WO2019025168A1 - Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit - Google Patents

Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit Download PDF

Info

Publication number
WO2019025168A1
WO2019025168A1 PCT/EP2018/069211 EP2018069211W WO2019025168A1 WO 2019025168 A1 WO2019025168 A1 WO 2019025168A1 EP 2018069211 W EP2018069211 W EP 2018069211W WO 2019025168 A1 WO2019025168 A1 WO 2019025168A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
energy storage
unit
switching
storage unit
switching element
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/069211
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lothar Schindele
Alexander Schmidt
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN201880050272.9A priority Critical patent/CN110914096A/en
Publication of WO2019025168A1 publication Critical patent/WO2019025168A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to an energy storage system for providing electrical energy according to the preamble of the independent
  • the energy storage system for providing electrical energy according to the independent device claim has at least one connection means for providing an electrical potential of at least one first energy storage unit. Between the first
  • Energy storage unit and the connection means is a first switching unit for switching between at least a first disconnected state and a first connection state connected in series with the first energy storage unit. In the first disconnected state, the energy storage unit is from the
  • Connection means in particular electrically, separately.
  • Connection state is the first energy storage unit further with the
  • the first switching unit comprises a first switching element and a second switching element, wherein the first and the second switching element are connected in series with each other.
  • the energy storage system may preferably be a battery, in particular a vehicle battery.
  • Vehicle battery for example, be used as a starter battery or as a traction battery.
  • an energy storage unit can preferably be understood as a battery module.
  • an energy storage unit has a plurality of electrochemical storage cells in which energy can be stored, in particular wherein the energy storage cells within the energy storage unit i.a.
  • connection means may preferably be understood as a battery pole.
  • connection means can advantageously be the positive pole or the negative pole of the energy storage system.
  • the connection means can thus be used to connect the energy storage system with an electrical
  • connection means may comprise a contact which allows a tap of the electrical energy or the electrical potential, in particular outside of the energy storage system.
  • the electrical potential of the first energy storage unit may preferably include the potential, in particular electrical, energy of the energy storage unit, in particular based on a sample charge.
  • Potential of the first energy storage unit can thus the proportion of
  • the energy storage system may further comprise a plurality of energy storage units, preferably so that there is an overall potential at the connection means.
  • the first switching unit is further connected in series with the first energy storage unit and the connection means.
  • at least the first and / or the second switching element is opened in the first disconnected state, so that an electrical connection is interrupted.
  • the connection state are preferably the first and the second switching element closed.
  • the electrical potential at the first switching element corresponds to the electrical potential at the second switching element or substantially corresponds.
  • the first and second switching element are thus both arranged at a potential point of the energy storage system, in particular the energy storage unit.
  • the first energy storage unit can be switched off in an emergency situation in a targeted manner, in particular by the connection means. If the first or the second switching element does not open in the emergency situation, the respective other switching element can be activated so that it opens.
  • the first switching element is designed for reversibly causing the first separation state, and / or that the second switching element is designed for irreversibly inducing the first separation state.
  • the first disconnection state can, for example, be caused irreversibly by the second switching element being designed in the form of a fuse which opens in the emergency situation.
  • the irreversible induction may at least partially comprise the melting of an electrical component, in particular a fusible wire.
  • the first switching element can, for example, be monitored during operation in a simple manner and, if the first switching element has a fault, only the second switching element can be activated. Additionally or alternatively, the second switching element can be opened irreversibly in the emergency situation, to bring about the first disconnected state independently of the first switching element.
  • the first switching element has a holding means by which the first switching element is biased to produce the first disconnected state and / or that only in an emergency situation by the second switching element of the first separation state can be brought.
  • the emergency situation may include, for example, too high a current at the connection means and / or at the energy storage unit and / or at the first switching unit, and / or an exceeding of a limit load or a certain number of opening and / or closing operations of the first switching element. For example, a certain number of opening and / or
  • Closing movements indicate wear and thus forced an exchange by inducing the first separation state.
  • the emergency situation may include an accident of a vehicle.
  • the first switching element may advantageously have a contactor, which may be open by the bias in the normal state.
  • the second switching element can also be used in addition as a redundancy backup, wherein the second switching element can advantageously be based on a different operating principle than the first switching element, so that the safety of the energy storage system can be further increased.
  • the second switching element may be closed in normal operation and be opened only in the emergency situation. This can increase safety even further. In operation, it may happen that the first switching element adheres due to a contact welding and thus remains in the closed state, in particular though a bias voltage exists. In this case, the second switching element serves as an opener and thus as a redundant fuse.
  • Disconnected state can be brought about by the second switching element.
  • Pyrotechnic propellant may preferably comprise an explosive charge which triggers to open the second switching element.
  • a part of an electrical line, which comprises the second switching element can be blown open, so that an electrical current is generated Connection of the first energy storage unit is interrupted with the connection means.
  • the pyrotechnic propellant provides a reliable way the first separation state by the second switching element
  • the pyrotechnic propellant can be triggered in a short time, so that a corresponding response time can be reduced in an emergency. As a result, the security of the energy storage system can be further increased.
  • a control unit may further be provided by which the first switching unit can be monitored and by which the first and / or second switching element can be controlled.
  • both switching elements in particular each separately from each other, be controlled by the control unit, wherein a simultaneous control by the control unit is conceivable.
  • control unit may be designed to carry out a measurement of the current intensity within the first switching unit and to control the first and second switching element accordingly.
  • connection state can be realized.
  • the first switching unit can be controlled by a control current of the control unit and / or a magnetic field.
  • a coil is magnetized and thereby, for example, the first switching element is actuated.
  • An igniter of the pyrotechnic propellant charge can also be triggered by the control unit.
  • the control unit may be connected to a vehicle control unit. As a result, for example, the vehicle control unit can report an accident to the control unit, which correspondingly disconnects the first energy storage unit in order to bring about a safety state.
  • control unit is part of a central control unit of an energy storage system.
  • control unit may be part of, for example, a battery control unit, so that costs can be saved and simultaneously different Battery data in the control unit can merge to one
  • a second energy storage unit is provided, which is separated by a second switching unit for switching between a second separation state in which the second energy storage unit from the connection means and a second connection state in which the second energy storage unit Connection means is electrically connected, is connected in series, wherein the second switching unit is constructed identical to the first switching unit.
  • the second switching unit in particular a third switching element and a fourth switching element comprise, wherein the third and the fourth switching element are connected in series with each other.
  • the second energy storage unit can also be designed as a battery module.
  • the second energy storage unit can be connected in parallel with the first energy storage unit and the second switching unit with the first switching unit.
  • the electric potential at the third switching element may be the electric potential at the fourth
  • Switching unit is connected to the connection means, the safety of the second energy storage unit can be ensured, as already described for the first energy storage unit.
  • An emergency situation may e.g. also include an unequal state of charge of the first and second energy storage unit.
  • the energy storage system can thus be modularized.
  • the first energy storage unit can be transferred into the second separation state independently of the second energy storage unit.
  • the second separation state may preferably correspond to the first separation state and the second connection state to the first
  • Whole energy of the energy storage system can be made available, for example, to operate driver assistance systems of a vehicle.
  • further energy storage units can be provided, which are each connected via a further switching unit with the connection means.
  • the first and the second switching unit form a common structural unit.
  • the assembly of the energy storage system can be simplified and thus the manufacturing costs can be reduced overall.
  • the control unit for controlling the first and the second switching unit may be provided so that a single control unit is sufficient to operate both switching units.
  • a production of the first and second switching unit can be provided independently of the energy storage units and
  • a method for electrically disconnecting at least one first energy storage unit is one
