WO2023030707A1 - Verfahren zum betreiben eines elektrischen energiespeichers, elektrischer energiespeicher und vorrichtung - Google Patents

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WO2023030707A1 PCT/EP2022/064871 EP2022064871W WO2023030707A1 WO 2023030707 A1 WO2023030707 A1 WO 2023030707A1 EP 2022064871 W EP2022064871 W EP 2022064871W WO 2023030707 A1 WO2023030707 A1 WO 2023030707A1
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energy store
switching device
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Peter Kohn
Johannes Maximilian Nipper
Venkatrao DESAI
Johannes Swoboda
Holavanahalli Shashank
Joerg Schneider
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating an electrical energy store, an electrical energy store and a device.
  • WO 2019/223303 A1 discloses a fault diagnosis method for an electric vehicle, a fault diagnosis device and an electric vehicle.
  • CN 107 662 499 A shows an electrical control method and system for a total vehicle fault of an electric vehicle.
  • US Pat. No. 9,586,481 B2 discloses a device, a vehicle, a method and a computer program for deactivating high-voltage components of a vehicle.
  • the core of the invention in the method for operating an electrical energy storage device is that, starting from a normal state of the electrical energy store, in which all components of the electrical energy store are working without problems, a safety-relevant error is determined, with it being checked what type of error is present and whether the electrical energy store continues to function for a defined period of time despite the error can be operated, wherein if the electrical energy store cannot continue to be operated for the defined period of time, the electrical energy store is transferred, in particular immediately, to a safe state, wherein if the electrical energy store continues to be operated for a defined period of time despite the error can, the electrical energy store is operated for the defined period of time and is then, in particular immediately, transferred to the safe state.
  • the background to the invention is that the availability of the electrical energy store is improved.
  • the defined period of time can be used so that a device that is fed from the electrical energy store is not switched off immediately, but is parked in a safe position, for example by means of an autonomous driving maneuver.
  • the switching device is kept closed during the defined period of time, in particular by means of a holding current circuit. As a result, an unintentional opening of the switching device can be prevented.
  • the switching device is prevented from opening due to a fault in the electrical energy store with little relevance, in particular by means of an additional control connection of the switching device or by means of a computer program.
  • the electrical energy store can thus continue to be operated without interruption during the defined period of time, even if an error of minor relevance occurs.
  • the electrical energy store is operated in a safety operating mode during the defined period of time. As a result, failure of the electrical energy store can be prevented during the defined period of time.
  • the power of the electrical energy storage device is limited in the safety operating mode, in particular with a DC-DC converter connected to the electrical energy storage device being operated as a step-down converter. Overloading, for example overheating, of the electrical energy store can thus be avoided.
  • the current from the electrical energy store is advantageously limited in the safety operating mode of the electrical energy store.
  • the error is assigned to an error category, using a current operating state of the electrical energy store, in particular before the error occurred.
  • a categorization such as ASIL can be used here.
  • the switching device is opened in a charging direction of the electrical energy store.
  • the electrical energy store can therefore continue to be operated in the discharging direction if only the charging error is present.
  • a safety-relevant error is a sensor failure or a failure of a control unit of the switching device. It is also advantageous if the switching device is open in the safe state, in particular in the charging direction and discharging direction. Further charging and discharging of the electrical energy store can thus be prevented.
  • the safe state is achieved by a reaction of a DC-DC converter connected to the electrical energy store.
  • the core of the invention in the case of the electrical energy storage device having an electrical energy storage unit, a connection, a switching device and a sensor, the switching device being arranged between the electrical energy storage unit and the connection consists in that the electrical energy storage device is set up using a method as before described or to be operated according to one of the claims related to the method.
  • the background to the invention is that the availability of the electrical energy store is improved.
  • the defined period of time can be used so that a device that is fed from the electrical energy store does not have to be switched off immediately, but rather is switched off safely.
  • the core of the invention in the device, in particular the vehicle, is that the device has an electrical energy store as described above or according to one of the claims relating to the electrical energy store.
  • the background of the invention is that the availability of the device is improved.
  • the defined period of time can be used so that the device, which is fed from the electrical energy store, does not have to be switched off immediately, but instead brought into a safe position before the electrical energy store is switched to the safe state.
