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Die Erfindung betrifft einen Batteriedirektumrichter mit Energiespeichermodulen, welche in Ringkonfiguration angeordnet sind, zum Speisen einer elektrischen Maschine.
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Stand der Technik
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Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft sowohl bei stationären Anwendungen, wie zum Beispiel Windkraftanlagen, wie auch in Fahrzeugen, wie Hybrid- oder Elektrofahrzeugen, vermehrt elektronische Systeme zum Einsatz kommen, die neue Energiespeichertechnologien mit elektrischer Antriebstechnik kombinieren. Um die für eine jeweilige Anwendung gegebenen Anforderungen an Leistung und Energie erfüllen zu können, werden üblicherweise mehrere Batteriezellen in Serie geschaltet. Da der von einem derartigen Antriebssystem bereitgestellte Strom durch alle Batteriezellen fließen muss und eine Batteriezelle nur einen begrenzten Strom leiten kann, werden oft zusätzlich Batteriezellen parallel geschaltet, um den maximalen Strom zu erhöhen.
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Die Serienschaltung mehrerer Batteriezellen bringt neben einer hohen Gesamtspannung das Problem mit sich, dass der gesamte Energiespeicher ausfällt, wenn eine einzige Batteriezelle ausfällt, weil dann kein Batteriestrom mehr fließen kann. Ein solcher Ausfall des Energiespeichers kann zu einem Ausfall des Gesamtsystems führen. Bei einem Fahrzeug kann ein Ausfall der Antriebsbatterie zum ”Liegenbleiben” des Fahrzeugs führen. Bei anderen Anwendungen, wie z. B. der Rotorblattverstellung von Windkraftanlagen, kann es bei ungünstigen Rahmenbedingungen, wie z. B. starkem Wind, sogar zu sicherheitsgefährdenden Situationen kommen. Daher ist stets eine hohe Zuverlässigkeit des Energiespeichers anzustreben, wobei mit ”Zuverlässigkeit” die Fähigkeit eines Systems bezeichnet wird, für eine vorgegebene Zeit fehlerfrei zu arbeiten.
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Es ist daher möglich, Batterien mit mehreren Batteriemodulsträngen zu betreiben, welche direkt an Phasenleitungen einer elektrischen Maschine anschließbar sind. Die Batteriemodulstränge weisen dabei eine Mehrzahl von in Serie geschalteten Batteriemodulen auf, wobei jedes Batteriemodul mindestens eine Batteriezelle und eine zugeordnete steuerbare Koppeleinheit aufweist, welche es erlaubt, in Abhängigkeit von Steuersignalen den jeweiligen Batteriemodulstrang zu unterbrechen, oder die jeweils zugeordnete mindestens eine Batteriezelle zu überbrücken, oder die jeweils zugeordnete mindestens eine Batteriezelle in den jeweiligen Batteriemodulstrang zu schalten. Durch geeignete Ansteuerung der Koppeleinheiten, z. B. mit Hilfe von Pulsweitenmodulation, können auch geeignete Phasensignale zur Steuerung der elektrischen Maschine bereitgestellt werden, so dass auf einen separaten Pulswechselrichter verzichtet werden kann.
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Die Druckschrift
US 5,642,275 offenbart beispielsweise ein Antriebssystem für eine dreiphasige elektrische Maschine mit kaskadierten Wechselrichtern, denen jeweils eine einzelne Batteriezelle zugeordnet ist.
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Die Druckschrift
US 6,577,087 B2 offenbart ein mehrstufiges Antriebssystem mit einem Pulswechselrichter und einem Strang selektiv überbrückbarer Batteriezellen zur Versorgung eines elektrischen Maschine mit abgestuften Versorgungsspannungen.