  • the method comprises the following steps:
  • connection means which is electrically connected to the first energy storage unit, wherein a first
  • Switching unit between the first energy storage unit and the connection means is connected in series with the first energy storage unit
  • Connection means is disconnected.
  • Microprocessor may include.
  • the opening of the second switching element can preferably be carried out irreversibly, in particular by a pyrotechnic propellant charge.
  • a pyrotechnic propellant charge there is some redundancy, the second switching element being able to be controlled in emergency situations, in particular if opening of the first switching element is not possible.
  • Energy storage unit and the connection means is connected in series, wherein the second switching unit is actuated independently of the first switching unit.
  • the second switching unit it can be ensured by the second switching unit that, for example, in the case of a defect of an energy storage unit or in an emergency situation, for example, a residual amount of energy can still be made available while critical parts of the energy storage system can be switched off.
  • the energy of one of the energy storage units may suffice to supply a driving assistance of a vehicle of a vehicle, wherein this energy may, for example, be low enough to prevent a thermal runaway of the energy storage system or other harmful effects.
  • FIG. 1 shows an energy storage system according to the invention in a schematic illustration in a first exemplary embodiment
  • Figure 2 shows a first and second switching unit of an inventive
  • FIG. 3 shows a control device with a first switching unit in a schematic
  • Figures 4a-4d possible configurations of a disconnected state and a
  • FIG. 5 shows a method according to the invention in a schematic representation of the method steps according to another
  • FIG. 1 shows an energy storage system 1 according to the invention with a connection means 2, to which an electrical potential of a first and / or a second energy storage unit 4, 5 can be provided.
  • the connection means 2 can be a battery pole and the first and second energy storage unit 4, 5 can each be a battery module which has electrochemical storage cells.
  • a first switching unit 10 is provided, which is switchable between a first separation state I and a first connection state II and comprises a first switching element 11 and a second switching element 12.
  • a pyrotechnic explosive device 12.1 is provided, through which an opening of the second switching element 12 in particular irreversibly can be forced.
  • the pyrotechnic explosive device 12.1 can be triggered in an emergency situation by a control unit 50.
  • the control unit 50 may preferably be part of a central control unit of the energy storage system 1. Furthermore, between the Connection means 2 and the second energy storage unit 5, a second
  • Switching unit 20 is provided, which has a third switching element 21 and a fourth switching element 22.
  • the second switching unit 20 is analogous to the first switching unit 10, so that a pyrotechnic explosive charge 22.1 is provided, through which the fourth switching element 22 in a
  • the first switching unit 10 is thus arranged at a potential point of the first energy storage unit 4 and the second switching unit 20 at a potential point of the second energy storage unit 5.
  • the switching elements 11, 12 and 21, 22 can thus be a particularly high level of security and reliability
  • Energy storage system 1 be given to turn off in an emergency situation, at least one of the energy storage units 4,5, or separate from the connection means 2.
  • a further connection means 3 is provided, on which an electrical potential of the first and second energy storage unit 4, 5 can be provided.
  • an electrical potential of the first and second energy storage unit 4, 5 can be provided.
  • Energy storage unit 4 and the further connection means 3 and the fourth switching unit 40 between the further connection means 3 and the second energy storage unit 5 may be connected in series.
  • the overall safety of the energy storage system 1 can be further increased and the shutdown can be controlled in detail, in particular if the third and fourth switching units 30, 40 can also be controlled by the control unit 50.
  • the first and second switching units 10, 20 preferably form a common one
  • connection means 3 may comprise an electrical ground or be suitable for connection to a ground.
  • the first switching unit 10 is in the first disconnected state I and the second switching unit 20 is in a second disconnected state III.
  • both energy storage units 4, 5 are electrically isolated from the connection means 2.
  • Figure 2 shows an inventive energy storage system 1 in a schematic view in a further embodiment.
  • the connection means 2 also serves to provide an electrical potential of the first and / or second energy storage unit 4, 5 and is designed in particular for connecting the energy storage system 1 to a consumer.
  • the energy storage units 4, 5 are each connected to a ground.
  • a first switching unit 10 is connected between the connection means 2 and the first energy storage unit 4 and a second switching unit 20 is connected in series between the connection means 2 and the second energy storage unit 5.
  • the switching units 10, 20 are connected in parallel.
  • the first switching unit 10 has a first and a second switching element 11, 12, wherein the first and second switching element 11, 12 are connected in series with one another.
  • the second switching unit 20 furthermore has a third and a fourth switching element 21, 22, which are connected in series with one another. If now a first separation state I or a second separation state III can no longer be reached by the first or third switching element 11, 21 due to a defect, the second or fourth switching element 12, 22 can open. In the illustrated state, the first switching unit 10 is in a first disconnected state I and the second switching unit 20 in a second connected state IV, in particular so that the energy or electric potential of the second energy storage unit 5 is available at the connection means 2, the first energy storage unit 4 but is electrically isolated from the connection means 2.
  • FIG. 3 further shows a control unit 50, which cooperates with a switching unit 10 in a further exemplary embodiment.
  • control lines 52, 53 are provided, which the control unit 50 with the first
  • a control line 52 leads to a first
  • Switching element 11 of the first switching unit 10 and a control line 53 leads to a second switching element 12 of the switching unit 10.
  • the first switching unit 10 is connected to a measuring means 51, via which, for example, a current in the first switching unit 10 can be measured.
  • the measuring means 51 is further connected to the control unit 50, so that an emergency situation can be determined by the control unit 50 based on the measurement results of the measuring means 51.
  • the measurement results which the measuring means 51 makes available can in particular comprise measured data and / or raw data.
  • Figures 4a to 4c show possible configurations of a first
  • FIG. 4 a shows a first switching unit 10 in the first disconnected state I, the first one indicating this
  • Switching unit 10 a first switching element 11 and a second switching element 12.
  • a first switching element 11 In the separation state I shown in Figure 4a are both the first
  • the first switching element 11 comprises a contactor, which by a
  • Biasing means 13 is biased in an open state and by an actuating means 14, which may be, for example, a magnetizable coil, in a connection state II can be transferred.
  • the biasing means 13 may preferably comprise a spring.
  • FIG. 4b shows another possible one
  • FIG. 4c furthermore shows a further configuration of the first disconnection state I, wherein the second switching element 12 is open and the first switching element 11 is closed.
  • Figure 4d shows the first switching unit in a connection state II, wherein the first and the second switching element 11,12 are closed.
  • an electrical circuit which has the first switching unit 10, be closed.
  • Energy storage system 1 of the first embodiment in normal operation between the first separation and connection state I, II switches according to Figures 4b and 4d.
  • the first switching element 11 does not open due to a defect
  • Disconnected state I is produced in accordance with Figure 4c via the second switching element 12. If the emergency situation includes, for example, an accident of a vehicle in which the energy storage system 1 is installed, the separation state I according to FIG. 4 a can advantageously be established to produce a double
  • FIG. 5 furthermore shows a method 100 according to the invention for the electrical
  • Energy storage system 1 according to another embodiment in a schematic representation of the method steps.
  • Energy storage unit 4 is provided on an exclusion means 2, which is electrically connected to the first energy storage unit 4. Further, a first switching unit 10 between the first energy storage unit 4 and the
  • Connection means 2 connected in series with the first energy storage unit 4. During and / or after the provision 101 of the electrical potential, monitoring 102 of a first switching element 11 of the first switching unit takes place
  • the monitoring 102 may be performed by a control unit 50.
  • a determination 103 of the emergency situation and an opening 104 of a second switching element 12 of the first switching unit 10 takes place, the second switching element 12 being connected in series with the first switching element 11, so that the first energy storage unit 4 is disconnected from the connection means 2 becomes.
  • the opening 104 can take place irreversibly and / or by means of a pyrotechnic propellant charge 12.1.
  • a second energy storage unit 5 of the energy storage system 1 can be provided and the energy storage system 1 can have a second switching unit 20, which is actuated independently of the first switching unit 10.
  • an opening of a fourth switching element 22 may be provided, if a third
  • Switching element 21 of the second switching unit 20 fails.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The invention relates to an energy storage system (1) for providing electrical energy, having at least one connection means (2) for providing an electrical potential of at least a first energy storage unit (4), wherein a first switching unit (10) for switching between at least a first disconnected state (I), in which the first energy storage unit (4) is disconnected from the connection means (2), and a first connected state, in which the first energy storage unit (4) is electrically connected to the connection means (2), is connected in series with the first energy storage unit (4) between the first energy storage unit (4) and the connection means (2). The invention furthermore relates to a method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit (4) of an energy storage system (1).