  • the method is advantageously used to carry out an autonomous driving maneuver, for example to park the vehicle in a safe position.
  • the above configurations and developments can be combined with one another as desired, insofar as this makes sense. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic flowchart of a method 100 according to the invention for operating an electrical energy store.
  • FIG. 1 shows a schematic flowchart of method 100 according to the invention for operating an electrical energy store that has a switching device that has at least one sensor, for example a current sensor and/or a voltage sensor and/or a temperature sensor for a coolant.
  • the electrical energy storage device optionally has a further sensor, for example a current sensor and/or a voltage sensor and/or temperature sensor within the electrical energy storage device.
  • the switching device is arranged between at least one electrical energy storage unit, having an electrical energy storage module or an electrical energy storage cell, and a connection of the electrical energy storage device.
  • the switching device preferably has at least two semiconductor switches, in particular MOSFETs, which are arranged back-to-back, so that the switching device can only open in the charging direction of the electrical energy storage device or only in the discharging direction of the electrical energy storage device Can open energy storage or can open simultaneously in the discharge direction and loading direction.
  • a safety-relevant error for example a sensor failure or a failure of the control unit of the switching device.
  • Charging error An error that only affects the charging operation of the electrical energy storage device and can be ignored in the discharging operation.
  • Discharging error of the first type An error which at least also affects the discharging operation of the electrical energy store, but which can be ignored for a defined period of time.
  • Discharging error of the second type An error that at least also affects the discharging operation and causes a safety action for the electrical energy storage device to be carried out immediately.
  • a safety action for the electrical energy store is, for example, an opening of the switching device or a reaction of a DC-DC converter connected to the electrical energy store.
  • the defined time period is preferably greater than 10 s and less than 5 minutes, in particular greater than 30 s and less than 2 minutes, and the defined time period is preferably one minute.
  • the electrical energy store continues to be operated for the defined period of time, for example by a holding circuit keeping the switching device closed.
  • the electrical energy store is preferably switched to a safety operating mode 102 during the defined period of time.
  • the safety operating mode 102 of the electrical energy store is an operating mode in which, for example, the power of the electrical energy store is limited.
  • a DC-DC converter connected to the electrical energy store can be operated as a step-down converter.
  • the switching device In the safety operating mode 102, the switching device is prevented from opening for the defined period of time as long as no discharge error of the second type occurs.
  • an additional control connection of the switching device or a software solution can prevent the switching device from opening due to a fault in the electrical energy store with little relevance.
  • An error with little relevance is, for example, a failure of a temperature sensor for a cooling medium of the electrical energy store, since it can be assumed that the cooling medium does not reach or exceed a safety-critical temperature within the defined period of time.
  • the switching device After the defined period of time, the switching device is transferred to the safe state 103 as quickly as possible.
  • the electrical energy store is transferred to a safe state 103 as quickly as possible.
  • the safe state 103 is achieved, for example, by opening the switching device in order to separate the electrical energy store from an electrical load fed from the electrical energy store, or through a reaction of a DC-DC converter connected to the electrical energy store.
  • An electrical energy store is understood to mean a rechargeable energy store, in particular having an electrochemical energy storage cell and/or an energy storage module having at least one electrochemical energy storage cell and/or an energy storage pack having at least one energy storage module.
  • the energy storage cell can be designed as a lithium-based battery cell, in particular a lithium-ion battery cell.
  • the Energy storage cell designed as a lithium polymer battery cell or nickel-metal hydride battery cell or lead-acid battery cell or lithium-air battery cell or lithium-sulfur battery cell.
  • a vehicle is understood here as a land vehicle, for example a passenger car or a truck, or an aircraft or a watercraft, in particular an at least partially electrically powered vehicle.
  • the vehicle is, for example, a battery-electric vehicle that has a purely electric drive, or a hybrid vehicle that has an electric drive and an internal combustion engine.

