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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems, welches eine Mehrzahl von seriell verschalteten Batteriemodulen umfasst, wobei bei Erkennung eines defekten Batteriesteuergeräts das zugehörige Batteriemodul als fehlerhaft erkannt wird, und mehrere Schritte durchgeführt werden. Die Erfindung betrifft auch ein Batteriesystem, welches eine Mehrzahl von seriell verschalteten Batteriemodulen und eine Steuereinheit umfasst, wobei jedes der Batteriemodule eine Anzahl von Batteriezellen und mindestens ein Batteriesteuergerät aufweist, wobei die Batteriesteuergeräte in einer Kommunikationsverbindung mit der Steuereinheit stehen.
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Stand der Technik
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Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft insbesondere in Elektrofahrzeugen, beispielsweise in Hybridfahrzeugen, Plug-In-Hybridfahrzeugen sowie in Elektrofahrrädern vermehrt Batteriesysteme zum Einsatz kommen werden, an welche hohe Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Lebensdauer gestellt werden. Für solche Anwendungen eignen sich insbesondere Batteriesysteme mit Lithium-Ionen-Batteriezellen. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus.
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Heutige Batteriesysteme in Elektrofahrzeugen weisen in der Regel mehrere Batteriemodule auf, welche seriell miteinander verschaltet sind. Beispielsweise weist jedes der Batteriemodule eine Modulspannung von etwa 48 V auf. Bei acht seriell verschalteten Batteriemodulen weist das Batteriesystem eine Systemspannung von beispielsweise 384 V auf. Jedes Batteriemodul weist mehrere Batteriezellen auf, welche seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind. Ferner umfasst jedes Batteriemodul ein Batteriesteuergerät zum Steuern und Überwachen der einzelnen Batteriezellen. Die Batteriesteuergeräte stehen dabei in einer Kommunikationsverbindung mit einer zentralen Steuereinheit des Batteriesystems.
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Batteriesysteme mit Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen hohe Anforderungen bezüglich der funktionalen Sicherheit auf. Ein nicht sachgemäßer Betrieb der Batteriezellen kann zu exothermen Reaktionen bis hin zum Brand und/oder zur Entgasung führen. Bei einer defekten Batteriezelle sowie bei einem defekten Batteriesteuergerät ist das Batteriemodul fehlerhaft und in der Regel nicht mehr voll funktionsfähig.
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Batteriesysteme in Elektrofahrzeugen sollen, insbesondere in Hinblick auf autonomes Fahren, fehlertolerant sein. Auch bei einem fehlerhaften Batteriemodul soll das Batteriesystem weiter in Betrieb bleiben und das Elektrofahrzeug weiter mit elektrischer Energie versorgen. Dabei kann das Batteriesystem in einem reduzierten Modus betrieben werden, um das Fahrzeug sicher bis zu einem Abstellplatz oder zu einer Werkstatt zu bringen.
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Aus dem Dokument
US 2014/0225622 A1 sind ein Batteriesystem mit mehreren Batteriezellen und eine zugehörige Überwachungsvorrichtung bekannt. Dabei wird eine Temperatur in dem Batteriesystem gemessen. Wenn eine abnormale Temperatur erkannt wird, so wird eine entsprechende Information an ein übergeordnetes Steuergerät gesendet.
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Das Dokument
WO 2009/106394 A1 offenbart ein Schutzsystem für ein Batteriemodul. Dabei werden die elektrische Spannung sowie die Temperatur der Batteriezellen des Batteriemoduls erfasst und ausgewertet. Wird eine Batteriezelle als fehlerhaft erkannt, so wird diese mittels eines Schaltelements abgeschaltet und/oder überbrückt.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems vorgeschlagen. Das Batteriesystem umfasst dabei eine Mehrzahl von seriell verschalteten Batteriemodulen und eine Steuereinheit. Jedes der Batteriemodule weist eine Anzahl von Batteriezellen, beispielsweise genau eine Batteriezelle, vorzugsweise jedoch mehrere Batteriezellen, auf, welche seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind. Jedes der Batteriemodule weist auch mindestens ein Batteriesteuergerät auf, welches zum Steuern und Überwachen der einzelnen Batteriezellen des jeweiligen Batteriemoduls dient. Die Batteriesteuergeräte der Batteriemodule stehen in einer Kommunikationsverbindung mit der Steuereinheit des Batteriesystems.