Description

Beschreibung Titel  Description title
Energiespeichersystem sowie Verfahren zum elektrischen Trennen zumindest einer ersten Energiespeichereinheit  Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energiespeichersystem zur Bereitstellung elektrischer Energie gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen The present invention relates to an energy storage system for providing electrical energy according to the preamble of the independent
Vorrichtungsanspruches sowie ein Verfahren zum elektrischen Trennen zumindest einer ersten Energiespeichereinheit eines Energiespeichersystems gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch. Device claim and a method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit of an energy storage system according to the independent method claim.
Stand der Technik State of the art
Es sind diverse Energiespeichersysteme, wie z.B. Batterien, aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere im Fahrzeugbereich kann es dabei notwendig sein, derartige Energiespeichersysteme von der übrigen Elektronik des There are various energy storage systems, such as Batteries, known in the art. In particular, in the vehicle sector, it may be necessary, such energy storage systems of the rest of the electronics
Fahrzeuges zu trennen, bzw. die Stromzufuhr zu unterbrechen, um zur Vehicle to disconnect, or interrupt the power supply to the
Verbesserung der Sicherheit eine Notabschaltung zu erzeugen. Dabei ist es bspw. bekannt, zwischen Batteriepol und einem Batteriemodul einen Schalter anzuordnen, welcher im Notfall das Batteriemodul elektrisch abtrennt. Dadurch können zum einen Fehlströme vermieden werden, wenn das Fahrzeug zum Beispiel einen Unfall hat, und/oder ein thermisches Durchgehen der Batterie kann verhindert werden. Problematisch ist dabei jedoch, dass gerade im Bereich von Fahrzeugen in einem Notfall noch Restenergie benötigt wird, bspw. um Fahrassistenzsysteme, einen Airbag oder dergleichen, auszulösen. Darüber hinaus kann es vorkommen, dass der Schalter aufgrund einer Improve the safety of emergency shutdown. It is known, for example, to arrange a switch between battery terminal and a battery module, which in an emergency electrically disconnects the battery module. As a result, on the one hand, faulty currents can be avoided if the vehicle has an accident, for example, and / or thermal runaway of the battery can be prevented. The problem is, however, that even in the field of vehicles in an emergency residual energy is still needed, for example, to driver assistance systems, an airbag or the like, trigger. In addition, it may happen that the switch due to a
Kontaktverschweißung verklebt und somit eine zuverlässige Öffnung des Schalters im Notfall nicht gewährleistet sein kann. Aus der US 2016 / 254 521 AI ist es daher bekannt, Schalter in einer Batterie vorzusehen, die jeweils zwischen Batteriezellen geschaltet sind. Aus der CN 203932250 U ist es ferner bekannt, beidseitig eines Batteriemoduls jeweils einen Schalter anzuordnen. Durch diese Ausgestaltungen steigt jedoch die bauliche Komplexität deutlich an und insbesondere können in einem NotfallBonded contact and thus reliable opening of the switch can not be guaranteed in an emergency. From US 2016/254 521 AI it is therefore known to provide switches in a battery, which are each connected between battery cells. From CN 203932250 U, it is also known to arrange a switch on both sides of a battery module. Due to these configurations, however, the structural complexity increases significantly and in particular can in an emergency
Fehlströme an einem Potentialpunkt in der Batterie nicht zuverlässig vermieden werden. Fault currents at a potential point in the battery can not be reliably avoided.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß weist das Energiespeichersystem zur Bereitstellung elektrischer Energie nach dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch zumindest ein Anschlussmittel zum Bereitstellen eines elektrischen Potentials zumindest einer ersten Energiespeichereinheit auf. Zwischen der ersten According to the invention, the energy storage system for providing electrical energy according to the independent device claim has at least one connection means for providing an electrical potential of at least one first energy storage unit. Between the first
Energiespeichereinheit und dem Anschlussmittel ist eine erste Schalteinheit zum Umschalten zwischen zumindest einem ersten Trennzustand und einem ersten Verbindungszustand mit der ersten Energiespeichereinheit in Reihe geschaltet. Im ersten Trennzustand ist die Energiespeichereinheit dabei vom  Energy storage unit and the connection means is a first switching unit for switching between at least a first disconnected state and a first connection state connected in series with the first energy storage unit. In the first disconnected state, the energy storage unit is from the
Anschlussmittel, insbesondere elektrisch, getrennt. Im ersten Connection means, in particular electrically, separately. In the first
Verbindungszustand ist die erste Energiespeichereinheit ferner mit dem  Connection state is the first energy storage unit further with the
Anschlussmittel elektrisch verbunden. Weiterhin umfasst die erste Schalteinheit ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement, wobei das erste und das zweite Schaltelement miteinander in Reihe geschaltet sind. Connection means electrically connected. Furthermore, the first switching unit comprises a first switching element and a second switching element, wherein the first and the second switching element are connected in series with each other.
Insbesondere werden dadurch die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise behoben. Insbesondere wird durch ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem und/oder ein erfindungsgemäßes Verfahren die Sicherheit eines Energiespeichersystems, insbesondere in einer Notsituation, verbessert. In particular, the known from the prior art disadvantages are at least partially resolved. In particular, the safety of an energy storage system, in particular in an emergency situation, is improved by an inventive energy storage system and / or a method according to the invention.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Further features and details of the invention will become apparent from the
Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Energiespeichersystem beschrieben worden sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Vorzugsweise kann es sich bei dem Energiespeichersystem um eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, handeln. So kann eine derartige Subclaims, the description and the drawings. In this case, features and details that have been described in connection with the energy storage system according to the invention, of course, in the Connection with the method according to the invention and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or may be made. The energy storage system may preferably be a battery, in particular a vehicle battery. Such a
Fahrzeugbatterie bspw. als Starterbatterie oder als Traktionsbatterie genutzt werden. Insbesondere im Falle eines Unfalls des Fahrzeuges, ist es somit von besonderem Vorteil, wenn das Energiespeichersystem eine Redundanz der Schaltelemente aufweist. Unter einer Energiespeichereinheit kann im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Batteriemodul verstanden werden. Insbesondere weist eine Energiespeichereinheit mehrere elektrochemische Speicherzellen auf, in welchen Energie gespeichert werden kann, insbesondere wobei die Energiespeicherzellen innerhalb der Energiespeichereinheit u.a. Vehicle battery, for example, be used as a starter battery or as a traction battery. In particular, in the event of an accident of the vehicle, it is thus of particular advantage if the energy storage system has a redundancy of the switching elements. In the context of the present invention, an energy storage unit can preferably be understood as a battery module. In particular, an energy storage unit has a plurality of electrochemical storage cells in which energy can be stored, in particular wherein the energy storage cells within the energy storage unit i.a.
zueinander in Reihe geschaltet sind. Selbstverständlich können dabei auch eine oder mehrere Energiespeicherzellen parallel zueinander geschaltet sein. Unter einem Anschlussmittel kann vorzugsweise ein Batteriepol verstanden werden. So kann es sich bei dem Anschlussmittel vorteilhafterweise um den Pluspol oder den Minuspol des Energiespeichersystems handeln. Das Anschlussmittel kann somit zur Verbindung des Energiespeichersystems mit einem elektrischenconnected in series with each other. Of course, one or more energy storage cells can also be connected in parallel with each other. A connection means may preferably be understood as a battery pole. Thus, the connection means can advantageously be the positive pole or the negative pole of the energy storage system. The connection means can thus be used to connect the energy storage system with an electrical
Verbraucher ausgebildet sein. Insbesondere kann das Anschlussmittel einen Kontakt umfassen, welcher einen Abgriff der elektrischen Energie bzw. des elektrischen Potentials insbesondere außen am Energiespeichersystem erlaubt. Das elektrische Potential der ersten Energiespeichereinheit kann vorzugsweise die potentielle, insbesondere elektrische, Energie der Energiespeichereinheit, insbesondere bezogen auf eine Probeladung, umfassen. Das elektrische Consumers be trained. In particular, the connection means may comprise a contact which allows a tap of the electrical energy or the electrical potential, in particular outside of the energy storage system. The electrical potential of the first energy storage unit may preferably include the potential, in particular electrical, energy of the energy storage unit, in particular based on a sample charge. The electric
Potential der ersten Energiespeichereinheit kann somit den Anteil der Potential of the first energy storage unit can thus the proportion of
elektrischen Energie umfassen, welche die erste Energiespeichereinheit am Anschlussmittel zur Abnahme bereitstellt und/oder beiträgt. Das Energiespeicher- System kann ferner mehrere Energiespeichereinheiten aufweisen, vorzugsweise sodass sich ein Gesamtpotential am Anschlussmittel ergibt. Die erste Schalteinheit ist ferner mit der ersten Energiespeichereinheit und dem Anschlussmittel in Reihe geschaltet. Vorzugsweise ist dabei im ersten Trennzustand zumindest das erste und/oder das zweite Schaltelement geöffnet, sodass eine elektrische Verbindung unterbrochen ist. Im Verbindungszustand sind vorzugsweise das erste und das zweite Schaltelement geschlossen. Insbesondere kann include electrical energy, which provides the first energy storage unit on the connection means for acceptance and / or contributes. The energy storage system may further comprise a plurality of energy storage units, preferably so that there is an overall potential at the connection means. The first switching unit is further connected in series with the first energy storage unit and the connection means. Preferably, at least the first and / or the second switching element is opened in the first disconnected state, so that an electrical connection is interrupted. In the connection state are preferably the first and the second switching element closed. In particular, can
vorgesehen sein, dass im Verbindungszustand das elektrische Potential am ersten Schaltelement dem elektrischen Potential am zweiten Schaltelement entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Insbesondere sind das erste und zweite Schaltelement somit beide an einem Potentialpunkt des Energiespeichersystems, insbesondere der Energiespeichereinheit, angeordnet. be provided that in the connection state, the electrical potential at the first switching element corresponds to the electrical potential at the second switching element or substantially corresponds. In particular, the first and second switching element are thus both arranged at a potential point of the energy storage system, in particular the energy storage unit.