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Abstract

Verfahren (100) zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, aufweisend eine elektrische Energiespeichereinheit, einen Anschluss, eine Schaltvorrichtung und einen Sensor, wobei die Schaltvorrichtung zwischen der elektrischen Energiespeichereinheit und dem Anschluss angeordnet ist, wobei ausgehend von einem Normalzustand (101) des elektrischen Energiespeichers, in dem alle Komponenten des elektrischen Energiespeichers störungsfrei arbeiten, ein sicherheitsrelevanter Fehler festgestellt wird, wobei überprüft wird, welche Art von Fehler vorliegt und ob der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, wobei, falls der elektrische Energiespeicher nicht für den definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher, insbesondere unmittelbar, in einen sicheren Zustand (103) überführt wird, wobei, falls der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher für den definierten Zeitraum weiter betrieben wird und anschließend, insbesondere unmittelbar, in den sicheren Zustand (103) überführt wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, elektrischer Energiespeicher und Vorrichtung
Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, einen elektrischen Energiespeicher und eine Vorrichtung.
Stand der Technik
Die WO 2019/223303 Al offenbart ein Fehlerdiagnoseverfahren für ein elektrisches Fahrzeug, eine Fehlerdiagnosevorrichtung und ein elektrisches Fahrzeug.
Die CN 107 662 499 A zeigt ein elektrisches Steuerverfahren und -system für einen Gesamtfahrzeugfehler eines elektrischen Fahrzeugs.
Die US 9,586,481 B2 offenbart eine Vorrichtung, ein Fahrzeug, ein Verfahren und ein Computerprogramm zur Deaktivierung von Hochvoltkomponenten eines Fahrzeugs.
Offenbarung der Erfindung
Der Kern der Erfindung bei dem Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, aufweisend eine elektrische Energiespeichereinheit, einen Anschluss, eine Schaltvorrichtung und einen Sensor, wobei die Schaltvorrichtung zwischen der elektrischen Energiespeichereinheit und dem Anschluss angeordnet ist, besteht darin, dass ausgehend von einem Normalzustand des elektrischen Energiespeichers, in dem alle Komponenten des elektrischen Energiespeichers störungsfrei arbeiten, ein sicherheitsrelevanter Fehler festgestellt wird, wobei überprüft wird, welche Art von Fehler vorliegt und ob der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, wobei, falls der elektrische Energiespeicher nicht für den definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher, insbesondere unmittelbar, in einen sicheren Zustand überführt wird, wobei, falls der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher für den definierten Zeitraum weiter betrieben wird und anschließend, insbesondere unmittelbar, in den sicheren Zustand überführt wird.
Hintergrund der Erfindung ist, dass die Verfügbarkeit des elektrischen Energiespeichers verbessert wird. Dabei kann der definierte Zeitraum genutzt werden, um eine Vorrichtung, die aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird, nicht unmittelbar abzuschalten, sondern in einer sicheren Position abzustellen, beispielsweise mittels eines autonomen Fahrmanövers.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Schaltvorrichtung während des definierten Zeitraums, insbesondere mittels eines Haltestromkreises, geschlossen gehalten. Dadurch ist ein ungewolltes Öffnen der Schaltvorrichtung verhinderbar.
Von Vorteil ist es dabei, wenn ein Öffnen der Schaltvorrichtung aufgrund eines Fehlers des elektrischen Energiespeichers mit geringer Relevanz verhindert wird, insbesondere mittels eines zusätzlichen Steueranschlusses der Schaltvorrichtung oder mittels eines Computerprogramms. Somit kann der elektrische Energiespeicher während des definierten Zeitraums ununterbrochen weiterbetrieben werden, auch wenn ein Fehler mit geringer Relevanz auftritt. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der elektrische Energiespeicher während des definierten Zeitraums in einem Sicherheitsbetriebsmodus betrieben wird. Dadurch ist ein Ausfall des elektrischen Energiespeichers während des definierten Zeitraums verhinderbar.
Dabei ist es von Vorteil, wenn im Sicherheitsbetriebsmodus eine Leistung des elektrischen Energiespeichers begrenzt wird, insbesondere wobei ein mit dem elektrischen Energiespeicher verbundener Gleichspannungswandler als Abwärtswandler betrieben wird. Somit ist eine Überlastung, beispielsweise eine Überhitzung, des elektrischen Energiespeichers vermeidbar.
Vorteilhafterweise wird im Sicherheitsbetriebsmodus des elektrischen Energiespeichers der Strom aus dem elektrischen Energiespeicher begrenzt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Fehler einer Fehlerkategorie zugeordnet, wobei ein aktueller Betriebszustand des elektrischen Energiespeichers, insbesondere vor dem Auftreten des Fehlers, verwendet wird. Dabei ist eine Kategorisierung wie ASIL verwendbar.