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Bei Erkennung eines defekten Batteriesteuergeräts, beispielsweise dadurch, dass die Kommunikationsverbindung mit dem besagten Batteriesteuergerät nicht mehr funktioniert, wird das zugehörige Batteriemodul innerhalb des Batteriesystems als fehlerhaft erkannt, und es werden die nachfolgend genannten Schritte durchgeführt:
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Zunächst erfolgt eine Ermittlung, ob die Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls noch intakt sind. Es ist durchaus denkbar, dass lediglich das Batteriesteuergerät des fehlerhaften Batteriemoduls defekt ist, und dass die Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls intakt sind.
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Wenn alle Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls noch intakt sind, so erfolgt eine Erteilung einer Freigabe zum weiteren Betrieb des Batteriesystems mit dem fehlerhaften Batteriemodul. Das fehlerhafte Batteriemodul liefert in diesem Fall immer noch seine Modulspannung und kann einen Betriebsstrom führen.
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Wenn nur das Batteriesteuergerät des fehlerhaften Batteriemoduls defekt ist, so sind lediglich Steuerung und Überwachung der einzelnen Batteriezellen des jeweiligen Batteriemoduls nicht oder nur noch eingeschränkt möglich. Vorzugsweise, aber nicht zwingend, erfolgt in diesem Fall aus Sicherheitsgründen auch eine Reduzierung des maximal zulässigen Betriebsstroms durch die Batteriemodule.
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Wenn mindestens eine Batteriezelle des fehlerhaften Batteriemoduls defekt ist, so erfolgt ein Abschalten des fehlerhaften Batteriemoduls und eine Erteilung einer Freigabe zum weiteren Betrieb des Batteriesystems ohne das fehlerhafte Batteriemodul. In diesem Fall ist die Systemspannung des Batteriesystems um die Modulspannung des fehlerhaften Batteriemoduls vermindert. Das Batteriesystem kann auch ohne das fehlerhafte Batteriemodul einen Betriebsstrom führen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Ermittlung, ob die Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls noch intakt sind, ein durch die Batteriemodule fließender Strom gemessen. Dabei wird auf mindestens eine defekte Batteriezelle geschlossen, wenn der gemessene Strom zumindest annähernd gleich null ist.
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Wenn die Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls seriell verschaltet sind, kann eine defekte Batteriezelle eine Unterbrechung des Batteriemoduls verursachen, wodurch kein Strom mehr durch das Batteriesystem fließt. Daher wird insbesondere dann auf mindestens eine defekte Batteriezelle geschlossen, wenn in dem fehlerhaften Batteriemodul eine Unterbrechung vorliegt.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Ermittlung, ob die Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls noch intakt sind, mindestens eine Temperatur mindestens einer Batteriezelle in mindestens einem dem fehlerhaften Batteriemodul benachbart, vorzugsweise unmittelbar benachbart, angeordneten Batteriemodul gemessen. Dabei wird auf mindestens eine defekte Batteriezelle geschlossen, wenn die gemessene Temperatur einen vorgegebenen Temperaturgrenzwert überschreitet. Der Temperaturgrenzwert hängt von verschiedenen Größen ab, beispielsweise von der Art der Batteriezellen, von der Außentemperatur sowie von dem durch die Batteriemodule fließenden Strom. Der Temperaturgrenzwert wird aus den genannten Größen berechnet und beträgt beispielsweise 60 °C.
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Der Temperaturgrenzwert kann auch von den gemessenen Temperaturwerten von Batteriezellen der übrigen Batteriemodule abhängen. Beispielsweise kann ein Mittelwert über die Temperaturwerte der Batteriezellen von allen Batteriemodulen mit Ausnahme des fehlerhaften Batteriemoduls ermittelt werden. Dann wird auf mindestens eine defekte Batteriezelle des fehlerhaften Batteriemoduls geschlossen, wenn die gemessene Temperatur in mindestens einem dem fehlerhaften Batteriemodul benachbart angeordneten Batteriemodul diesen Mittelwert um einen Schwellwert überschreitet. Der Temperaturgrenzwert ist in diesem Fall die Summe aus dem Mittelwert und dem Schwellwert.