Somit ergibt sich durch das erfindungsgemäße Energiespeichersystem eine Redundanz der Schaltelemente, wodurch die Sicherheit des Systems erhöht wird. Tritt eine Notsituation auf, ist die erste Energiespeichereinheit zuverlässig vom Anschlussmittel insbesondere in dem entsprechenden Potentialpunkt trennbar. Dadurch kann beispielsweise ein Hauptschalter des This results in a redundancy of the switching elements by the energy storage system according to the invention, whereby the security of the system is increased. If an emergency situation occurs, the first energy storage unit can be reliably separated from the connection means, in particular in the corresponding potential point. As a result, for example, a main switch of the
Energiespeichersystems nicht notwendig sein oder eine zusätzliche Sicherheit bieten. Ferner kann die erste Energiespeichereinheit in einer Notsituation gezielt, insbesondere vom Anschlussmittel, abgeschaltet werden. Öffnet das erste oder das zweite Schaltelement in der Notsituation nicht, kann das jeweils andere Schaltelement aktiviert werden, sodass dieses öffnet. Energy storage system not be necessary or provide additional security. Furthermore, the first energy storage unit can be switched off in an emergency situation in a targeted manner, in particular by the connection means. If the first or the second switching element does not open in the emergency situation, the respective other switching element can be activated so that it opens.
Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass das erste Schaltelement zum reversiblen Herbeiführen des ersten Trennzustandes ausgebildet ist, und/oder dass das zweite Schaltelement zum irreversiblen Herbeiführen des ersten Trennzustandes ausgebildet ist. Somit kann im Normalbetrieb das erste In the context of the invention is also conceivable that the first switching element is designed for reversibly causing the first separation state, and / or that the second switching element is designed for irreversibly inducing the first separation state. Thus, in normal operation, the first
Schaltelement betätigbar sein und das zweite Schaltelement lediglich in einer Notsituation betätigbar sein. Der erste Trennzustand kann dabei bspw. dadurch irreversibel herbeigeführt werden, dass das zweite Schaltelement in Form einer Sicherung ausgeführt ist, welche in der Notsituation öffnet. Insbesondere kann das irreversible Herbeiführen zumindest teilweise das Schmelzen eines elektrischen Bauteils, insbesondere eines Schmelzdrahtes, umfassen. Dadurch kann in einfacher Art und Weise das erste Schaltelement bspw. während des Betriebes überwacht werden und, sofern das erste Schaltelement einen Fehler aufweist, erst das zweite Schaltelement aktiviert werden. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Schaltelement in der Notsituation irreversibel geöffnet werden, um unabhängig vom ersten Schaltelement den ersten Trennzustand herbeizuführen. Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass das erste Schaltelement ein Haltemittel aufweist, durch welches das erste Schaltelement zum Herstellen des ersten Trennzustandes vorgespannt ist und/oder dass lediglich in einer Notsituation durch das zweite Schaltelement der erste Trennzustand herbeiführbar ist. Die Notsituation kann dabei bspw. einen zu hohen Strom am Anschlussmittel und/oder an der Energiespeichereinheit und/oder an der ersten Schalteinheit, und/oder eine Überschreitung einer Grenzlast oder einer bestimmten Anzahl an Öffnungs- und/oder Schließvorgängen des ersten Schaltelementes umfassen. So kann beispielsweise eine bestimmte Anzahl an Öffnungs- und/oder Switching element be actuated and the second switching element can be actuated only in an emergency situation. In this case, the first disconnection state can, for example, be caused irreversibly by the second switching element being designed in the form of a fuse which opens in the emergency situation. In particular, the irreversible induction may at least partially comprise the melting of an electrical component, in particular a fusible wire. As a result, the first switching element can, for example, be monitored during operation in a simple manner and, if the first switching element has a fault, only the second switching element can be activated. Additionally or alternatively, the second switching element can be opened irreversibly in the emergency situation, to bring about the first disconnected state independently of the first switching element. In the context of the invention is also conceivable that the first switching element has a holding means by which the first switching element is biased to produce the first disconnected state and / or that only in an emergency situation by the second switching element of the first separation state can be brought. The emergency situation may include, for example, too high a current at the connection means and / or at the energy storage unit and / or at the first switching unit, and / or an exceeding of a limit load or a certain number of opening and / or closing operations of the first switching element. For example, a certain number of opening and / or
Schließbewegungen auf einen Verschleiß hindeuten und damit ein Austausch durch Herbeiführen des ersten Trennzustandes erzwungen werden. Closing movements indicate wear and thus forced an exchange by inducing the first separation state.
Insbesondere kann die Notsituation einen Unfall eines Fahrzeuges umfassen. Das erste Schaltelement kann vorteilhafterweise ein Schütz aufweisen, welches durch die Vorspannung im Normalzustand geöffnet sein kann. Wird die In particular, the emergency situation may include an accident of a vehicle. The first switching element may advantageously have a contactor, which may be open by the bias in the normal state. Will the
Zuschaltung der ersten Energiespeichereinheit benötigt, kann das erste Connection of the first energy storage unit needed, the first
Schaltelement schließen. Dadurch ist bereits eine hohe Sicherheit gegeben, da das erste Schaltelement bestrebt ist, in den Öffnungszustand verstellt zu werden. Das zweite Schaltelement kann ferner zusätzlich als Redundanzsicherung genutzt werden, wobei das zweite Schaltelement vorteilhafterweise auf einem anderen Funktionsprinzip beruhen kann, als das erste Schaltelement, so dass die Sicherheit des Energiespeichersystems weiter erhöht sein kann. Somit kann das zweite Schaltelement im Normalbetrieb geschlossen sein und nur in der Notsituation geöffnet werden. Dadurch kann die Sicherheit noch weiter gesteigert sein. Im Betrieb kann es vorkommen, dass das erste Schaltelement aufgrund einer Kontaktverschweißung verklebt und somit im geschlossenen Zustand verbleibt, insbesondere obwohl eine Vorspannung existiert. In diesem Fall dient das zweite Schaltelement als Öffner und damit als redundante Sicherung.  Close switching element. As a result, a high security is already given, since the first switching element is anxious to be adjusted in the open state. The second switching element can also be used in addition as a redundancy backup, wherein the second switching element can advantageously be based on a different operating principle than the first switching element, so that the safety of the energy storage system can be further increased. Thus, the second switching element may be closed in normal operation and be opened only in the emergency situation. This can increase safety even further. In operation, it may happen that the first switching element adheres due to a contact welding and thus remains in the closed state, in particular though a bias voltage exists. In this case, the second switching element serves as an opener and thus as a redundant fuse.
Es ist bei einem erfindungsgemäßen Energiespeichersystem ferner denkbar, dass ein pyrotechnischer Treibsatz vorgesehen ist, durch welchen der ersteIt is also conceivable in an energy storage system according to the invention that a pyrotechnic propellant is provided, through which the first
Trennzustand durch das zweite Schaltelement herbeiführbar ist. Der Disconnected state can be brought about by the second switching element. The
pyrotechnische Treibsatz kann vorzugsweise eine Sprengladung umfassen, welche auslöst, um das zweite Schaltelement zu öffnen. So kann beim Auslösen des pyrotechnischen Treibsatzes ein Teil einer elektrischen Leitung, welche das zweite Schaltelement umfasst, aufgesprengt werden, sodass eine elektrische Verbindung der ersten Energiespeichereinheit mit dem Anschlussmittel unterbrochen ist. Somit bietet der pyrotechnische Treibsatz eine zuverlässige Möglichkeit den ersten Trennzustand durch das zweite Schaltelement Pyrotechnic propellant may preferably comprise an explosive charge which triggers to open the second switching element. Thus, when the pyrotechnic propellant charge is triggered, a part of an electrical line, which comprises the second switching element, can be blown open, so that an electrical current is generated Connection of the first energy storage unit is interrupted with the connection means. Thus, the pyrotechnic propellant provides a reliable way the first separation state by the second switching element
herbeizuführen. Darüber hinaus kann der pyrotechnische Treibsatz in kurzer Zeit ausgelöst werden, sodass eine entsprechende Reaktionszeit in einem Notfall reduziert sein kann. Dadurch kann die Sicherheit des Energiespeichersystems weiter gesteigert sein. bring about. In addition, the pyrotechnic propellant can be triggered in a short time, so that a corresponding response time can be reduced in an emergency. As a result, the security of the energy storage system can be further increased.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Energiespeichersystem ferner eine Steuereinheit vorgesehen sein, durch welche die erste Schalteinheit überwachbar ist und durch welche das erste und/oder zweite Schaltelement ansteuerbar ist. Vorzugsweise können beide Schaltelemente, insbesondere jeweils getrennt voneinander, durch die Steuereinheit ansteuerbar sein, wobei auch eine gleichzeitige Ansteuerung durch die Steuereinheit denkbar ist. Durch die Steuereinheit kann somit eine optimale Überwachung realisiert sein. Preferably, in an energy storage system according to the invention, a control unit may further be provided by which the first switching unit can be monitored and by which the first and / or second switching element can be controlled. Preferably, both switching elements, in particular each separately from each other, be controlled by the control unit, wherein a simultaneous control by the control unit is conceivable. By the control unit can thus be realized optimal monitoring.
Insbesondere kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, eine Messung der Stromstärke innerhalb der ersten Schalteinheit vorzunehmen und das erste und zweite Schaltelement entsprechend anzusteuern. Somit kann durch die In particular, the control unit may be designed to carry out a measurement of the current intensity within the first switching unit and to control the first and second switching element accordingly. Thus, through the
Steuereinheit ein Umschalten zwischen dem Trennzustand und dem Switching between the disconnected state and the control unit
Verbindungszustand realisiert werden. Dazu kann vorgesehen sein, dass die erste Schalteinheit durch einen Steuerstrom der Steuereinheit und/oder ein Magnetfeld ansteuerbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Spule magnetisiert wird und dadurch zum Beispiel das erste Schaltelement betätigt wird. Auch ein Zünder des pyrotechnischen Treibsatzes kann durch die Steuereinheit auslösbar sein. Insbesondere kann die Steuereinheit mit einem Fahrzeugsteuergerät verbunden sein. Dadurch kann bspw. das Fahrzeugsteuergerät einen Unfall an die Steuereinheit melden, welche entsprechend die erste Energiespeichereinheit abtrennt, um einen Sicherheitszustand herbeizuführen. Connection state can be realized. For this purpose, it can be provided that the first switching unit can be controlled by a control current of the control unit and / or a magnetic field. In particular, it may be provided that a coil is magnetized and thereby, for example, the first switching element is actuated. An igniter of the pyrotechnic propellant charge can also be triggered by the control unit. In particular, the control unit may be connected to a vehicle control unit. As a result, for example, the vehicle control unit can report an accident to the control unit, which correspondingly disconnects the first energy storage unit in order to bring about a safety state.
Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass die Steuereinheit Teil einer Zentralsteuereinheit eines Energiespeichersystems ist. Somit ist es nicht notwendig, eine zusätzliche Steuereinheit für die erste Schalteinheit vorzusehen, sondern die Steuereinheit kann Teil bspw. einer Batteriesteuereinheit sein, sodass Kosten eingespart werden können und gleichzeitig verschiedene Batteriedaten in der Steuereinheit zusammenfließen können, um eine In the context of the invention is also conceivable that the control unit is part of a central control unit of an energy storage system. Thus, it is not necessary to provide an additional control unit for the first switching unit, but the control unit may be part of, for example, a battery control unit, so that costs can be saved and simultaneously different Battery data in the control unit can merge to one
zuverlässige Detektion einer Notsituation durchführen zu können. to perform reliable detection of an emergency situation.
Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass eine zweite Energiespeicher- einheit vorgesehen ist, welche durch eine zweite Schalteinheit zum Umschalten zwischen einem zweiten Trennzustand, in welchem die zweite Energiespeichereinheit vom Anschlussmittel getrennt ist und einem zweiten Verbindungszustand, in welchen die zweite Energiespeichereinheit mit dem Anschlussmittel elektrisch verbunden ist, in Reihe geschaltet ist, wobei die zweite Schalteinheit baugleich zu der ersten Schalteinheit ausgebildet ist. Somit kann die zweite Schalteinheit, insbesondere ein drittes Schaltelement und ein viertes Schaltelement umfassen, wobei das dritte und das vierte Schaltelement in Reihe zueinander geschaltet sind. Die zweite Energiespeichereinheit kann ebenfalls als Batteriemodul ausgeführt sein. Insbesondere kann die zweite Energiespeichereinheit zur ersten Energiespeichereinheit und die zweite Schalteinheit zur ersten Schalteinheit parallelgeschaltet sein. Ferner kann im Verbindungszustand das elektrische Potential am dritten Schaltelement dem elektrischen Potential am vierten In the context of the invention is also conceivable that a second energy storage unit is provided, which is separated by a second switching unit for switching between a second separation state in which the second energy storage unit from the connection means and a second connection state in which the second energy storage unit Connection means is electrically connected, is connected in series, wherein the second switching unit is constructed identical to the first switching unit. Thus, the second switching unit, in particular a third switching element and a fourth switching element comprise, wherein the third and the fourth switching element are connected in series with each other. The second energy storage unit can also be designed as a battery module. In particular, the second energy storage unit can be connected in parallel with the first energy storage unit and the second switching unit with the first switching unit. Further, in the connection state, the electric potential at the third switching element may be the electric potential at the fourth
Schaltelement entsprechen, insbesondere so dass die zweite Schalteinheit an einem Potentialpunkt der zweiten Energiespeichereinheit angeordnet ist. Wenn somit eine zweite Energiespeichereinheit vorgesehen ist, welche über die zweiteCorresponding switching element, in particular so that the second switching unit is disposed at a potential point of the second energy storage unit. Thus, if a second energy storage unit is provided, which via the second
Schalteinheit mit dem Anschlussmittel verbunden ist, kann auch die Sicherheit der zweiten Energiespeichereinheit gewährleistet sein, wie bereits zur ersten Energiespeichereinheit beschrieben. Eine Notsituation kann z.B. auch einen ungleichen Ladezustand der ersten und zweiten Energiespeichereinheit umfassen. Insbesondere kann das Energiespeichersystem somit modularisiert aufgebaut sein. Insbesondere kann die erste Energiespeichereinheit unabhängig von der zweiten Energiespeichereinheit in den zweiten Trennzustand überführbar sein. Der zweite Trennzustand kann vorzugsweise dem ersten Trennzustand entsprechen und der zweite Verbindungszustand dem ersten Switching unit is connected to the connection means, the safety of the second energy storage unit can be ensured, as already described for the first energy storage unit. An emergency situation may e.g. Also include an unequal state of charge of the first and second energy storage unit. In particular, the energy storage system can thus be modularized. In particular, the first energy storage unit can be transferred into the second separation state independently of the second energy storage unit. The second separation state may preferably correspond to the first separation state and the second connection state to the first
Verbindungszustand. Dadurch kann bspw. in einem Notfall lediglich eine Connection status. Thus, for example, in an emergency, only one
Energiespeichereinheit abgeschaltet werden, sodass noch ein Teil der  Energy storage unit are turned off, so still part of the
Gesamtenergie des Energiespeichersystems zur Verfügung gestellt werden kann, bspw. um Fahrassistenzsysteme eines Fahrzeuges zu betreiben. Whole energy of the energy storage system can be made available, for example, to operate driver assistance systems of a vehicle.
Insbesondere können weitere Energiespeichereinheiten vorgesehen sein, welche jeweils über eine weitere Schalteinheit mit dem Anschlussmittel verbunden sind. Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Energiespeichersystem denkbar, dass die erste und die zweite Schalteinheit eine gemeinsame Baueinheit bilden. Dadurch kann sich die Montage des Energiespeichersystems vereinfachen und damit können die Herstellkosten insgesamt reduziert sein. Insbesondere kann auch die Steuereinheit zur Steuerung der ersten und der zweiten Schalteinheit vorgesehen sein, sodass eine einzelne Steuereinheit ausreicht, um beide Schalteinheiten zu betreiben. Ferner kann durch die Ausbildung als gemeinsame Baueinheit bspw. eine Fertigung der ersten und zweiten Schalteinheit unabhängig von den Energiespeichereinheiten vorgesehen sein und In particular, further energy storage units can be provided, which are each connected via a further switching unit with the connection means. It is also conceivable in an energy storage system according to the invention that the first and the second switching unit form a common structural unit. As a result, the assembly of the energy storage system can be simplified and thus the manufacturing costs can be reduced overall. In particular, the control unit for controlling the first and the second switching unit may be provided so that a single control unit is sufficient to operate both switching units. Furthermore, by the construction as a common structural unit, for example, a production of the first and second switching unit can be provided independently of the energy storage units and
anschließend bei der Montage gemeinsam verbaut werden. then be installed together during assembly.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum elektrischen Trennen zumindest einer ersten Energiespeichereinheit eines According to a further aspect of the invention, a method for electrically disconnecting at least one first energy storage unit is one
Energiespeichersystems von einem Anschlussmittel nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch beansprucht. Insbesondere handelt es sich bei dem Energy storage system claimed by a connection means according to the independent method claim. In particular, it is in the
Energiespeichersystem um ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem. Ferner umfasst das Verfahren folgende Schritte: Energy storage system to an inventive energy storage system. Furthermore, the method comprises the following steps:
Bereitstellen eines elektrischen Potentials zumindest durch die erste Energiespeichereinheit an dem Anschlussmittel, welches mit der ersten Energiespeichereinheit elektrisch verbunden ist, wobei eine erste Providing an electrical potential at least by the first energy storage unit to the connection means, which is electrically connected to the first energy storage unit, wherein a first
Schalteinheit zwischen der ersten Energiespeichereinheit und dem Anschlussmittel mit der ersten Energiespeichereinheit in Reihe geschaltet ist,  Switching unit between the first energy storage unit and the connection means is connected in series with the first energy storage unit,
Überwachen eines ersten Schaltelementes der ersten Schalteinheit auf eine Notsituation,  Monitoring a first switching element of the first switching unit for an emergency situation,
Feststellen der Notsituation und öffnen eines zweiten Schaltelementes der ersten Schalteinheit, das mit dem ersten Schaltelement in Reihe geschaltet ist, sodass die erste Energiespeichereinheit vom  Detecting the emergency situation and open a second switching element of the first switching unit, which is connected in series with the first switching element, so that the first energy storage unit of
Anschlussmittel getrennt wird.  Connection means is disconnected.
Damit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Thus, a method according to the invention brings with it the same advantages as already described in detail with reference to an inventive device
Energiespeichersystem beschrieben worden sind. Das Feststellen der Notsituation und Öffnen eines zweiten Schaltelementes kann dabei vorzugsweise durch eine Steuereinheit durchgeführt werden, welche bspw. einen Energy storage system have been described. The detection of Emergency situation and opening a second switching element can preferably be carried out by a control unit, which, for example, a
Mikroprozessor umfassen kann. Das Öffnen des zweiten Schaltelementes kann vorzugsweise irreversibel, insbesondere durch einen pyrotechnischen Treibsatz, durchgeführt werden. Somit ist in einem Notfall eine gewisse Redundanz gegeben, wobei das zweite Schaltelement in den Notsituationen gesteuert werden kann, insbesondere wenn ein Öffnen des ersten Schaltelementes nicht möglich ist. Microprocessor may include. The opening of the second switching element can preferably be carried out irreversibly, in particular by a pyrotechnic propellant charge. Thus, in an emergency, there is some redundancy, the second switching element being able to be controlled in emergency situations, in particular if opening of the first switching element is not possible.
Es ist bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner denkbar, dass eine zweite Schalteinheit vorgesehen ist, welche zwischen einer zweiten It is also conceivable in a method according to the invention, that a second switching unit is provided, which between a second
