DE102015226621A1 - Electromechanical adapter for an electrochemical energy storage system - Google Patents

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Abstract

Elektromechanischer Adapter für ein elektrochemisches Energiespeichersystem, mit: – einer ersten Schnittstelle, die zur Kommunikation mit mindestens einem Steuergerät elektrisch verbindbar ist, – einer zweiten Schnittstelle, die zur Kommunikation mit mindestens einem Sensor und/oder einem Aktor des elektrochemischen Energiespeichersystems elektrisch verbindbar ist, wobei der elektromechanische Adapter ferner umfasst: – eine zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle schaltbare Schaltungsanordnung, zum Messen von elektrischen und/oder physikalischen Eigenschaften des elektrochemischen Energiespeichersystems mittels des mindestens einen Sensors, zum Ansteuern des mindestens einen Aktors und/oder zur Umsetzung von Signalen zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle.Electromechanical adapter for an electrochemical energy storage system, comprising: a first interface, which is electrically connectable for communication with at least one control unit, a second interface, which is electrically connectable for communication with at least one sensor and / or an actuator of the electrochemical energy storage system, wherein the electromechanical adapter further comprises: a circuit arrangement switchable between the first interface and the second interface for measuring electrical and / or physical properties of the electrochemical energy storage system by means of the at least one sensor, for driving the at least one actuator and / or for converting signals between the first interface and the second interface.

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektromechanischen Adapter für ein elektrochemisches Energiespeichersystem mit einer ersten Schnittstelle, die zur Kommunikation mit mindestens einem Steuergerät elektrisch verbindbar ist, einer zweiten Schnittstelle, die zur Kommunikation mit mindestens einem Sensor und/oder einem Aktor des elektrochemischen Energiespeichersystems elektrisch verbindbar ist, gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to an electromechanical adapter for an electrochemical energy storage system having a first interface, which is electrically connectable for communication with at least one control device, a second interface, which is electrically connectable for communication with at least one sensor and / or an actuator of the electrochemical energy storage system , according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Mit aktuellen bekannten Technologien werden eine Vielzahl von Batteriesystemen unterschiedlicher Bauweise produziert und in unterschiedliche Fahrzeuge, beispielsweise Plug-In-Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge, verbaut. Die Lebensdauer dieser Fahrzeuge ist gewöhnlich nach dem Stand der Technik höher als die der eingesetzten Batteriesysteme, insbesondere bei Lithium-Ionen-Batteriesystemen. Das führt dazu, dass in einigen Jahren eine Vielzahl von Batteriesystemen ausfallen können, obwohl das dazugehörige Fahrzeug noch nicht dessen maximale Lebensdauer erreicht hat. Das führt wiederum dazu, dass beispielsweise Fahrzeughersteller das originale Batteriesystem als Ersatzteil noch für eine lange Zeitdauer weiter produzieren müssen, um die Fahrzeuge bzw. das Batteriesystem reparieren zu können.Current well-known technologies are used to produce a large number of battery systems of different designs and to install them in different vehicles, for example plug-in hybrid vehicles or electric vehicles. The life of these vehicles is usually higher than that of the battery systems used in the prior art, especially in lithium-ion battery systems. As a result, a number of battery systems may fail in a few years even though the associated vehicle has not yet reached its maximum life. This in turn means that, for example, vehicle manufacturers must continue to produce the original battery system as a spare part for a long period of time in order to be able to repair the vehicle or the battery system.

Nach dem Ende der Produktion des originalen Batteriesystems kann eine bestimmte Menge dieser Batteriesysteme zusätzlich produziert und auf Abruf eingelagert werden. Nachteile sind hohe Lagerkosten, da die Lagerbedingungen hinsichtlich Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit und Selbstentladung anspruchsvoll sind, eine kalendarische Alterung der Batteriezellen des originalen Batteriesystems, was dazu führem kann, dass die Batteriesysteme nach einem Überschreiten einer bestimmten Zeitspanne nicht mehr verwendet werden können, da der maximale Ladezustand zu gering ist, Planungsrisiken hinsichtlich der benötigten Lagermenge der originalen Batteriesystemen für zukünftige Reparaturen und Kosten für die Lagerung. After the end of production of the original battery system, a certain amount of these battery systems can be additionally produced and stored on call. Disadvantages are high storage costs, since the storage conditions are demanding in terms of ambient temperature, humidity and self-discharge, a calendar aging of the battery cells of the original battery system, which can lead to the battery systems can not be used after exceeding a certain period, since the maximum state of charge is too low, planning risks regarding the required storage amount of the original battery systems for future repairs and storage costs.