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Die Druckschrift
JP 2000-0341964 A offenbart ebenfalls ein Antriebssystem mit mehrstufig schaltbarer Versorgungsspannung.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß einer Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung einen Wechselrichter zum Versorgen einer n-phasigen elektrischen Maschine, wobei n ≥ 2, mit einer Vielzahl von Energiespeichermodulen, welche in Reihenschaltung in einer Ringleitung angeordnet sind, wobei jedes der Vielzahl von Energiespeichermodulen einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, eine Energiespeicherzelle, welche mindestens einen Energiespeicher aufweist, und welche zwischen den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss gekoppelt ist, eine Ringschalteinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, die Energiespeicherzelle mit einem ersten Anschluss des Energiespeichermoduls schaltbar zu verbinden, und eine erste Koppeleinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, einen Knoten zwischen dem zweiten Anschluss und der Energiespeicherzelle schaltbar mit einer der Phasenleitungen der elektrischen Maschine zu verbinden, aufweist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung ein System mit einem erfindungsgemäßen Wechselrichter und einer n-phasigen elektrischen Maschine, wobei n ≥ 2, welche über n Phasenleitungen jeweils mit den ersten Koppeleinrichtungen der Vielzahl der Energiespeichermodule des Wechselrichters verbunden ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindungs ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Systems. Das Verfahren umfasst die Schritte des Öffnens einer der Ringschalteinrichtungen der Vielzahl von Energiespeichermodulen bei gleichzeitigem Schließen der übrigen Ringschalteinrichtungen, und des selektivens Ansteuerns der ersten Koppeleinrichtungen zum Verbinden der n Phasenleitungen mit jeweils einem der Vielzahl von Energiespeichermodulen.
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Vorteile der Erfindung
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Eine Idee der Erfindung ist es, ein batteriegetriebenes Antriebssystem zu schaffen, welches eine abgestufte Versorgungsspannung für eine n-phasige elektrische Maschine bereitstellen kann. Dazu werden Energiespeichermodule in einem Ring angeordnet, welcher an frei wählbaren Stellen über Schalteinrichtungen in eine Kette von Energiespeichermodulen aufgetrennt werden kann. Dadurch können Energiespeicherzellen, welche in den Energiespeichermodulen angeordnet sind, variabel in die Kette zur Energieversorgung von Phasenleitungen der elektrischen Maschine zugeschaltet werden.
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Diese Topologie ermöglicht überdies eine gleichmäßige Belastung aller Energiespeicherzellen bzw. aller Energiespeichermodule, so dass zum Erreichen eines jeweiligen Versorgungsspannungswertes die einzelnen Energiespeicherzellen durch entsprechende Zu- und Abschaltung unterschiedlich stark strombelastet werden können. Damit kann im zeitlichen Mittel eine gleichmäßige Durchschnittsbelastung aller Energiespeicherzellen erreicht werden.
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Darüber hinaus ist das System gegenüber einem Ausfall oder Defekt einer einzelnen Energiespeicherzelle bzw. eines einzelnen Energiespeichermoduls robust, denn jede der Energiespeicherzellen kann entweder über die Ringschalteinrichtungen dauerhaft an das Ende der Energieversorgungskette geschaltet werden, wo sie weder stört noch nützt, oder über eine der Phasenleitungen mithilfe der ersten Koppeleinrichtungen überbrückt werden. In beiden Fällen kann das Antriebssystem mit den übrigen Energiespeichermodulen noch sicher weiter betrieben werden, so dass die Ausfallsicherheit des gesamten Systems sehr hoch ist.
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Die Anzahl der zur Erzeugung beliebiger Drehstromsysteme erforderlichen Energiespeicherzellen ist bei dem erfindungsgemäßen System sehr gering, wodurch eine platzsparende und kostengünstige Ausführung möglich ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
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1a eine schematische Darstellung eines Energiespeichermoduls des Systems in 1 in höherem Detail gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
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3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems; und
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4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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1 zeigt ein elektrisches Antriebssystem 10 zur Versorgung einer elektrischen Maschine 11 mit einer Versorgungsspannung. Die elektrische Maschine 11 ist dabei eine n-phasige Maschine mit n ≥ 2. Das elektrische Antriebssystem 10 umfasst daher n Phasenleitungen 11a... 11n, von denen in 1 beispielhaft zwei Phasenleitungen 11a und 11n gezeigt sind. Zur Versorgung der elektrischen Maschine mit Strom ist eine Ringleitung 1 vorgesehen, in der eine Anzahl m Energiespeichermodule 2a... 2m in Serie geschaltet sind, von denen in 1 beispielhaft drei Energiespeichermodule 2a, 2b, 2m gezeigt sind. Die Anzahl der Energiespeichermodule 2a...2m ist dabei beliebig. Die Energiespeichermodule 2a...2m sind jeweils über Versorgungsanschlüsse 3a... 3n mit den n Phasenleitungen 11a... 11n verbunden. Beispielsweise ist die Phasenleitung 11a über jeweils einen Versorgungsanschluss 3a mit jedem der Energiespeichermodule 2a, 2b, 2m verbunden. Dabei ist die Anzahl der Versorgungsanschlüsse 3a... 3n von der Anzahl der Phasenleitungen 11a... 11n abhängig.