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Wenn zusätzlich Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls defekt sind, so kann deren Temperatur ansteigen. Wenn das Batteriesteuergerät des fehlerhaften Batteriemoduls defekt ist, so ist jedoch keine Messung der Temperaturen der einzelnen Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls möglich. Die defekten Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls übertragen dabei aber Wärme auf die Batteriezellen von benachbart angeordneten Batteriemodulen. Ein Temperaturanstieg von Batteriezellen in benachbart angeordneten Batteriemodulen ist somit ein Hinweis auf eine defekte Batteriezelle in dem fehlerhaften Batteriemodul.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Ermittlung, ob die Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls noch intakt sind, eine an dem fehlerhaften Batteriemodul anliegende Modulspannung berechnet. Dabei wird auf mindestens eine defekte Batteriezelle geschlossen, wenn die gemessene Modulspannung einen vorgegebenen Spannungsgrenzwert unterschreitet. Der Spannungsgrenzwert hängt von verschiedenen Größen ab, beispielsweise von der Art der Batteriezellen sowie von deren Ladezustand. Der Spannungsgrenzwert wird beispielsweise berechnet, indem ein Mittelwert der Modulspannungen der übrigen Module bestimmt wird, und von diesem Mittelwert ein Toleranzwert von beispielsweise 3 V subtrahiert wird. Der besagte Toleranzwert entspricht beispielsweise der Leerlaufspannung einer Batteriezelle bei geringem Ladezustand.
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Wenn zusätzlich Batteriezellen des fehlerhaften Batteriemoduls defekt sind, so sinkt die an dem fehlerhaften Batteriemodul anliegende Modulspannung. Wenn das Batteriesteuergerät des fehlerhaften Batteriemoduls defekt ist, so ist jedoch keine direkte Messung der Modulspannung des fehlerhaften Batteriemoduls möglich. Bei Kenntnis anderer Messgrößen ist jedoch eine Berechnung der an dem fehlerhaften Batteriemodul anliegenden Modulspannung möglich. Eine Modulspannung des fehlerhaften Batteriemoduls, welche den vorgegebenen Spannungsgrenzwert unterschreitet, ist ein Hinweis auf eine defekte Batteriezelle in dem fehlerhaften Batteriemodul.
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Vorteilhaft wird die an dem fehlerhaften Batteriemodul anliegende Modulspannung berechnet, indem eine an dem Batteriesystem anliegende Systemspannung gemessen wird, die an den intakten Batteriemodulen anliegenden Modulspannungen gemessen werden, und eine Summe der an den intakten Batteriemodulen anliegenden Modulspannungen von der Systemspannung subtrahiert wird. Die Systemspannung wird beispielsweise von einem Wechselrichter zum Ansteuern eines Elektromotors gemessen, welcher in einer Kommunikationsverbindung mit der Steuereinheit und mit den Batteriesteuergeräten der Batteriemodule steht.
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Vorzugsweise wird das fehlerhafte Batteriemodul abgeschaltet, indem das fehlerhafte Batteriemodul elektrisch derart überbrückt wird, dass das fehlerhafte Batteriemodul sich im Leerlauf befindet. Somit kann das Batteriesystem mit den übrigen Batteriemodulen weiter betrieben werden, und das fehlerhafte Batteriemodul kann ausgebaut und ausgetauscht werden, während das Batteriesystem in Betrieb bleibt.
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Besonders vorzugsweise wird das fehlerhafte Batteriemodul elektrisch überbrückt, indem mindestens ein dem fehlerhaften Batteriemodul zugeordneter Wechselschalter umgeschaltet wird. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird das fehlerhafte Batteriemodul elektrisch überbrückt, indem zwei dem fehlerhaften Batteriemodul zugeordnete Wechselschalter umgeschaltet werden, die elektrisch vor und hinter dem fehlerhaften Batteriemodul angeordnet sind. Der mindestens eine Wechselschalter ist beispielsweise als elektromechanisches Relais ausgeführt.