Dabei ist es von Vorteil, dass, wenn der Fehler ein Ladefehler ist, die Schaltvorrichtung in einer Laderichtung des elektrischen Energiespeichers geöffnet wird. Somit ist der elektrische Energiespeicher, wenn lediglich der Ladefehler vorliegt, in Entladerichtung weiterhin betreibbar.
Außerdem ist es von Vorteil, dass, wenn der Fehler ein Entladefehler ist, entweder die Schaltvorrichtung in Entladerichtung unmittelbar geöffnet wird oder die Schaltvorrichtung nach Ablauf des definierten Zeitraums in Entladerichtung geöffnet wird. Dadurch ist eine Reaktion auf den Entladefehler an eine Sicherheitsrelevanz des Entladefehlers anpassbar.
Beispielsweise ist ein sicherheitsrelevanter Fehler ein Sensorausfall oder ein Ausfall einer Steuereinheit der Schaltvorrichtung. Von Vorteil ist es weiterhin, wenn im sicheren Zustand die Schaltvorrichtung, insbesondere in Laderichtung und Entladerichtung, geöffnet ist. Somit ist ein weiteres Laden und Entladen des elektrischen Energiespeichers verhinderbar.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der sichere Zustand durch eine Reaktion eines mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen Gleichspannungswandlers erreicht wird.
Der Kern der Erfindung bei dem elektrischen Energiespeicher aufweisend eine elektrische Energiespeichereinheit, einen Anschluss, eine Schaltvorrichtung und einen Sensor, wobei die Schaltvorrichtung zwischen der elektrischen Energiespeichereinheit und dem Anschluss angeordnet ist, besteht darin, dass der elektrische Energiespeicher eingerichtet ist, mittels eines Verfahrens wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der auf das Verfahren bezogenen Ansprüche betrieben zu werden.
Hintergrund der Erfindung ist, dass die Verfügbarkeit des elektrischen Energiespeichers verbessert wird. Dabei kann der definierte Zeitraum genutzt werden, um eine Vorrichtung, die aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird, nicht unmittelbar abschalten zu müssen, sondern sicher abzuschalten.
Der Kern der Erfindung bei der Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug, besteht darin, dass die Vorrichtung einen elektrischen Energiespeicher wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der auf den elektrischen Energiespeicher bezogenen Ansprüche aufweist.
Hintergrund der Erfindung ist, dass die Verfügbarkeit der Vorrichtung verbessert wird. Dabei kann der definierte Zeitraum genutzt werden, um die Vorrichtung, die aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird, nicht unmittelbar abschalten zu müssen, sondern in eine sichere Position zu bringen, bevor der elektrische Energiespeicher in den sicheren Zustand überführt wird.
Vorteilhafterweise wird das Verfahren zur Ausführung eines autonomen Fahrmanövers genutzt, beispielsweise um das Fahrzeug an einer sicheren Position abzustellen. Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im folgenden Abschnitt wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, erläutert. Das Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, der eine Schaltvorrichtung aufweist, die zumindest einen Sensor, beispielsweise einen Stromsensor und/oder einen Spannungssensor und/oder einen Temperatursensor für ein Kühlmittel, aufweist. Dabei weist der elektrische Energiespeicher gegebenenfalls einen weiteren Sensor, beispielsweise einen Stromsensor und/oder einen Spannungssensor und/oder Temperatursensor innerhalb des elektrischen Energiespeichers, auf.
Die Schaltvorrichtung ist dabei zwischen zumindest einer elektrischen Energiespeichereinheit, aufweisend ein elektrisches Energiespeichermodul beziehungsweise eine elektrische Energiespeicherzelle, und einem Anschluss des elektrischen Energiespeichers angeordnet. Vorzugweise weist die Schaltvorrichtung zumindest zwei Halbleiterschalter auf, insbesondere MOSFETs, die antiseriell angeordnet sind, so dass die Schaltvorrichtung nur in Laderichtung des elektrischen Energiespeichers öffnen kann oder nur in Entladerichtung des elektrischen Energiespeichers öffnen kann oder in Entladerichtung und Laderichtung gleichzeitig öffnen kann.