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In 1a ist in höherem Detail der Aufbau eines Energiespeichermoduls 2 gezeigt. Die Energiespeichermodule 2a...2m der 1 können dabei wie das in 2 gezeigte Energiespeichermodul 2 aufgebaut sein. Das Energiespeichermodul 2 umfasst einen ersten Anschluss 4a und einen zweiten Anschluss 4b. Weiterhin umfasst das Energiespeichermodul 2 eine Energiespeicherzelle 6. Die Energiespeicherzelle 6 kann dabei mindestens einen Energiespeicher, wie beispielsweise eine Batterie umfassen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass in der Energiespeicherzelle 6 mehrere Energiespeicher in Reihe oder parallel geschaltet werden. Die Anzahl und Anordnung der Energiespeicher in der Energiespeicherzelle 6 kann sich dabei nach den Anforderungen des Antriebssystems 10 richten.
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Das Energiespeichermodul 2 umfasst weiterhin eine Schalteinrichtung 5, welche den ersten Anschluss 4a des Energiespeichermoduls 2 schaltbar mit der Energiespeicherzelle 6 verbindet. Die Schalteinrichtung 5 kann auch als Ringschalteinrichtung 5 bezeichnet werden, da sie in geöffnetem Zustand den Ring, welcher durch die Ringleitung 1 über alle Energiespeichermodule 2 gebildet wird, unterbricht. Das Energiespeichermodul 2 umfasst weiterhin einen Knoten 7, welcher zwischen dem zweiten Anschluss 4b und der Energiespeicherzelle 6 angeordnet ist. Mit dem Knoten 7 ist eine Koppeleinrichtung 8 verbunden, welche die Versorgungsanschlüsse 3a... 3n des Energiespeichermoduls 2 mit dem Knoten 7 verbindet. Die Koppeleinrichtung 8 kann beispielsweise Schalteinrichtungen umfassen, welche jede der Phasenleitungen 11a... 11n über die Versorgungsanschlüsse 3a... 3n separat und unabhängig voneinander schaltbar mit dem Knoten 7 verbinden kann.
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Zusammen mit den Koppeleinrichtungen 8 bilden Energiespeichermodule 2, welche in eine Ringleitung 1 gemäß der Topologie nach 1 in Reihe geschaltet sind, einen Wechselrichter, welcher eine von den Energiespeicherzellen 6 gelieferte Gleichspannung über eine aktive Ansteuerung der Koppeleinrichtungen 8 in eine Wechselspannung für eine elektrische Maschine umrichten kann. Die Granularität der Umsetzung der digitalen Ansteuersignale für die Koppeleinrichtungen 8 der Energiespeichermodule 2 in eine analoge Ausgangswechselspannung hängt dabei unter anderem von der Anzahl der verwendeten Energiespeichermodule 2 bzw. der verwendeten Energiespeicherzellen 6 sowie der Taktrate der Ansteuerung der Koppeleinrichtungen 8 ab.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Antriebssystem 20. Das Antriebssystem 20 entspricht dabei der Konfiguration des in 1 gezeigten Antriebssystems 10. Das Antriebssystem 20 dient beispielhaft zur Drehstromerzeugung für eine dreiphasige elektrische Maschine 11 mit drei Phasenleitungen 11a, 11b, 11c, welche auch mit U, V und W bezeichnet werden können. Das Antriebssystem 20 umfasst dabei beispielhaft vier Energiespeichermodule 2a, 2b, 2c, 2d, welche in der Ringleitung 1 in Serie geschaltet sind. Jedes der Energiespeichermodule 2a, 2b, 2c, 2d umfasst dabei eine Ringschalteinrichtung 5a, 5b, 5c, 5d, eine Energiespeicherzelle 6a, 6b, 6c, 6d sowie Koppeleinrichtungen zum Koppeln der Energiespeichermodule 2a, 2b, 2c, 2d mit den jeweiligen Phasenleitungen 11a, 11b, 11c.