Energiespeichereinheit und dem Anschlussmittel in Reihe geschaltet ist, wobei die zweite Schalteinheit unabhängig von der ersten Schalteinheit betätigt wird. Somit kann durch die zweite Schalteinheit gewährleistet werden, dass bspw. bei einem Defekt einer Energiespeichereinheit oder bei einer Notsituation bspw. noch ein Rest an Energie zur Verfügung gestellt werden kann, während kritische Teile des Energiespeichersystems abgeschaltet werden können. Insbesondere kann bspw. in der Notsituation die Energie einer der Energiespeichereinheiten ausreichen, um eine Fahrassistenz eines Fahrzeuges eines Fahrzeuges zu versorgen, wobei diese Energie bspw. gering genug sein kann, um ein thermisches Durchgehen des Energiespeichersystems oder andere schädliche Effekte zu verhindern. Energy storage unit and the connection means is connected in series, wherein the second switching unit is actuated independently of the first switching unit. Thus, it can be ensured by the second switching unit that, for example, in the case of a defect of an energy storage unit or in an emergency situation, for example, a residual amount of energy can still be made available while critical parts of the energy storage system can be switched off. In particular, in the emergency situation, for example, the energy of one of the energy storage units may suffice to supply a driving assistance of a vehicle of a vehicle, wherein this energy may, for example, be low enough to prevent a thermal runaway of the energy storage system or other harmful effects.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Further, measures improving the invention will become apparent from the following description of some embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All from the
Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Claims, the description or the drawings
Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktive Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen: ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem in schematischer Darstellung in einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 2 eine erste und zweite Schalteinheit eines erfindungsgemäßenFeatures and / or advantages, including design details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations. It should be noted that the figures have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way. 1 shows an energy storage system according to the invention in a schematic illustration in a first exemplary embodiment, Figure 2 shows a first and second switching unit of an inventive
Energiespeichersystems eines weiteren Ausführungsbeispiels in schematischer, detaillierterer Ansicht, Energy storage system of another embodiment in a schematic, more detailed view,
Figur 3 ein Steuergerät mit einer ersten Schalteinheit in schematischer 3 shows a control device with a first switching unit in a schematic
Darstellung,  Presentation,
Figuren 4a-4d mögliche Konfigurationen eines Trennzustandes und eines Figures 4a-4d possible configurations of a disconnected state and a
Verbindungszustandes einer ersten Schalteinheit in einem weiteren Ausführungsbeispiel,  Connection state of a first switching unit in a further embodiment,
Figur 5 ein erfindungsgemäßes Verfahren in schematischer Darstellung der Verfahrensschritte gemäß einem weiteren 5 shows a method according to the invention in a schematic representation of the method steps according to another
Ausführungsbeispiel.  Embodiment.
In den nachfolgenden Beschreibungen werden für die gleichen, technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet. In the following descriptions, the identical reference numerals are used for the same, technical features of different embodiments.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem 1 mit einem Anschlussmittel 2, an welchem ein elektrisches Potential einer ersten und/oder einer zweiten Energiespeichereinheit 4,5 bereitstellbar ist. Insbesondere kann es sich bei dem Anschlussmittel 2 um einen Batteriepol und bei der ersten und zweiten Energiespeichereinheit 4,5 um jeweils ein Batteriemodul, welches elektrochemische Speicherzellen aufweist, handeln. Zwischen dem Anschlussmittel 2 und der ersten Energiespeichereinheit 4 ist eine erste Schalteinheit 10 vorgesehen, welche zwischen einem ersten Trennzustand I und einem ersten Verbindungszustand II umschaltbar ist und ein erstes Schaltelement 11 und ein zweites Schaltelement 12 umfasst. Ferner ist ein pyrotechnischer Sprengsatz 12.1 vorgesehen, durch welchen eine Öffnung des zweiten Schaltelementes 12 insbesondere irreversibel erzwingbar ist. Insbesondere kann der pyrotechnische Sprengsatz 12.1 in einer Notsituation durch eine Steuereinheit 50 ausgelöst werden. Die Steuereinheit 50 kann vorzugsweise dabei Teil eines Zentralsteuergerätes des Energiespeichersystems 1 sein. Ferner ist zwischen dem Anschlussmittel 2 und der zweiten Energiespeichereinheit 5 eine zweite FIG. 1 shows an energy storage system 1 according to the invention with a connection means 2, to which an electrical potential of a first and / or a second energy storage unit 4, 5 can be provided. In particular, the connection means 2 can be a battery pole and the first and second energy storage unit 4, 5 can each be a battery module which has electrochemical storage cells. Between the connection means 2 and the first energy storage unit 4, a first switching unit 10 is provided, which is switchable between a first separation state I and a first connection state II and comprises a first switching element 11 and a second switching element 12. Furthermore, a pyrotechnic explosive device 12.1 is provided, through which an opening of the second switching element 12 in particular irreversibly can be forced. In particular, the pyrotechnic explosive device 12.1 can be triggered in an emergency situation by a control unit 50. The control unit 50 may preferably be part of a central control unit of the energy storage system 1. Furthermore, between the Connection means 2 and the second energy storage unit 5, a second
Schalteinheit 20 vorgesehen, welche ein drittes Schaltelement 21 und ein viertes Schaltelement 22 aufweist. Dabei ist die zweite Schalteinheit 20 analog zur ersten Schalteinheit 10 ausgebildet, sodass auch ein pyrotechnischer Sprengsatz 22.1 vorgesehen ist, durch welchen das vierte Schaltelement 22 in einer Switching unit 20 is provided, which has a third switching element 21 and a fourth switching element 22. Here, the second switching unit 20 is analogous to the first switching unit 10, so that a pyrotechnic explosive charge 22.1 is provided, through which the fourth switching element 22 in a
Notsituation geöffnet werden kann. Insbesondere ist die erste Schalteinheit 10 somit an einem Potential punkt der ersten Energiespeichereinheit 4 und die zweite Schalteinheit 20 an einem Potentialpunkt der zweiten Energiespeichereinheit 5 angeordnet. Durch eine Redundanz der Schaltelemente 11, 12 bzw. 21, 22 kann somit eine besonders hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit des Emergency situation can be opened. In particular, the first switching unit 10 is thus arranged at a potential point of the first energy storage unit 4 and the second switching unit 20 at a potential point of the second energy storage unit 5. By a redundancy of the switching elements 11, 12 and 21, 22 can thus be a particularly high level of security and reliability
Energiespeichersystems 1 gegeben sein, in einer Notsituation zumindest eine der Energiespeichereinheiten 4,5 abzuschalten, bzw. vom Anschlussmittel 2 zu trennen. Darüber hinaus ist ein weiteres Anschlussmittel 3 vorgesehen, an welchem ein elektrisches Potential der ersten und zweiten Energiespeichereinheit 4,5 bereitstellbar ist. Vorzugsweise kann zwischen dem weiteren Energy storage system 1 be given to turn off in an emergency situation, at least one of the energy storage units 4,5, or separate from the connection means 2. In addition, a further connection means 3 is provided, on which an electrical potential of the first and second energy storage unit 4, 5 can be provided. Preferably, between the other
Anschlussmittel 3 und der ersten und/oder zweiten Energiespeichereinheit 4,5 eine dritte Schalteinheit 30 und eine vierte Schalteinheit 40 vorgesehen sein, wobei die dritte Schalteinheit 30 vorzugsweise zwischen der ersten Connection means 3 and the first and / or second energy storage unit 4.5, a third switching unit 30 and a fourth switching unit 40 may be provided, wherein the third switching unit 30 preferably between the first
Energiespeichereinheit 4 und dem weiteren Anschlussmittel 3 und die vierte Schalteinheit 40 zwischen dem weiteren Anschlussmittel 3 und der zweiten Energiespeichereinheit 5 in Reihe geschaltet sein kann. Dadurch kann die Gesamtsicherheit des Energiespeichersystems 1 weiter gesteigert sein und das Abschalten detailliert gesteuert werden, insbesondere wenn auch die dritte und vierte Schalteinheit 30, 40 durch die Steuereinheit 50 ansteuerbar sind. Die erste und zweite Schalteinheit 10, 20 bilden vorzugsweise eine gemeinsame Energy storage unit 4 and the further connection means 3 and the fourth switching unit 40 between the further connection means 3 and the second energy storage unit 5 may be connected in series. As a result, the overall safety of the energy storage system 1 can be further increased and the shutdown can be controlled in detail, in particular if the third and fourth switching units 30, 40 can also be controlled by the control unit 50. The first and second switching units 10, 20 preferably form a common one
Baueinheit 60, sodass eine Herstellung des Energiespeichersystems 1 kostengünstig ausgestaltet sein kann und die Schalteinheiten 10, 20 in unterschiedlichen Arten von Energiespeichersystemen einheitlich verwendet werden können. Insbesondere kann das weitere Anschlussmittel 3 eine elektrische Masse umfassen oder zum Anschluss an eine Masse geeignet sein. Im dargestellten Zustand befindet sich die erste Schalteinheit 10 im ersten Trennzustand I und die zweite Schalteinheit 20 in einem zweiten Trennzustand III. Dadurch sind beide Energiespeichereinheiten 4, 5 vom Anschlussmittel 2 elektrisch getrennt. Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem 1 in schematischer Ansicht in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei sind Assembly 60, so that a production of the energy storage system 1 can be designed inexpensively and the switching units 10, 20 can be used uniformly in different types of energy storage systems. In particular, the further connection means 3 may comprise an electrical ground or be suitable for connection to a ground. In the illustrated state, the first switching unit 10 is in the first disconnected state I and the second switching unit 20 is in a second disconnected state III. As a result, both energy storage units 4, 5 are electrically isolated from the connection means 2. Figure 2 shows an inventive energy storage system 1 in a schematic view in a further embodiment. There are
Energiespeichereinheiten 4, 5 parallel zueinander mit einem Anschlussmittel 2 verbunden. Das Anschlussmittel 2 dient ferner zur Bereitstellung eines elektrischen Potentials der ersten und/oder zweiten Energiespeichereinheit 4, 5 und ist insbesondere zum Anschluss des Energiespeichersystems 1 an einen Verbraucher ausgebildet. Auf einer dem Anschlussmittel 2 gegenüberliegenden Seite sind die Energiespeichereinheiten 4,5 jeweils mit einer Masse verbunden. Ferner ist zwischen dem Anschlussmittel 2 und der ersten Energiespeicher- einheit 4 eine erste Schalteinheit 10 und zwischen dem Anschlussmittel 2 und der zweiten Energiespeichereinheit 5 eine zweite Schalteinheit 20 in Reihe geschaltet. Die Schalteinheiten 10, 20 sind dabei parallel zueinander geschaltet. Um eine erhöhte Sicherheit in einer Notsituation gewährleisten zu können, weist die erste Schalteinheit 10 ein erstes und ein zweites Schaltelement 11, 12 auf, wobei das erste und zweite Schaltelement 11, 12 zueinander in Reihe geschaltet sind. Die zweite Schalteinheit 20 weist dazu weiterhin ein drittes und ein viertes Schaltelement 21, 22 auf, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Ist nun ein erster Trennzustand I bzw. ein zweiter Trennzustand III aufgrund eines Defektes nicht mehr durch das erste oder dritte Schaltelement 11, 21 erreichbar, kann das zweite bzw. vierte Schaltelement 12, 22 öffnen. Im dargestellten Zustand befindet sich die erste Schalteinheit 10 in einem ersten Trennzustand I und die zweite Schalteinheit 20 in einem zweiten Verbindungszustand IV, insbesondere so dass am Anschlussmittel 2 die Energie bzw. das elektrische Potential der zweiten Energiespeichereinheit 5 zur Verfügung steht, die erste Energiespeichereinheit 4 aber vom Anschlussmittel 2 elektrisch getrennt ist. Energy storage units 4, 5 connected in parallel with each other with a connection means 2. The connection means 2 also serves to provide an electrical potential of the first and / or second energy storage unit 4, 5 and is designed in particular for connecting the energy storage system 1 to a consumer. On an opposite side of the connection means 2, the energy storage units 4, 5 are each connected to a ground. Furthermore, a first switching unit 10 is connected between the connection means 2 and the first energy storage unit 4 and a second switching unit 20 is connected in series between the connection means 2 and the second energy storage unit 5. The switching units 10, 20 are connected in parallel. In order to be able to ensure increased safety in an emergency situation, the first switching unit 10 has a first and a second switching element 11, 12, wherein the first and second switching element 11, 12 are connected in series with one another. For this purpose, the second switching unit 20 furthermore has a third and a fourth switching element 21, 22, which are connected in series with one another. If now a first separation state I or a second separation state III can no longer be reached by the first or third switching element 11, 21 due to a defect, the second or fourth switching element 12, 22 can open. In the illustrated state, the first switching unit 10 is in a first disconnected state I and the second switching unit 20 in a second connected state IV, in particular so that the energy or electric potential of the second energy storage unit 5 is available at the connection means 2, the first energy storage unit 4 but is electrically isolated from the connection means 2.