Weiter bleiben die Produktionsstraßen der originalen Batteriesysteme bestehen und müssen in Stand gehalten werden, um für zukünftige Reparaturen einen Bedarf an originalen Batteriesystemen abzudecken. Nachteile sind die finanziellen und logistischen Aufwendungen, die Sicherstellung von Produktions-Know-How sowie eine dynamische Entwicklung der Zellchemie von zukünftigen Batterietechnologien mit beispielsweise höheren Wirkungsgraden. Further, the production lines of the original battery systems remain and must be maintained to meet a need for original battery systems for future repairs. Disadvantages are the financial and logistical expenses, the safeguarding of production know-how as well as a dynamic development of the cell chemistry of future battery technologies with, for example, higher efficiencies.

Ein Nachteil, der nach einem Aufbrauchen der Bevorratung der alten Batteriesysteme entsteht ist, dass alte Fahrzeuge an ein neues Batteriesystem angepasst werden müssen, was einen enormen finanziellen und technischen Aufwand mit sich bringt, da beispielsweise Steuergeräte neu programmiert, neue Kabelverbindungen im Fahrzeug verlegt und eine Zulassung des Fahrzeugs beantragt werden müssen. Diese Anpassung setzt aber voraus, dass das neue Batteriesystem die Anforderungen an das originale Batteriesystem nahezu vollständig erfüllt, vor allem hinsichtlich Kommunikation, Software und Diagnosemöglichkeiten. Dadurch sind mehrfache Entwicklungen eines jeden neuen Batteriesystems notwendig. A disadvantage that arises after a depletion of the storage of old battery systems is that old vehicles have to be adapted to a new battery system, which brings a huge financial and technical effort with it, for example reprogrammed ECUs, relocated new cable connections in the vehicle and a Registration of the vehicle must be requested. However, this adaptation requires that the new battery system almost completely meets the requirements of the original battery system, especially with regard to communication, software and diagnostic options. As a result, multiple developments of each new battery system are necessary.

Die Druckschrift US 2013/0057223 A1 offenbart ein Batteriemanagementsystem zur Steuerung eines Entladevorgang von Batteriezellen mit einer Steuereinheit. The publication US 2013/0057223 A1 discloses a battery management system for controlling a discharge of battery cells with a control unit.

Die Druckschrift US 2013/0113294 offenbart ein Energiespeichersystem zur Speicherung von elektrischer Energie mit einer Steuereinheit, die in Abhängigkeit einer geforderten Leistung Energiespeicher zu- oder abschaltet.The publication US 2013/0113294 discloses an energy storage system for storing electrical energy with a control unit that switches on or off depending on a required power energy storage.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weist demgegenüber den Vorteil auf, dass der elektromechanische Adapter eine zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle schaltbare Schaltungsanordnung, zum Messen von elektrischen und/oder physikalischen Eigenschaften des elektrochemischen Energiespeichersystems mittels des mindestens einen Sensors, zum Ansteuern des mindestens einen Aktors und/oder zur Umsetzung von Signalen zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle umfasst. Dadurch kann ein neues elektrochemisches Energiespeichersystem unabhängig von dessen Aufbau und einer verwendeten Zellchemie anstelle eines bestehenden Energiespeichersystems verwendet werden, beispielsweise in ein Fahrzeug oder ein stationäres Energiespeichersystem integriert.By contrast, the procedure according to the invention with the characterizing features of the independent claims has the advantage that the electromechanical adapter can switch a circuit arrangement which can be switched between the first interface and the second interface, for measuring electrical and / or physical properties of the electrochemical energy storage system by means of the at least one sensor. for controlling the at least one actuator and / or for converting signals between the first interface and the second interface. As a result, a new electrochemical energy storage system, regardless of its structure and a cell chemistry used, can be used instead of an existing energy storage system, for example integrated in a vehicle or a stationary energy storage system.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Der elektromechanische Adapter umfasst ferner eine dritte Schnittstelle, die zur Kommunikation und/oder Stromversorgung des elektromechanischen Adapters elektrisch und/oder elektronisch verbindbar ist. Dadurch wird der elektromechanische Adapter bei Anliegen einer Spannung an der dritten Schnittstelle gestartet und/oder zum Senden und/oder Empfangen von Signalen, beispielsweise zur Erkennung eines Unfalls oder eines Fahrzeugstarts oder zur Diagnose. The electromechanical adapter further comprises a third interface, which is electrically and / or electronically connectable for communication and / or power supply of the electromechanical adapter. As a result, the electromechanical adapter is started when a voltage is applied to the third interface and / or for transmission and / or or receiving signals, for example for detecting an accident or a vehicle start or for diagnosis.