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Es wird auch ein Batteriesystem vorgeschlagen. Das Batteriesystem umfasst dabei eine Mehrzahl von seriell verschalteten Batteriemodulen und eine Steuereinheit. Jedes der Batteriemodule des Batteriesystems weist eine Anzahl von Batteriezellen und mindestens ein Batteriesteuergerät auf. Das Batteriesteuergerät dient zum Steuern und Überwachen der einzelnen Batteriezellen des jeweiligen Batteriemoduls. Die Batteriesteuergeräte der Batteriemodule stehen in einer Kommunikationsverbindung mit der Steuereinheit des Batteriesystems.
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Jedes der Batteriemodule des Batteriesystems kann beispielsweise genau eine Batteriezelle aufweisen. Vorzugsweise weist jedes der Batteriemodule jedoch mehrere Batteriezellen auf, welche seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind.
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Das erfindungsgemäße Batteriesystem ist zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Entsprechender Programmcode zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist unter anderem in den Batteriesteuergeräten der Batteriemodule und in der Steuereinheit des Batteriesystems abgelegt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das Batteriesystem ferner einen Wechselrichter zum Ansteuern eines Elektromotors. Dabei weist der Wechselrichter Mittel zum Messen einer an dem Batteriesystem anliegende Systemspannung auf. Der Wechselrichter steht ebenfalls in einer Kommunikationsverbindung mit der Steuereinheit. Der Wechselrichter steht vorzugsweise auch in einer Kommunikationsverbindung mit den Batteriesteuergeräten der Batteriemodule. Vorzugsweise ist entsprechender Programmcode zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch in dem Wechselrichter des Batteriesystems abgelegt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sowie das erfindungsgemäße Batteriesystem finden vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug. Unter einem Elektrofahrzeug ist beispielsweise ein Hybridfahrzeug, ein Plug-In-Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrrad zu verstehen.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren sowie das erfindungsgemäße Batteriesystem ermöglichen einen weiteren Betrieb auch bei Ausfall eines Batteriemoduls. Der Ausfall eines Batteriemoduls führt also nicht zwingend zum Stillstand eines Elektrofahrzeugs. Es ist möglich, das Elektrofahrzeug, beispielsweise in einem reduzierten Modus in Form eines Notlaufs weiter zu betreiben, so dass das Elektrofahrzeug einen sicheren Abstellplatz erreicht oder sogar noch bis zur Werkstatt weiterfahren kann. Die Art der Fehlerbehandlung richtet sich dabei nach dem geforderten Sicherheitslevel. So bietet das erfindungsgemäße Verfahren auch Lösungsmöglichkeiten nicht nur für den elektrifizierten Straßenverkehr sondern ist auch für den Bereich der Flugmobilität geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine intelligente Fehlerdiagnostik und führt somit zur verantwortbaren Freigabe der Weiterfahrt des Elektrofahrzeugs. Ferner ermöglicht eine Fehlerlokalisierung eine differenzierte Fehlerbehandlung. Bei Ausfall eines Batteriemoduls bleibt das Elektrofahrzeug nicht liegen, sondern ein sicheres Abstellen des Fahrzeugs ist ermöglicht. Das Konzept des erfindungsgemäßen Verfahrens ist modular erweiterbar. Das erfindungsgemäße Batteriesystem verursacht nur geringe Mehrkosten.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines Batteriesystems in einem ersten Fehlerfall,
- 2: eine schematische Darstellung des Batteriesystems aus 1 in einem zweiten Fehlerfall,
- 3: eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls mit zugeordneten Wechselschaltern in dem ersten Fehlerfall und
- 4: eine schematische Darstellung des Batteriemoduls aus 3 in dem zweiten Fehlerfall.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriesystems 10 in einem ersten Fehlerfall. Das Batteriesystem 10 umfasst eine Mehrzahl, vorliegend fünf, von seriell verschalteten Batteriemodulen 5. Das Batteriesystem 10 umfasst auch eine zentrale Steuereinheit 50. Ferner umfasst das Batteriesystem 10 einen Wechselrichter 60 zum Ansteuern eines hier nicht dargestellten Elektromotors und einen Gleichspannungswandler 65. Der Gleichspannungswandler 65 ist dabei optional und kann auch entfallen.