Figur 3 zeigt ferner eine Steuereinheit 50, welche mit einer Schalteinheit 10 zusammenwirkt in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dazu sind Steuerleitungen 52, 53 vorgesehen, welche die Steuereinheit 50 mit der ersten FIG. 3 further shows a control unit 50, which cooperates with a switching unit 10 in a further exemplary embodiment. For this purpose, control lines 52, 53 are provided, which the control unit 50 with the first
Schalteinheit 10 verbinden. Dabei führt eine Steuerleitung 52 zu einem erstenConnect switching unit 10. In this case, a control line 52 leads to a first
Schaltelement 11 der ersten Schalteinheit 10 und eine Steuerleitung 53 führt zu einem zweiten Schaltelement 12 der Schalteinheit 10. Ferner ist die erste Schalteinheit 10 mit einem Messmittel 51 verbunden, über welches bspw. eine Stromstärke in der ersten Schalteinheit 10 messbar sein kann. Das Messmittel 51 ist weiterhin mit der Steuereinheit 50 verbunden, sodass eine Notsituation durch die Steuereinheit 50 anhand der Messergebnisse des Messmittels 51 festgestellt werden kann. Die Messergebnisse, welche das Messmittel 51 zur Verfügung stellt, können insbesondere Messdaten und/oder Rohdaten umfassen. Die Figuren 4a bis 4c zeigen mögliche Konfigurationen eines ersten Switching element 11 of the first switching unit 10 and a control line 53 leads to a second switching element 12 of the switching unit 10. Further, the first switching unit 10 is connected to a measuring means 51, via which, for example, a current in the first switching unit 10 can be measured. The measuring means 51 is further connected to the control unit 50, so that an emergency situation can be determined by the control unit 50 based on the measurement results of the measuring means 51. The measurement results which the measuring means 51 makes available can in particular comprise measured data and / or raw data. Figures 4a to 4c show possible configurations of a first
Trennzustandes I und Figur 4d zeigt eine mögliche Konfiguration eines ersten Verbindungszustandes II in weiteren Ausführungsbeispielen. Figur 4a zeigt eine erste Schalteinheit 10 im ersten Trennzustand I, dabei weist die erste  Disconnected state I and Figure 4d shows a possible configuration of a first connection state II in other embodiments. FIG. 4 a shows a first switching unit 10 in the first disconnected state I, the first one indicating this
Schalteinheit 10 ein erstes Schaltelement 11 und ein zweites Schaltelement 12 auf. In dem in Figur 4a dargestellten Trennzustand I sind sowohl das ersteSwitching unit 10, a first switching element 11 and a second switching element 12. In the separation state I shown in Figure 4a are both the first
Schaltelement 11, als auch das zweite Schaltelement 12, geöffnet. Vorzugsweise umfasst das erste Schaltelement 11 ein Schütz, welches durch ein Switching element 11, as well as the second switching element 12, opened. Preferably, the first switching element 11 comprises a contactor, which by a
Vorspannmittel 13 in einen Öffnungszustand vorgespannt ist und durch ein Betätigungsmittel 14, welches bspw. eine magnetisierbare Spule sein kann, in einen Verbindungszustand II überführbar sein kann. Das Vorspannmittel 13 kann vorzugsweise eine Feder umfassen. Figur 4b zeigt eine weitere mögliche Biasing means 13 is biased in an open state and by an actuating means 14, which may be, for example, a magnetizable coil, in a connection state II can be transferred. The biasing means 13 may preferably comprise a spring. FIG. 4b shows another possible one
Konfiguration des ersten Trennzustandes I, wobei lediglich das erste Configuration of the first separation state I, wherein only the first
Schaltelement 11 der ersten Schalteinheit 10 geöffnet ist, sodass eine elektrische Verbindung durch die erste Schalteinheit 10 unterbrochen ist. Figur 4c zeigt darüber hinaus eine weitere Konfiguration des ersten Trennzustandes I, wobei das zweite Schaltelement 12 geöffnet ist und das erste Schaltelement 11 geschlossen ist. Figur 4d zeigt die erste Schalteinheit in einem Verbindungszustand II, wobei das erste und das zweite Schaltelement 11,12 geschlossen sind. Dadurch kann ein elektrischer Stromkreis, welcher die erste Schalteinheit 10 aufweist, geschlossen sein. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass dasSwitching element 11 of the first switching unit 10 is opened, so that an electrical connection is interrupted by the first switching unit 10. FIG. 4c furthermore shows a further configuration of the first disconnection state I, wherein the second switching element 12 is open and the first switching element 11 is closed. Figure 4d shows the first switching unit in a connection state II, wherein the first and the second switching element 11,12 are closed. As a result, an electrical circuit, which has the first switching unit 10, be closed. Preferably, it can be provided that the
Energiespeichersystem 1 des ersten Ausführungsbeispiels im Normalbetrieb zwischen erstem Trenn- und Verbindungszustand I, II gemäß der Figuren 4b und 4d umschaltet. In einer Notsituation, in welcher z.B. das erste Schaltelement 11 aufgrund eines Defektes nicht öffnet, kann vorgesehen sein, dass der Energy storage system 1 of the first embodiment in normal operation between the first separation and connection state I, II switches according to Figures 4b and 4d. In an emergency situation, in which e.g. the first switching element 11 does not open due to a defect, it can be provided that the
Trennzustand I gemäß Figur 4c über das zweite Schaltelement 12 hergestellt wird. Umfasst die Notsituation beispielsweise einen Unfall eines Fahrzeuges, in welchem das Energiespeichersystem 1 verbaut ist, kann vorteilhafterweise der Trennzustand I gemäß Figur 4a hergestellt werden, um eine doppelte Disconnected state I is produced in accordance with Figure 4c via the second switching element 12. If the emergency situation includes, for example, an accident of a vehicle in which the energy storage system 1 is installed, the separation state I according to FIG. 4 a can advantageously be established to produce a double
Absicherung einer Abschaltung der ersten Energiespeichereinheit 4 zu gewährleisten. Insbesondere können ein zweiter Trennzustand III und/oder ein zweiter Verbindungszustand IV einer zweiten Schalteinheit 20 die zuvor beschriebenen Konfigurationen mit Bezug auf eine zweite Schalteinheit 20 umfassen. Figur 5 zeigt ferner ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 zum elektrischenSecuring a shutdown of the first energy storage unit 4 to ensure. In particular, a second separation state III and / or a second connection state IV of a second switching unit 20 include the configurations described above with respect to a second switching unit 20. FIG. 5 furthermore shows a method 100 according to the invention for the electrical
Trennen zumindest einer ersten Energiespeichereinheit 4 eines Separating at least a first energy storage unit 4 of a
Energiespeichersystems 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung der Verfahrensschritte. Dabei ist zunächst ein Bereitstellen 101 eines elektrischen Potentials zumindest durch die erste Energy storage system 1 according to another embodiment in a schematic representation of the method steps. In this case, provision is initially made of an electrical potential 101 at least through the first
Energiespeichereinheit 4 an einem Ausschlussmittel 2 vorgesehen, welches mit der ersten Energiespeichereinheit 4 elektrisch verbunden ist. Ferner ist eine erste Schalteinheit 10 zwischen der ersten Energiespeichereinheit 4 und dem Energy storage unit 4 is provided on an exclusion means 2, which is electrically connected to the first energy storage unit 4. Further, a first switching unit 10 between the first energy storage unit 4 and the
Anschlussmittel 2 mit der ersten Energiespeichereinheit 4 in Reihe geschaltet. Während und/oder nach dem Bereitstellen 101 des elektrischen Potentials erfolgt ein Überwachen 102 eines ersten Schaltelementes 11 der ersten SchalteinheitConnection means 2 connected in series with the first energy storage unit 4. During and / or after the provision 101 of the electrical potential, monitoring 102 of a first switching element 11 of the first switching unit takes place
10 auf eine Notsituation. Dabei kann bspw. eine Stromstärke in der ersten Schalteinheit 10 gemessen werden. Vorteilhafterweise kann das Überwachen 102 durch eine Steuereinheit 50 durchgeführt werden. Insbesondere während des Überwachens 102, findet ein Feststellen 103 der Notsituation und ein Öffnen 104 eines zweiten Schaltelementes 12 der ersten Schalteinheit 10 statt, wobei das zweite Schaltelement 12 mit dem ersten Schaltelement 11 in Reihe geschaltet ist, sodass die erste Energiespeichereinheit 4 vom Anschlussmittel 2 getrennt wird. Insbesondere kann das Öffnen 104 irreversibel und/oder mittels eines pyrotechnischen Treibsatzes 12.1 erfolgen. Ferner kann eine zweite Energiespeichereinheit 5 des Energiespeichersystems 1 vorgesehen sein und das Energiespeichersystem 1 eine zweite Schalteinheit 20 aufweisen, welche unabhängig von der ersten Schalteinheit 10 betätigt wird. Dabei kann ein Öffnen eines vierten Schaltelementes 22 vorgesehen sein, wenn ein drittes 10 on an emergency situation. In this case, for example, a current intensity in the first switching unit 10 can be measured. Advantageously, the monitoring 102 may be performed by a control unit 50. In particular, during the monitoring 102, a determination 103 of the emergency situation and an opening 104 of a second switching element 12 of the first switching unit 10 takes place, the second switching element 12 being connected in series with the first switching element 11, so that the first energy storage unit 4 is disconnected from the connection means 2 becomes. In particular, the opening 104 can take place irreversibly and / or by means of a pyrotechnic propellant charge 12.1. Furthermore, a second energy storage unit 5 of the energy storage system 1 can be provided and the energy storage system 1 can have a second switching unit 20, which is actuated independently of the first switching unit 10. In this case, an opening of a fourth switching element 22 may be provided, if a third
Schaltelement 21 der zweiten Schalteinheit 20 versagt. Switching element 21 of the second switching unit 20 fails.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsform beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. The above explanation of the embodiment describes the present invention solely by way of examples. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention.