Die Schaltungsanordnung des elektromechanischen Adapters umfasst zur Umsetzung von Signalen zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle mindestens einen Dialog-Digital-Wandler, einen Digital-Analog-Wandler, eine Pegelanpassungsschaltung und/oder eine elektronische Schaltung zur Umsetzung von Kommunikationsprotokollen. Dadurch können in nahezu beliebiger Art und Weise Signale zwischen der ersten, der zweiten und/oder der dritten Schnittstelle verarbeitet und umgesetzt werden. The circuit arrangement of the electromechanical adapter comprises for converting signals between the first interface and the second interface at least one dialog-to-digital converter, a digital-to-analog converter, a level adjustment circuit and / or an electronic circuit for implementing communication protocols. As a result, signals between the first, the second and / or the third interface can be processed and converted in almost any desired manner.

Die Schaltungsanordnung des elektromechanischen Adapters umfasst eine elektronische Schaltung zur Kommunikation mittels eines Bussystems und/oder mittels elektrischer Signalleitungen. Dadurch können über das Bussystem empfangene Informationen in elektrische Signale umgesetzt werden, so dass eine ursprüngliche Kommunikation nachbildbar ist, beispielsweise zwischen einer Steuereinheit und einem originalen Batteriesystem mit Zellüberwachungseinheiten. Weiter werden Anforderungen an eine Steuerung, Regelung und/oder Diagnose des elektrochemischen Energiespeichersystems erfüllt. The circuit arrangement of the electromechanical adapter comprises an electronic circuit for communication by means of a bus system and / or by means of electrical signal lines. As a result, information received via the bus system can be converted into electrical signals so that an original communication can be reproduced, for example between a control unit and an original battery system with cell monitoring units. Furthermore, requirements for a control, regulation and / or diagnosis of the electrochemical energy storage system are met.

Der elektromechanische Adapter umfasst einen bidirektionalen oder unidirektionalen DC/DC-Wandler zur Anpassung zur Anpassung von Spannungsniveaus zwischen der ersten, der zweiten und/oder der dritten Schnittstelle. Dadurch können Batteriezellen eines mit dem elektromechanischen Adapter elektrisch verbundenden Batteriesystems ein anderes Spannungsniveau aufweisen, als ein vorgegebenes Spannungsniveau an Anschlussklemmen des Batteriesystems. Weiter ist ein bauraumoptimierter Aufbau mit integrierter Wärmeabfuhr möglich. The electromechanical adapter includes a bidirectional or unidirectional DC / DC converter for adapting voltage levels between the first, second and / or third interfaces. As a result, battery cells of a battery system electrically connected to the electromechanical adapter can have a different voltage level than a predetermined voltage level at connection terminals of the battery system. Furthermore, a space-optimized design with integrated heat dissipation is possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen elektromechanischen Adapters mit einem mit einer ersten Schnittstelle des elektromechanischen Adapters elektrisch oder elektromechanisch verbundenen ersten Steuergeräts und einem mit einer dritten Schnittstelle des elektromechanischen Adapters elektrisch oder elektromechanisch verbundenen zweiten Steuergeräts weist folgende Schritte auf:

  • – Empfangen von Signalen mittels der ersten und/oder dritten Schnittstelle,
  • – Verarbeiten der Signale durch eine Schaltungsanordnung des elektromechanischen Adapters,
  • – Senden von Signalen mittels der ersten, zweiten und/oder dritten Schnittstelle.
The method according to the invention for operating the electromechanical adapter according to the invention with a first control device electrically or electromechanically connected to a first interface of the electromechanical adapter and a second control device electrically or electromechanically connected to a third interface of the electromechanical adapter comprises the following steps:
  • Receiving signals by means of the first and / or third interface,
  • Processing of the signals by a circuit arrangement of the electromechanical adapter,
  • - Sending signals by means of the first, second and / or third interface.

Dadurch wird eine Kommunikation zwischen der ersten, der zweiten und/oder der dritten Schnittstelle ermöglicht.This enables communication between the first, the second and / or the third interface.

Das Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen elektromechanischen Adapters umfasst ferner folgende Schritte:

  • – Empfangen von Signalen mittels der zweiten Schnittstelle,
  • – Verarbeiten der Signale durch eine Schaltungsanordnung des elektromechanischen Adapters,
  • – Senden von Signalen mittels der ersten, zweiten und/oder dritten Schnittstelle.
The method for operating the electromechanical adapter according to the invention further comprises the following steps:
  • Receiving signals by means of the second interface,
  • Processing of the signals by a circuit arrangement of the electromechanical adapter,
  • - Sending signals by means of the first, second and / or third interface.

Dadurch ist eine Steuerung, Regelung, Diagnose und/oder Kommunikation der mittels der ersten, der zweiten und/oder dritten Schnittstelle möglich.As a result, a control, regulation, diagnosis and / or communication by means of the first, second and / or third interface is possible.

Der Schritt verarbeiten der Signale durch die Scheidungsanordnung umfasst ferner folgende Schritte:

  • – Plausibilisierung der empfangenen Signale,
  • – Umsetzung der empfangenen Signale.
The step of processing the signals by the divorce arrangement further comprises the following steps:
  • - plausibility of the received signals,
  • - Implementation of the received signals.

Dadurch wird sichergestellt, dass die Signale innerhalb von definierten Grenzen liegen, so dass eine fehlerhafte Ansteuerung des elektrochemischen Energiespeichersystems verhindert wird.This ensures that the signals are within defined limits, so that a faulty control of the electrochemical energy storage system is prevented.

Der Schritt der Signalverarbeitung durch die Schaltungsanordnung umfasst folgende Schritte:

  • – Analog-Digital-Wandlung, Digital-Analog-Wandlung, Pegelanpassung und/oder Umsetzung eines Kommunikationsprotokolls der Signale.
The step of signal processing by the circuit arrangement comprises the following steps:
  • - Analog-to-digital conversion, digital-to-analog conversion, level adjustment and / or implementation of a communication protocol of the signals.

Dadurch wird eine flexible Anpassung des elektromechanischen Adapters an unterschiedliche Verwendungszwecke ermöglicht. This allows a flexible adaptation of the electromechanical adapter to different uses.