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Die Koppeleinrichtungen umfassen dabei pro Energiespeichermodul jeweils drei Schalteinrichtungen, welche die Ringleitung 1 in dem jeweiligen Energieversorgungsmodul mit einer der drei Phasenleitungen 11a, 11b, 11c schaltbar verbinden. Beispielsweise umfasst das Energiespeichermodul 2a die Schalteinrichtungen 21a, 21b und 21c, wobei die Schalteinrichtung 21a die Phasenleitung 11a schaltbar mit der Ringleitung 1 in dem Energiespeichermodul 2a verbindet, die Schalteinrichtung 21b die Phasenleitung 11b schaltbar mit der Ringleitung 1 in dem Energiespeichermodul 2a verbindet und die Schalteinrichtung 21c die Phasenleitung 11c schaltbar mit der Ringleitung 1 in dem Energiespeichermodul 2a verbindet. Analog weisen die Energiespeichermodule 2b, 2c, 2d jeweils Schalteinrichtungen 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c sowie 24a, 24b und 24c auf.
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Die Ringschalteinrichtungen 5a, 5b, 5c, 5d dienen zur Unterbrechung der Ringleitung 1 an geeigneter Stelle, so dass jeweils eine Kette der Energieversorgungsmodule 2a, 2b, 2c, 2d entsteht. Die Schalteinrichtungen der Koppeleinrichtungen der Energiespeichermodule 2a, 2b, 2c, 2d können dabei so angesteuert werden, dass pro Phasenleitung 11a, 11b, 11c jeweils nur eine Schalteinrichtung geschlossen ist. Dadurch resultiert auf jeder der Phasenleitungen 11a, 11b, 11c eine Versorgungsspannung, die von der jeweils geschlossenen Schalteinrichtung der Koppeleinrichtungen und der Unterbrechungsstelle der Ringleitung 1 durch die jeweilige Ringschalteinrichtung 5a, 5b, 5c, 5d abhängig ist. Beispielsweise liegt an der Phasenleitung 11a bei geöffneter Ringschalteinrichtung 5c und geschlossener Schalteinrichtung 21a eine Versorgungsspannung an, die der Summe der durch die Energiespeicherzellen 6a, 6b und 6c bereitgestellten Spannung abzüglich der durch die Energiespeicherzellen 6d bereitgestellten Spannung entspricht.
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Bei der Ausgangsspannung des Systems 20 ist lediglich die Differenz zwischen den Versorgungsspannungen der einzelnen Phasenleitungen 11a, 11b, 11c relevant. Damit kann mit dem System 20 eine siebenstufige Einstellung der Ausgangsspannung als Differenz zwischen je zwei Phasenleitung 11a, 11b, 11c möglich, da die der jeweils geöffneten Ringschalteinrichtung 5a, 5b, 5c, 5d zugeordnete Energiespeicherzelle 6a, 6b, 6c bzw. 6d für die Ausgangsspannungsdifferenz nicht nutzbar ist. Generell ist es möglich, eine (2m – 1)-stufige Ausgangsspannung bei Nutzung von m Energiespeichermodulen mit Energiespeicherzellen gleicher Spannung bereitzustellen.
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Durch rechtzeitiges Umschalten der Schalteinrichtungen der Koppeleinrichtungen der Energiespeichermodule kann man die Ausgangsspannung einer Sinusspannung annähern. Dabei können beispielsweise Zwischenwerte zwischen den Stufen der Ausgangsspannung über entsprechendes Hin- und Herschalten zwischen zwei Schalteinstellung der Schalteinrichtungen realisiert werden, so dass im zeitlichen Mittel ein Zwischenwert der Ausgangsspannung an den jeweiligen Phasenleitungen anliegt.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 30, welches sich von dem in 2 gezeigten Antriebssystem 20 nur darin unterscheidet, dass eines des Energieversorgungsmodule, beispielhaft in 3 gezeigt das Energieversorgungsmodul 2d, mit einer zusätzlichen Koppeleinrichtung ausgestattet wird. Die zusätzliche Koppeleinrichtung verbindet dabei einen Knoten zwischen der Ringschalteinrichtung 5d und der Energiespeicherzelle 6d des Energieversorgungsmoduls 2d mit den Phasenleitungen 11a, 11b, 11c. Beispielsweise können dazu Schalteinrichtungen 34a, 34b und 34c vorgesehen sein, welche jeweils eine der Phasenleitungen 11a, 11b bzw. 11c mit der Ringleitung 1 in dem Energieversorgungsmodul 2d verbinden. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Koppeleinrichtung in einem anderen der Energieversorgungsmodule 2a, 2b oder 2c anzuordnen.