Claims

Energiespeichersystem (1) zur Bereitstellung elektrischer Energie, aufweisend zumindest ein Anschlussmittel (2) zum Bereitstellen eines elektrischen Potentials zumindest einer ersten Energiespeichereinheit (4), wobei zwischen der ersten Energiespeichereinheit (4) und dem  Energy storage system (1) for providing electrical energy, comprising at least one connection means (2) for providing an electrical potential of at least one first energy storage unit (4), wherein between the first energy storage unit (4) and the
Anschlussmittel (2) eine erste Schalteinheit (10) zum Umschalten zwischen zumindest einem ersten Trennzustand (I), in welchem die erste Connection means (2) a first switching unit (10) for switching between at least a first separation state (I), in which the first
Energiespeichereinheit (4) vom Anschlussmittel (2) getrennt ist, und einem ersten Verbindungszustand (II), in welchem die erste Energy storage unit (4) from the connection means (2) is disconnected, and a first connection state (II), in which the first
Energiespeichereinheit (4) mit dem Anschlussmittel (2) elektrisch verbunden ist, mit der ersten Energiespeichereinheit (4) in Reihe geschaltet ist, Energy storage unit (4) is electrically connected to the connection means (2), is connected in series with the first energy storage unit (4),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die erste Schalteinheit (10) ein erstes Schaltelement (11) und ein zweites Schaltelement (12) umfasst, wobei das erste und das zweite Schaltelement (11, 12) miteinander in Reihe geschaltet sind. in that the first switching unit (10) comprises a first switching element (11) and a second switching element (12), wherein the first and the second switching element (11, 12) are connected in series with one another.
Energiespeichersystem (1) nach Anspruch 1, Energy storage system (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das erste Schaltelement (11) zum reversiblen Herbeiführen des ersten Trennzustandes (I) ausgebildet ist und/oder dass das zweite Schaltelement (12) zum irreversiblen Herbeiführen des ersten in that the first switching element (11) is designed to reversibly bring about the first separation state (I) and / or that the second switching element (12) is designed to irreversibly bring about the first
Trennzustandes (I) ausgebildet ist. Disconnected state (I) is formed.
Energiespeichersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, Energy storage system (1) according to one of claims 1 or 2, characterized
dass das erste Schaltelement (11) ein Haltemittel (13) aufweist, durch welches das erste Schaltelement (11) zum Herstellen des ersten in that the first switching element (11) has a holding means (13) through which the first switching element (11) for producing the first
Trennzustandes (I) vorgespannt ist und/oder dass lediglich in einer Notsituation durch das zweite Schaltelement (12) der erste Trennzustand (I) herbeiführbar ist. Energiespeichersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Disconnected state (I) is biased and / or that only in an emergency situation by the second switching element (12) of the first separation state (I) can be brought about. Energy storage system (1) according to one of the preceding claims, characterized
dass ein pyrotechnischer Treibsatz (12.1) vorgesehen ist, durch welchen der erste Trennzustand (I) durch das zweite Schaltelement (12) herbeiführbar ist. a pyrotechnic propellant charge (12.1) is provided by which the first separation state (I) can be brought about by the second shifting element (12).
Energiespeichersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Energy storage system (1) according to one of the preceding claims, characterized
dass eine Steuereinheit (50) vorgesehen ist, durch welche die erste Schalteinheit (10) überwachbar ist und durch welche das erste und/oder zweite Schaltelement (11, 12) ansteuerbar ist. a control unit (50) is provided by which the first switching unit (10) can be monitored and by which the first and / or second switching element (11, 12) can be controlled.
Energiespeichersystem (1) nach Anspruch 5, Energy storage system (1) according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Steuereinheit (50) Teil einer Zentralsteuereinheit des the control unit (50) is part of a central control unit of the
Energiespeichersystems (1) ist. Energy storage system (1) is.
Energiespeichersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Energy storage system (1) according to one of the preceding claims, characterized
dass eine zweite Energiespeichereinheit (5) vorgesehen ist, welche durch eine zweite Schalteinheit (20) zum Umschalten zwischen einem zweiten Trennzustand (III), in welchem die zweite Energiespeichereinheit (5) vom Anschlussmittel (2) getrennt ist und einem zweiten Verbindungszustand (IV), in welchem die zweite Energiespeichereinheit (5) mit dem a second energy storage unit (5) is provided, which is separated by a second switching unit (20) for switching between a second separation state (III), in which the second energy storage unit (5) is separated from the connection means (2) and a second connection state (IV) in which the second energy storage unit (5) with the
Anschlussmittel (2) elektrisch verbunden ist, in Reihe geschaltet ist, wobei die zweite Schalteinheit (20) baugleich zu der ersten Schalteinheit (10) ausgebildet ist. Connection means (2) is electrically connected, is connected in series, wherein the second switching unit (20) is constructed identical to the first switching unit (10).
Energiespeichersystem (1) nach Anspruch 7, Energy storage system (1) according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die erste und die zweite Schalteinheit (10, 20) eine gemeinsame Baueinheit (60) bilden. the first and the second switching unit (10, 20) form a common structural unit (60).
9. Verfahren (100) zum elektrischen Trennen zumindest einer ersten 9. A method (100) for electrically separating at least a first
Energiespeichereinheit (4) eines Energiespeichersystems (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, von einem Anschlussmittel (2) umfassend die folgenden Schritte:  Energy storage unit (4) of an energy storage system (1), in particular according to one of the preceding claims, of a connection means (2) comprising the following steps:
Bereitstellen (101) eines elektrischen Potentials zumindest durch die erste Energiespeichereinheit (4) an dem Anschlussmittel (2), welches mit der ersten Energiespeichereinheit (4) elektrisch verbunden ist, wobei eine erste Schalteinheit (10) zwischen der ersten Energiespeichereinheit (4) und dem Anschlussmittel (2) mit der ersten Energiespeichereinheit (4) in Reihe geschaltet ist, Überwachen (102) eines ersten Schaltelementes (11) der ersten Schalteinheit (10) auf eine Notsituation,  Providing (101) an electrical potential at least by the first energy storage unit (4) at the connection means (2), which is electrically connected to the first energy storage unit (4), wherein a first switching unit (10) between the first energy storage unit (4) and the Connection means (2) with the first energy storage unit (4) is connected in series, monitoring (102) of a first switching element (11) of the first switching unit (10) to an emergency situation,
Feststellen (103) der Notsituation und Öffnen (104) eines zweiten Schaltelementes (12) der ersten Schalteinheit (10), das mit dem ersten Schaltelement (11) in Reihe geschaltet ist, so dass die erste Energiespeichereinheit (4) vom Anschlussmittel (2) getrennt wird.  Detecting (103) the emergency situation and opening (104) of a second switching element (12) of the first switching unit (10), which is connected in series with the first switching element (11), so that the first energy storage unit (4) from the connection means (2) is disconnected.
10. Verfahren (100) nach Anspruch 9, 10. The method (100) according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass eine zweite Schalteinheit (20) vorgesehen ist, welche zwischen einer zweiten Energiespeichereinheit (5) und dem Anschlussmittel (2) in Reihe geschaltet ist, wobei die zweite Schalteinheit (20) unabhängig von der ersten Schalteinheit (10) betätigt wird.  in that a second switching unit (20) is provided, which is connected in series between a second energy storage unit (5) and the connection means (2), the second switching unit (20) being actuated independently of the first switching unit (10).
PCT/EP2018/069211 2017-08-03 2018-07-16 Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit WO2019025168A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880050272.9A CN110914096A (en) 2017-08-03 2018-07-16 Energy storage system and method for electrically separating at least one first energy storage unit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017213452.6A DE102017213452A1 (en) 2017-08-03 2017-08-03 Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit
DE102017213452.6 2017-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019025168A1 true WO2019025168A1 (en) 2019-02-07

Family

ID=63174186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/069211 WO2019025168A1 (en) 2017-08-03 2018-07-16 Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN110914096A (en)
DE (1) DE102017213452A1 (en)
WO (1) WO2019025168A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020237270A1 (en) * 2019-05-24 2020-12-03 Avl List Gmbh Battery device for a vehicle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019207537A1 (en) * 2019-05-23 2020-11-26 Siemens Aktiengesellschaft System with at least two loads connected to a common feed line and selectively disconnectable and use of at least one interrupting switching element with an externally activatable ignition device for safe disconnection of a load from a feeding electrical network

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011103834A1 (en) * 2011-06-01 2012-12-06 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Switching system for motor vehicle power conductor, has separating device which is arranged for irreversibly cutting the current path in motor vehicle power conductor, and a switching device connected in series with the separating device
EP2645527A1 (en) * 2012-03-26 2013-10-02 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack
CN203932250U (en) 2014-06-26 2014-11-05 江苏奥新新能源汽车有限公司 A kind of battery structure based on distributed control electrokinetic cell
DE102015006206A1 (en) * 2015-05-13 2015-12-03 Daimler Ag High-voltage system for a motor vehicle
US20160254521A1 (en) 2013-11-06 2016-09-01 Commassariat À L'Énergie Atomique Et Aux Energies Alternatives Storage battery providing continuity of service in the event of a malfunction
DE102016101252A1 (en) * 2016-01-25 2017-07-27 Auto-Kabel Management Gmbh High-voltage on-board electrical system and method for operating a high-voltage on-board electrical system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014205977A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-01 Thyssenkrupp Marine Systems Gmbh Circuit arrangement for the electrical connection of at least one fuel cell system and at least one rechargeable battery to a driving net of an underwater vehicle
DE102014006028B4 (en) * 2014-04-24 2022-06-30 Audi Ag Multi-battery system to increase the electric range
DE102014208192A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 Robert Bosch Gmbh Device and for connecting a base electrical system with a particular safety-relevant subnet

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011103834A1 (en) * 2011-06-01 2012-12-06 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Switching system for motor vehicle power conductor, has separating device which is arranged for irreversibly cutting the current path in motor vehicle power conductor, and a switching device connected in series with the separating device
EP2645527A1 (en) * 2012-03-26 2013-10-02 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack
US20160254521A1 (en) 2013-11-06 2016-09-01 Commassariat À L'Énergie Atomique Et Aux Energies Alternatives Storage battery providing continuity of service in the event of a malfunction
CN203932250U (en) 2014-06-26 2014-11-05 江苏奥新新能源汽车有限公司 A kind of battery structure based on distributed control electrokinetic cell
DE102015006206A1 (en) * 2015-05-13 2015-12-03 Daimler Ag High-voltage system for a motor vehicle
DE102016101252A1 (en) * 2016-01-25 2017-07-27 Auto-Kabel Management Gmbh High-voltage on-board electrical system and method for operating a high-voltage on-board electrical system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020237270A1 (en) * 2019-05-24 2020-12-03 Avl List Gmbh Battery device for a vehicle
CN114040858A (en) * 2019-05-24 2022-02-11 Avl李斯特有限公司 Battery device for vehicle
CN114040858B (en) * 2019-05-24 2024-01-26 Avl李斯特有限公司 Battery device for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017213452A1 (en) 2019-02-07
CN110914096A (en) 2020-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015204028B4 (en) High voltage interruption for electric vehicles
EP3111527B1 (en) Battery system and method for operating such a battery system
DE102011103834B4 (en) SWITCHING SYSTEM FOR MOTOR VEHICLES, MOTOR VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH A SWITCHING SYSTEM AND METHOD FOR DISCONNECTING A POWER PATH
DE102012204788B4 (en) Control device and electrical system for an electromobile motor vehicle with a high-voltage electrical system, in which the monitoring line is implemented as part of a coaxial line, wherein another part of the coaxial line is used as a high-voltage line
DE102011014343A1 (en) Safety device for a power supply of a motor vehicle
DE102016101252A1 (en) High-voltage on-board electrical system and method for operating a high-voltage on-board electrical system
DE102016213072B4 (en) A high-voltage battery system with safety device
DE102012018321A1 (en) Method for separation of traction battery of electrical vehicle from electrical load, involves connecting one of two contactors in series arrangement with precharge relay, and opening another contactor and/or precharge relay
EP3599125A1 (en) Traction network and method for operating a traction network of an electrically driven vehicle in the case of a short circuit
DE102021102049A1 (en) Battery arrangement, motor vehicle and method for operating a battery arrangement
WO2014191135A1 (en) Module separation in battery systems in the event of accidents
DE102015006206A1 (en) High-voltage system for a motor vehicle
DE102012022083A1 (en) Protective circuit for electrical supply network of motor vehicle, has control unit restoring electrical connection between first and second terminals, and fuse element connected in parallel between first and second elements
DE102019215517B3 (en) On-board electrical system and method for operating such an on-board network
WO2019025168A1 (en) Energy storage system and method for electrically disconnecting at least a first energy storage unit
DE102015225521B4 (en) Device for switching an electrical circuit, vehicle with such a device and a method for its operation
WO2018108512A1 (en) Motor vehicle with an electric motor, in particular a hybrid or electric vehicle
WO2015104206A1 (en) Battery system having a battery which can be connected by at least one of its high-voltage terminals via a contactor, and method for switching such a contactor
DE102015226587B4 (en) Battery connection device and method for interrupting an electrical connection between a high-voltage battery and a motor vehicle electrical system
DE102018201677A1 (en) Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system and electric vehicle
DE102012221486A1 (en) Device for separating battery of electric circuit inserted in e.g. motor vehicle, has control device for separating battery from electric circuit by ignition of pyrotechnic separating elements prior to collision of vehicle
DE102021109345A1 (en) Isolating circuit for the reversible galvanic isolation of a consumer from a DC voltage source
DE102020004737A1 (en) Electrical energy store for an electrical high-voltage on-board network of an at least partially electrically operated motor vehicle, as well as electrical high-voltage on-board network
DE102012204828B4 (en) Controlling a low-voltage and a high-voltage electrical system in an electric vehicle
DE102018003892A1 (en) Storage device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle

Legal Events

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

Ref document number: 18753318

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18753318

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1