Vorteilhafterweise wird der elektromechanische Adapter in einem Fahrzeug mit einem elektrochemischen Energiespeichersystem und/oder in einem stationären elektrochemischen Energiespeichersystem verwendet. Das elektrochemische Engeriespeichersystems des Fahrzeugs und/oder das stationäre elektrochemische Energiespeichersystem umfassen einen elektrochemischen Energiespeicher mit einer Mehrzahl an Batteriezellen, mindestens einer Überwachungseinheit zum Überwachen von elektrischen Eigenschaften der Batteriezellen, mindestens einem Schalter zum elektrischen Zu- oder Abschalten von Batteriezellen, einer Ladeelektronik zum Steuern eines Lade- oder Entladevorgangs mindestens einer Batteriezelle. Ferner umfasst das elektrochemische Energiespeichersystem den elektromechanischen Adapter, wobei ein Fahrzeugsteuergerät zum Steuern von fahrzeugrelevanten Funktionen und/oder ein Netzsteuergerät zum Steuern eines Energiefluss zwischen dem stationären Energiespeichersystem und einem elektrischen Netz mit einem Steuergerät zum Steuern des elektrochemischen Energiespeichersystems elektrisch oder elektromechanisch verbunden ist, eine erste Schnittstelle des elektromechanischen Adapters mittels eines geeigneten Kabelbaums mit dem Steuergerät elektrisch oder elektromechanisch verbunden ist, eine zweite Schnittstelle des elektromechanischen Adapters mit der Überwachungseinheit, dem Schalter und/oder der Ladeelektronik des elektrochemischen Energiespeichersystems elektrisch oder elektromechanisch verbunden ist, und eine dritte Schnittstelle des elektromechanischen Adapters mit dem Fahrzeugsteuergerät und/oder Netzsteuergerät elektrisch oder elektromechanisch verbunden ist. Dadurch kann ein elektrochemisches Energiespeichersystem mittels der zweiten Schnittstelle des elektromechanischen Adapters mit einem mit der ersten Schnittstelle elektrisch oder elektromechanisch verbundenen Steuergerät verbunden werden, wodurch eine flexible Verwendung des elektrochemischen Batteriespeichersystems möglich ist. Advantageously, the electromechanical adapter is used in a vehicle having an electrochemical energy storage system and / or in a stationary electrochemical energy storage system. The electrochemical energy storage system of the vehicle and / or the stationary electrochemical energy storage system comprise an electrochemical energy storage with a plurality of battery cells, at least one monitoring unit for monitoring electrical properties of the battery cells, at least one switch for electrically connecting or disconnecting battery cells, a charging electronics for controlling a Charging or discharging at least one battery cell. Furthermore, the electrochemical energy storage system comprises the electromechanical adapter, wherein a vehicle control device for controlling vehicle-relevant functions and / or a network control device for controlling an energy flow between the stationary Energy storage system and an electrical network with a control unit for controlling the electrochemical energy storage system is electrically or electromechanically connected, a first interface of the electromechanical adapter by means of a suitable harness with the control unit is electrically or electromechanically connected, a second interface of the electromechanical adapter with the monitoring unit, the switch and / or the charging electronics of the electrochemical energy storage system is electrically or electromechanically connected, and a third interface of the electromechanical adapter with the vehicle control unit and / or network control device is electrically or electromechanically connected. As a result, an electrochemical energy storage system can be connected by means of the second interface of the electromechanical adapter with a control device electrically or electromechanically connected to the first interface, whereby a flexible use of the electrochemical battery storage system is possible.

Mittels des elektromechanischen Adapters wird eine Nachahmung eines beliebigen elektrochemischen Energiespeichersystems ermöglicht. By means of the electromechanical adapter, an imitation of any electrochemical energy storage system is made possible.

Vorteilhafterweise umfassen die Batteriezellen Lithium-Ionen-, Lithium-Schwefel- und/oder Lithium-Luft-Zellen. Dadurch ist der elektromechanische Adapter insbesondere für elektrochemischen Engeriespeichersysteme mit einer hohen Leistungsdichte geeignet. Advantageously, the battery cells comprise lithium-ion, lithium-sulfur and / or lithium-air cells. As a result, the electromechanical adapter is particularly suitable for electrochemical energy storage systems with a high power density.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigt:It shows:

1 ein elektrochemisches Energiespeichersystem gemäß dem Stand der Technik; und 1 an electrochemical energy storage system according to the prior art; and

2 ein erstes Beispiel für eine Verwendung des elektromechanischen Adapters in einem elektrochemischen Energiespeichersystem; und 2 a first example of a use of the electromechanical adapter in an electrochemical energy storage system; and

3 ein zweites Beispiel für eine Verwendung des elektromechanischen Adapters in einem elektrochemischen Energiespeichersystem; und 3 a second example of use of the electromechanical adapter in an electrochemical energy storage system; and

4 ein drittes Beispiel für eine Verwendung des elektromechanischen Adapters in einem elektrochemischen Energiespeichersystem. 4 a third example of a use of the electromechanical adapter in an electrochemical energy storage system.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten.The same reference numerals denote the same device components in all figures.