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Die Schalteinrichtungen 34a, 34b und 34c können dabei ähnlich den Koppeleinrichtungen in 2 angesteuert werden. Sie bieten den Vorteil, dass auch die Energiespeicherzelle 6d bei der Bildung der Differenz zwischen den Versorgungsspannungen zweier Phasenleitungen 11a, 11b, 11c berücksichtigt werden kann, wenn die Ringschalteinrichtung 5d die geöffnete Ringschalteinrichtung ist. Auf diese Weise kann mit dem System 30 eine (2m + 1)-stufige Ausgangsspannungseinstellung, hier beispielhaft neunstufig, gegenüber einer nur (2m – 1)-stufigen mit dem System 20 in 2 erreicht werden.
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In den Systemen 10, 20 und 30 der 1, 2 bzw. 3 ist es generell auch möglich, die Ringschalteinrichtungen und die Koppeleinrichtungen zum Aufladen der Energiespeicherzellen aus einem Drehstromnetz anzusteuern.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 40 zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems eines der 1, 2 oder 3. In einem ersten Schritt 41 wird eine der Ringschalteinrichtungen der Energiespeichermodule geöffnet, während die übrigen jeweils geschlossen werden, um die Ringleitung 1 an einer Stelle zu unterbrechen und eine Kette an Energieversorgungsmodulen bereitzustellen. In einem zweiten Schritt 42 können dann die Koppeleinrichtungen angesteuert werden, um eine gewünschte Ausgangsspannung für die elektrische Maschine an den Phasenleitungen zu erzeugen.
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In einem Schritt 43 kann überprüft werden, ob die Einstellung der Ringschalteinrichtungen verändert werden soll. Dies kann je nach Einstellung des Antriebssystems geschehen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass stets die gleiche Ringschalteinrichtung geöffnet werden soll, beispielsweise in dem System 30 der 3, wenn die maximale Ausgangsspannung benötigt wird, die nur bei einem Öffnen der Ringschalteinrichtung 5d erreicht werden kann. In diesem Fall kehrt das Verfahren nach dem Überprüfungsschritt 43 wieder an den Beginn des Verfahrens zurück.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, beispielsweise in periodischen Abständen die geöffnete Ringschalteinrichtung zu wechseln. Dies kann vorteilhaft sein, um die Strombelastung der Energiespeicherzellen im zeitlichen Mittel für jede der Energiespeicherzellen gleich zu halten. Hierzu erfolgt in einem Schritt 44 die Überprüfung, ob sich das System noch im Normalbetriebszustand befindet, das heißt, ob alle Energiespeicherzellen bzw. Energiespeichermodule fehlerfrei arbeiten. Sollte dies der Fall sein, kann in einem Schritt 45 die in Schritt 41 zu öffnende Ringschalteinrichtung gewechselt werden. Es kann dabei möglich sein, eine festgelegte Reihenfolge des Ringschalteinrichtungswechsels in Schritt 45 einzuhalten, um eine möglichst gleichmäßige Belastung der Energiespeicherzellen über einen längeren Zeitraum hinweg zu erzielen. Die Periode, mit der die Ringschalteinrichtung gewechselt wird, kann dabei wesentlich länger sein als eine Schaltperiode der Koppeleinrichtungen der Energiespeichermodule zur Erzeugung einer Sinusvollwelle der Ausgangsspannung.
