter außerhalb eines dieser vorgegebenen Bereiche ist.
17. Verfahren gemäß Anspruch 15, mit den Schritten
• S1 , S2 und S3,
• S15,
• vorzugsweise S8,
• vorzugsweise S12 und/oder S16.
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, mit den Schritten
513 Entnehmen einer ersten Energiemenge [J] aus einem ersten
dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b), vorzugsweise in die Hilfsenergieversorgungseinrichtung (15), vorzugsweise veranlasst durch die Überwachungseinrichtung (3),
514 Zuführen einer zweiten Energiemenge [J] zu einem zweiten dieser Batteriemodule (2, 2a, 2b), vorzugsweise aus der
Hilfsenergieversorgungseinrichtung (15), vorzugsweise veranlasst durch die Überwachungseinrichtung (3), insbesondere nach S13. Verwendung einer Energieversorgungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14
• zum Aufnehmen von insbesondere elektrischer Energie von einer regenerativen Energiequelle oder aus einem Stromnetz, insbesondere innerhalb eines ersten Zeitintervalls und/oder
• zum Bereitstellen von insbesondere elektrischer Energie an einen insbesondere stationären Verbraucher oder ein Stromnetz, insbesondere innerhalb eines zweiten Zeitintervalls. wobei vorzugsweise das erste Zeitintervall dem zweiten Zeitintervall vorangeht.
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