1 zeigt ein Batteriesystem 100, insbesondere ein Hochvolt(HV)-Lithium-Ionen-Batteriesystem, gemäß dem Stand der Technik. Das Batteriesystem 100 umfasst eine Mehrzahl an Batteriezellen 105(1), 105(n), die miteinander elektrisch in Serie und/oder parallel geschaltet sind. In einem Strompfad zwischen Anschlussklemmen 108a, 108b für ein Hochvolt-Netz ist eine Schmelzsicherung 106 angeordnet. Die Batteriezellen 105(1), 105(n) sind thermisch ein einem Kühlsystem 107 kontaktiert. Die Batteriezellen 105(1), 105(n) sind elektrisch mit Batteriemodulüberwachungseinheiten 104a, 104b verbunden. Alle elektrischen Verbindungen können mehradrig ausgeführt sein, aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf eine entsprechende Darstellung verzichtet. Mittels der Batteriemodulüberwachungseinheiten 104a, 104b werden beispielsweise Spannungsmessungen und/oder Temperaturmessungen der Batteriezellen 105(1), 105(n) durchgeführt. Weiter ist mittels der Batteriemodulüberwachungseinheiten 104a, 104b ein Balancing der Batteriezellen 105(1), 105(n) möglich. Die Batteriemodulüberwachungseinheit 104a, 104b sind beispielsweise mittels eines CAN-Bus mit einer Batteriesteuereinheit(BCU) 103 verbunden. Die Batteriesteuereinheit 103 ist beispielsweise mittels eines Bussystems mit einem Fahrzeugsteuergerät 101 elektrisch verbunden, wobei die Verbindung 102 neben dem Bussystem mehrere elektrische Signalleitungen („Klemmen“) umfasst. Mittels der elektrischen Signalleitungen wird die Batteriesteuereinheit 103 beispielsweise mit Spannung und mit elektrischer Masse versorgt, wobei über eine elektrische Signalleitung ein Fahrzeugstart übermittelt wird. Weiterhin kann die elektrische Verbindung 102 elektrische Leitungen enthalten, die Crash-Signale an die Batteriesteuereinheit 103 übermitteln. Weitere elektrische Leitungen zur Steuerung von Teilen des Fahrzeugs durch die Batteriesteuereinheit 103, beispielsweise Ansteuerleitungen mittels der über eine Impulsweitenmodulation eine Wasserpumpe gesteuert wird oder eine HV-Interlock-Leitung, können vorgesehen sein. 1 shows a battery system 100 , in particular a high-voltage (HV) lithium-ion battery system, according to the prior art. The battery system 100 includes a plurality of battery cells 105 (1) . 105 (s) which are electrically connected in series and / or in parallel with each other. In a current path between terminals 108a . 108b for a high-voltage network is a fuse 106 arranged. The battery cells 105 (1) . 105 (s) are thermally a a cooling system 107 contacted. The battery cells 105 (1) . 105 (s) are electric with battery module monitoring units 104a . 104b connected. All electrical connections can be made multi-core, for reasons of clarity has been dispensed with a corresponding representation. By means of the battery module monitoring units 104a . 104b For example, voltage measurements and / or temperature measurements of the battery cells 105 (1) . 105 (s) carried out. Further, by means of the battery module monitoring units 104a . 104b a balancing of the battery cells 105 (1) . 105 (s) possible. The battery module monitoring unit 104a . 104b are for example by means of a CAN bus with a battery control unit (BCU) 103 connected. The battery control unit 103 is for example by means of a bus system with a vehicle control unit 101 electrically connected, the connection 102 in addition to the bus system comprises a plurality of electrical signal lines ("terminals"). By means of the electrical signal lines, the battery control unit 103 supplied for example with voltage and electrical ground, with a vehicle start is transmitted via an electrical signal line. Furthermore, the electrical connection 102 Electrical lines contain the crash signals to the battery control unit 103 to transfer. Other electrical lines for controlling parts of the vehicle by the battery control unit 103 For example, control lines by means of a pulse width modulation, a water pump is controlled or a HV interlock line can be provided.