Ausgehend von einem Normalzustand 101 des elektrischen Energiespeichers, in dem alle Komponenten des elektrischen Energiespeichers störungsfrei arbeiten, wird ein sicherheitsrelevanter Fehler, beispielsweise ein Sensorausfall oder ein Ausfall der Steuereinheit der Schaltvorrichtung, festgestellt.
Danach wird überprüft, welche Art von Fehler vorliegt und der Fehler wird einer Fehlerkategorie zugeordnet. Dabei wird ein aktueller Betriebszustand des elektrischen Energiespeichers berücksichtigt.
Folgende Fehlerkategorien sind vorgesehen:
Ladefehler: Ein Fehler, der sich lediglich im Ladebetrieb des elektrischen Energiespeichers auswirkt und im Entladebetrieb ignoriert werden kann. Entladefehler erster Art: Ein Fehler, der sich zumindest auch im Entladebetrieb des elektrischen Energiespeichers auswirkt, allerdings für einen definierten Zeitraum ignoriert werden kann.
Entladefehler zweiter Art: Ein Fehler, der sich zumindest auch auf den Entladebetrieb auswirkt und bewirkt, dass unverzüglich eine Sicherheitsaktion für den elektrischen Energiespeicher ausgeführt werden muss.
Eine Sicherheitsaktion für den elektrischen Energiespeicher ist beispielsweise ein Öffnen der Schaltvorrichtung oder eine Reaktion eines mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen Gleichspannungswandlers.
Der definierte Zeitraum ist vorzugsweise größer als 10 s und kleiner als 5 Minuten, insbesondere größer als 30 s und kleiner als 2 Minuten, vorzugweise beträgt der definierte Zeitraum eine Minute.
Wenn ein Ladefehler vorliegt, wird ein Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers verhindert, indem die Schaltvorrichtung in Laderichtung des elektrischen Energiespeichers geöffnet wird. Wenn ein Entladefehler erster Art vorliegt, wird der elektrische Energiespeicher für den definierten Zeitraum weiter betrieben, zum Beispiel indem ein Haltestromkreis die Schaltvorrichtung geschlossen hält. Vorzugsweise wird während des definierten Zeitraums der elektrische Energiespeicher in einen Sicherheitsbetriebsmodus 102 überführt. Der Sicherheitsbetriebsmodus 102 des elektrischen Energiespeichers ist ein Betriebsmodus, in dem beispielweise eine Leistung des elektrischen Energiespeichers begrenzt wird. Dazu kann ein mit dem elektrischen Energiespeicher verbundener Gleichspannungswandler als Abwärtswandler betrieben werden.
Im Sicherheitsbetriebsmodus 102 wird ein Öffnen der Schaltvorrichtung für den definierten Zeitraum verhindert, solange kein Entladefehler zweiter Art auftritt. Dazu kann ein zusätzlicher Steueranschluss der Schaltvorrichtung oder eine Softwarelösung ein Öffnen der Schaltvorrichtung aufgrund eines Fehlers des elektrischen Energiespeichers mit geringer Relevanz verhindern. Ein Fehler mit geringer Relevanz ist beispielsweise ein Ausfall eines Temperatursensors für ein Kühlmedium des elektrischen Energiespeichers, da davon ausgegangen werden kann, dass das Kühlmedium innerhalb des definierten Zeitraums keine sicherheitskritische Temperatur errreicht beziehungsweise überschreitet.
Nach dem definierten Zeitraum wird die Schaltvorrichtung schnellstmöglich in den sicheren Zustand 103 überführt.
Wenn ein Entladefehler der zweiten Art vorliegt, wird der elektrische Energiespeicher schnellstmöglich in einen sicheren Zustand 103 überführt. Der sichere Zustand 103 wird beispielsweise durch ein Öffnen der Schaltvorrichtung erreicht, um den elektrischen Energiespeicher von einem aus dem elektrischen Energiespeicher gespeisten elektrischen Verbraucher zu trennen, oder durch eine Reaktion eines mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen Gleichspannungswandlers.