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Jedes der Batteriemodule 5 weist eine Anzahl von Batteriezellen 2 auf. In der vorliegenden Darstellung ist nur genau eine Batteriezelle 2 in jedem der Batteriemodule 5 dargestellt. Jedes der Batteriemodule 5 kann auch mehrere Batteriezellen 2 aufweisen, welche seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind. Jedes der Batteriemodule 5 umfasst ferner ein Batteriesteuergerät 70 zum Steuern und Überwachen der einzelnen Batteriezellen 2 des jeweiligen Batteriemoduls 5.
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Die Batteriesteuergeräte 70 der Batteriemodule 5 stehen in einer Kommunikationsverbindung 36 mit der Steuereinheit 50 und mit dem Wechselrichter 60. Dazu ist eine Busleitung 35 vorgesehen, welche vorliegend als Ringleitung ausgeführt ist. Die Busleitung 35 kann auch in anderer Form, beispielsweise sternförmig, ausgebildet sein.
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Die Batteriemodule 5 des Batteriesystems 10 sind mittels einer Stromleitung 30 seriell verschaltet. Das Batteriesystem 10 weist ein negatives Terminal 15 und ein positives Terminal 16 auf, wobei die Batteriemodule 5 elektrisch zwischen den Terminals 15, 16 angeordnet sind. Die Batteriemodule 5 werden von einem Strom I durchflossen. Zwischen den Terminals 15, 16 liegt eine Systemspannung an, welche einer Summe der Modulspannungen der einzelnen Batteriemodule 5 entspricht.
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Der Wechselrichter 60 ist mit dem negativen Terminal 15 und mit dem positiven Terminal 16 verbunden und weist Mittel zum Messen der besagten Systemspannung auf. Jedes der Batteriemodule 5 weist Mittel zum Messen der jeweiligen Modulspannung auf. Insbesondere die gemessenen Werte der Systemspannung und die Modulspannungen werden mittels der Kommunikationsverbindung 36 zu der Steuereinheit 50 übertragen.
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In dem hier dargestellten ersten Fehlerfall ist eines der Batteriemodule 5 fehlerhaft. Das fehlerhafte Batteriemodul 5 weist dabei ein defektes Batteriesteuergerät 70x auf, welches in der gezeigten Darstellung entsprechend gekennzeichnet ist. Die Batteriezellen 2 des fehlerhaften Batteriemoduls 5 sowie der übrigen Batteriemodule 5 sind vorliegend intakt.
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In dem hier dargestellten ersten Fehlerfall ist das defekte Batteriesteuergerät 70x nicht mehr zur Kommunikation über die Busleitung 35 fähig. Somit stehen nur die übrigen intakten Batteriesteuergeräte 70 in einer Kommunikationsverbindung 36 mit der Steuereinheit 50 und mit dem Wechselrichter 60. Alle Batteriemodule 5 sind über die Stromleitung 30 seriell verbunden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Batteriesystems 10 aus 1 in einem zweiten Fehlerfall. Im Folgenden wird dabei nur auf die Unterschiede des zweiten Fehlerfalls im Vergleich zu dem in 1 dargestellten ersten Fehlerfall eingegangen.
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In dem hier dargestellten zweiten Fehlerfall ist eines der Batteriemodule 5 fehlerhaft. Das fehlerhafte Batteriemodul 5 weist dabei ein defektes Batteriesteuergerät 70x und eine defekte Batteriezelle 2x auf, welche in der gezeigten Darstellung entsprechend gekennzeichnet sind. Die Batteriesteuergeräte 70 sowie die Batteriezellen 2 der übrigen Batteriemodule 5 sind vorliegend intakt.
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In dem hier dargestellten zweiten Fehlerfall ist das defekte Batteriesteuergerät 70x nicht mehr zur Kommunikation über die Busleitung 35 fähig. Somit stehen nur die übrigen intakten Batteriesteuergeräte 70 in einer Kommunikationsverbindung 36 mit der Steuereinheit 50 und mit dem Wechselrichter 60.