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In bestimmten Kettenformationen, das heißt, beim Öffnen bestimmter Ringschalteinrichtungen ergibt sich weiterhin die Möglichkeit, gleiche Versorgungsspannungen an den Phasenleitungen mit unterschiedlicher Einstellung der Koppeleinrichtungen der Energiespeichermodule zu erhalten. Dies ist dann möglich, wenn die einzustellende Ausgangsspannung geringer als die maximal mögliche Ausgangsspannung ist, wobei die Auswahl der jeweils drei geschlossenen Schalteinrichtungen für die drei Phasenleitungen in Relation zueinander gleich bleibt, aber entlang der Kette zwischen den Enden verschoben wird. Durch gleichmäßige Wahl der verschiedenen gleichwertigen Einstellungen der Koppeleinrichtungen in Schritt 42 ist es so möglich, die Strombelastung der einzelnen Energiespeicherzellen im zeitlichen Mittel auszugleichen.
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Sollte in dem Schritt 44 jedoch festgestellt werden, dass eine der Energiespeicherzellen bzw. eines der Energiespeichermodule sich nicht in einem Normalbetriebszustand befindet, also beispielsweise defekt, gestört oder ausgefallen ist, kann vorgesehen sein, in einem Schritt 46 zwischen zwei alternativen Notbetriebszuständen auszuwählen. Die Auswahl kann dabei beispielsweise von der gewünschten Ausgangsspannung abhängen.
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Es kann beispielsweise in Schritt 47 vorgesehen sein, den Wechsel der Ringschalteinrichtungen aufzugeben. In diesem Fall kann diejenige Ringschalteinrichtung, welche sich in dem Energiespeichermodul mit der defekten Energiespeicherzelle befindet, dauerhaft als die in Schritt 41 zu öffnende Ringschalteinrichtung ausgewählt werden. In diesem Fall befindet sich die defekte Energiespeicherzelle dauerhaft am Minuspol, wodurch sie in keinem Fall in die Versorgungskette eingebunden ist. Für den speziellen Fall, dass die Energiespeicherzelle 6d in dem System 30 in 3 ausfällt, muss weiterhin noch dafür Sorge getragen werden, dass die zusätzlichen Schalteinichtungen 34a, 34b, 34c entsprechend angesteuert werden, um die Energiespeicherzelle 6d zuverlässig aus der Energieversorgungskette herauszuhalten.
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Alternativ kann beispielsweise in Schritt 48 vorgesehen sein, die defekte Energiespeicherzelle in der Kette zu überbrücken. Hierzu kann es vorgesehen sein, die der defekten Energiespeicherzelle zugeordnete Ringschalteinrichtung zusätzlich zu der für die Unterbrechung der Ringleitung 1 zu öffnenden Ringschalteinrichtung zu öffnen und die defekte Energiespeicherzelle mithilfe zweier Koppeleinrichtungen über eine der Phasenleitungen zu überbrücken. Wenn beispielsweise die Energiespeicherzelle 5c defekt ist, kann die Ringschalteinrichtung 5c zusätzlich geöffnet werden. Damit der Stromkreis wieder geschlossen wird, kann eine Überbrückung der Energiespeicherzelle 5c über eine der Phasenleitungen 11a, 11b, 11c erfolgen. Beispielsweise können die Schalteinrichtungen 24a und 23a dauerhaft geschlossen werden. In diesem Fall fließt der Strom von der (intakten) Energiespeicherzelle 6d über die Schalteinrichtung 24a, die Phasenleitung 11a und die Schalteinrichtung 23a zur Ringschalteinrichtung 5b, wodurch die geöffnete Ringschalteinrichtung 5c und die defekte Energiespeicherzelle 6c überbrückt worden sind. Die Phasenleitung 11a kann in diesem Fall allerdings nicht mehr für eine Änderung der Ausgangsspannung angesteuert werden, da außer den Schalteinrichtungen 24a und 23a keine weitere Schalteinrichtung zu der Phasenleitung 11a mehr geschlossen werden darf. Die maximale Ausgangsspannung wird also bei einem Überbrücken einer defekten Energiespeicherzelle über die entsprechende Spannung der Energiespeicherzelle niedriger. Falls mehrere Energiespeicherzellen gleichzeitig defekt sein sollten, kann eine Überbrückung über Koppeleinrichtungen und Phasenleitungen nur erfolgen, falls direkt benachbarte Energiespeicherzellen ausfallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5642275 [0005]
- US 6577087 B2 [0006]
- JP 2000-0341964 A [0007]