Unter einem elektrischen Energiespeicher wird hierbei ein wiederaufladbarer Energiespeicher verstanden, insbesondere aufweisend eine elektrochemische Energiespeicherzelle und/oder ein Energiespeichermodul aufweisend zumindest eine elektrochemische Energiespeicherzelle und/oder ein Energiespeicherpack aufweisend zumindest ein Energiespeichermodul. Die Energiespeicherzelle ist als lithiumbasierte Batteriezelle, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezelle, ausführbar. Alternativ ist die Energiespeicherzelle als Lithium-Polymer-Batteriezelle oder Nickel-Metallhydrid- Batteriezelle oder Blei-Säure-Batteriezelle oder Lithium-Luft-Batteriezelle oder Lithium- Schwefel- Batteriezelle ausgeführt.
Unter einem Fahrzeug wird hierbei ein Landfahrzeug, zum Beispiel ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen, oder ein Luftfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug verstanden, insbesondere ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Das Fahrzeug ist beispielsweise ein batterieelektrisch angetriebenes Fahrzeug, das einen rein elektrischen Antrieb aufweist, oder ein Hybridfahrzeug, das einen elektrischen Antrieb und einen Verbrennungsmotor aufweist.

Claims

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Ansprüche Verfahren (100) zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, aufweisend eine elektrische Energiespeichereinheit, einen Anschluss, eine Schaltvorrichtung und einen Sensor, wobei die Schaltvorrichtung zwischen der elektrischen Energiespeichereinheit und dem Anschluss angeordnet ist, wobei ausgehend von einem Normalzustand (101) des elektrischen Energiespeichers, in dem alle Komponenten des elektrischen Energiespeichers störungsfrei arbeiten, ein sicherheitsrelevanter Fehler festgestellt wird, wobei überprüft wird, welche Art von Fehler vorliegt und ob der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, wobei, falls der elektrische Energiespeicher nicht für den definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher, insbesondere unmittelbar, in einen sicheren Zustand (103) überführt wird, wobei, falls der elektrische Energiespeicher trotz des Fehlers für einen definierten Zeitraum weiter betrieben werden kann, der elektrische Energiespeicher für den definierten Zeitraum weiter betrieben wird und anschließend, insbesondere unmittelbar, in den sicheren Zustand (103) überführt wird. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung während des definierten Zeitraums, insbesondere mittels eines Haltestromkreises, geschlossen gehalten wird. Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen der Schaltvorrichtung aufgrund eines Fehlers des elektrischen Energiespeichers mit geringer Relevanz verhindert wird, insbesondere mittels eines zusätzlichen Steueranschlusses der Schaltvorrichtung oder mittels eines Computerprogramms. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher während des definierten Zeitraums in einem Sicherheitsbetriebsmodus (102) betrieben wird. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Sicherheitsbetriebsmodus (102) eine Leistung des elektrischen Energiespeichers begrenzt wird, insbesondere wobei ein mit dem elektrischen Energiespeicher verbundener Gleichspannungswandler als Abwärtswandler betrieben wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehler einer Fehlerkategorie zugeordnet wird, wobei ein aktueller Betriebszustand des elektrischen Energiespeichers, insbesondere vor dem Auftreten des Fehlers, verwendet wird. Verfahren (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Fehler ein Ladefehler ist, die Schaltvorrichtung in einer Laderichtung des elektrischen Energiespeichers geöffnet wird. Verfahren (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Fehler ein Entladefehler ist, entweder die Schaltvorrichtung in Entladerichtung unmittelbar geöffnet wird oder die Schaltvorrichtung nach Ablauf des definierten Zeitraums in Entladerichtung geöffnet wird. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein sicherheitsrelevanter Fehler ein Sensorausfall oder ein Ausfall einer Steuereinheit der Schaltvorrichtung ist. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im sicheren Zustand (103) die Schaltvorrichtung, insbesondere in Laderichtung und Entladerichtung, geöffnet ist. - 11 -
11. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sichere Zustand (103) durch eine Reaktion eines mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen Gleichspannungswandlers erreicht wird.
12. Elektrischer Energiespeicher aufweisend eine elektrische Energiespeichereinheit, einen Anschluss, eine Schaltvorrichtung und einen Sensor, wobei die Schaltvorrichtung zwischen der elektrischen Energiespeichereinheit und dem Anschluss angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher eingerichtet ist, mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche betrieben zu werden. 13. Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug, aufweisend einen elektrischen Energiespeicher nach Anspruch 12.
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