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Das fehlerhafte Batteriemodul 5 mit dem defekten Batteriesteuergerät 70x und der defekten Batteriezelle 2x ist dabei abgeschaltet. Dazu ist das fehlerhafte Batteriemodul 5 elektrisch derart überbrückt, dass sich das fehlerhafte Batteriemodul 5 im Leerlauf befindet. Das fehlerhafte Batteriemodul 5 ist mittels einer Überbrückungsleitung 33 und Wechselschaltern 40 überbrückt. Auf die Wechselschalter 40, welche in dieser Darstellung nicht gezeigt sind, wird im Folgenden eingegangen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines fehlerhaften Batteriemoduls 5 mit zugeordneten Wechselschaltern 40 und einer Überbrückungsleitung 33 in dem ersten, in 1 dargestellten, Fehlerfall, in welchem das fehlerhafte Batteriemodul 5 ein defektes Batteriesteuergerät 70x aufweist. Die Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 5 sind intakt. Das Batteriemodul 5 ist über die Stromleitung 30 seriell mit den anderen hier nicht dargestellten Batteriemodulen 5 verbunden.
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Dem Batteriemodul 5 sind vorliegend zwei Wechselschalter 40 zugeordnet, die elektrisch vor und hinter dem Batteriemodul 5 angeordnet sind. Die zwei Wechselschalter 40 sind vorliegend als elektromechanische Relais ausgeführt. Jeder der zwei Wechselschalter 40 umfasst einen Eingang 45, einen ersten Ausgang 41 und einen zweiten Ausgang 42. In einer hier gezeigten ersten Schaltstellung der Wechselschalter 40 ist jeweils der Eingang 45 mit dem ersten Ausgang 41 elektrisch verbunden.
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Der Eingang 45 der zwei Wechselschalter 40 ist jeweils an die Stromleitung 30 angeschlossen. Der erste Ausgang 41 der zwei Wechselschalter 40 ist jeweils an das Batteriemodul 5 angeschlossen. Der zweite Ausgang 42 der zwei Wechselschalter 40 ist jeweils an die Überbrückungsleitung 33 angeschlossen. In der hier gezeigten ersten Schaltstellung des Wechselschalters 40 ist also das Batteriemodul 5 beidseitig mit der Stromleitung 30 verbunden.
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In einem regulären Betrieb sind das Batteriesteuergerät 70 und die Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 5 intakt. Die übrige Topologie des Batteriemoduls 5 mit den Wechselschaltern 40 ist in diesem regulären Betrieb und in dem besagten ersten Fehlerfall gleich.
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4 zeigt eine schematische Darstellung des fehlerhaften Batteriemoduls 5 aus 3 in dem zweiten Fehlerfall, in welchem das fehlerhafte Batteriemodul 5 ein defektes Batteriesteuergerät 70x und eine defekte Batteriezelle 2x aufweist. Das fehlerhafte Batteriemodul 5 befindet sich dabei elektrisch im Leerlauf.
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In einer hier gezeigten zweiten Schaltstellung der Wechselschalter 40 ist jeweils der Eingang 45 mit dem zweiten Ausgang 42 elektrisch verbunden. In der hier gezeigten zweiten Schaltstellung der Wechselschalter 40 ist also das fehlerhafte Batteriemodul 5 nicht mehr mit der Stromleitung 30 verbunden sondern mittels der Überbrückungsleitung 33 und der zwei Wechselschalter 40 überbrückt. Vorliegend ist das fehlerhafte Batteriemodul 5 dabei beidseitig von der Stromleitung 30 getrennt.
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Es ist auch denkbar, dass dem Batteriemodul 5 nur ein Wechselschalter 40 zugeordnet ist. Anstelle des zweiten Wechselschalters 40 ist dann ein Knotenpunkt vorgesehen, an welchen die Stromleitung 30, die Überbrückungsleitung 33 und das Batteriemodul 5 angeschlossen sind. In diesem Fall ist in der zweiten Schaltstellung des einen Wechselschalters 40 das fehlerhafte Batteriemodul 5 nur einseitig von der Stromleitung 30 getrennt.
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Ferner ist es denkbar, dass zwischen dem besagten Knotenpunkt und dem Batteriemodul 5 ein Schalter oder eine Sicherung vorgesehen ist. Bei Umschalten des einen Wechselschalters 40 in die zweite Schaltstellung wird dann gleichzeitig der Schalter geöffnet, beziehungsweise die Sicherung ausgelöst. In diesem Fall ist in der zweiten Schaltstellung des einen Wechselschalters 40 das fehlerhafte Batteriemodul 5 beidseitig von der Stromleitung 30 getrennt.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2014/0225622 A1 [0006]
- WO 2009/106394 A1 [0007]