Die Batteriesteuereinheit 103 ist mittels weiterer elektrischer Verbindungen 114, 115, 116, 117, 118 mit Sensoren und/oder Aktoren des Batteriesystems 100 elektrisch verbunden. Dadurch ist es mittels der Batteriesteuereinheit 103 möglich, das Batteriesystem 100 zu diagnostizieren, zu steuern oder zu regeln sowie Messungen am Batteriesystem 100 vorzunehmen. So ist mindestens ein Stromsensor 109 in dem Strompfad zwischen den Anschlussklemmen 108a, 108b vorgesehen, um eine Strommessung durchzuführen. Des Weiteren umfasst das Batteriesystem 100 Schalter 110, 113, beispielsweise Schütze, Relais oder Halbleiterbausteine, die mittels elektrischer Leitungen 116 mit der Batteriesteuereinheit 103 elektrisch verbunden sind. Mittels der Schalter 110, 113 kann der Strompfad des Hochvoltstromkreises zwischen den Anschlussklemmen 108a, 108b unterbrochen werden. The battery control unit 103 is by means of further electrical connections 114 . 115 . 116 . 117 . 118 with sensors and / or actuators of the battery system 100 electrically connected. Thereby it is by means of the battery control unit 103 possible, the battery system 100 to diagnose, control or regulate, as well as measurements on the battery system 100 make. So is at least one current sensor 109 in the current path between the terminals 108a . 108b provided to perform a current measurement. Furthermore, the battery system includes 100 switch 110 . 113 , for example Contactors, relays or semiconductor components, which are connected by means of electrical cables 116 with the battery control unit 103 are electrically connected. By means of the switches 110 . 113 can the current path of the high-voltage circuit between the terminals 108a . 108b to be interrupted.

Die Batteriesteuereinheit 103 steuert über eine Vorladeelektronik 111, welche mittels der elektrischen Leitung 117 mit der Batteriesteuereinheit 103 elektrisch verbunden ist, und einem Vorladewiderstand 112 eine Vorladung von Kapazitäten im Fahrzeug vor einem Zuschalten des Batteriesystems 100 über die Anschlussklemmen 108a, 108b mit einem Hochvolt-Fahrzeugbordnetz. The battery control unit 103 controls via a pre-charging electronics 111 , which by means of the electrical line 117 with the battery control unit 103 is electrically connected, and a pre-charge resistor 112 a pre-charge of capacities in the vehicle before switching on the battery system 100 via the terminals 108a . 108b with a high voltage vehicle electrical system.

Das Kühlsystem 107 umfasst beispielsweise Temperatursensoren für einen Kühlmittelzulauf und einen Kühlmittelrücklauf, die über die elektrische Leitung 114 mit der Batteriesteuereinheit 103 elektrisch verbunden sind. Dadurch ist eine Erfassung einer Kühlmitteltemperatur möglich. The cooling system 107 includes, for example, temperature sensors for a coolant inlet and a coolant return, via the electrical line 114 with the battery control unit 103 are electrically connected. As a result, a detection of a coolant temperature is possible.

Mittels elektrischer Leitungen 118 ist eine Spannungsmessung durch die Batteriesteuereinheit 103 möglich, ebenso eine Isolationsmessung gegen Fahrzeugmasse. Durch die Spannungsmessungen ist eine Diagnose der Schalter 110, 113 möglich, wodurch festklebende Schütze erkannt werden. By means of electrical lines 118 is a voltage measurement by the battery control unit 103 possible, as well as an insulation measurement against vehicle mass. The voltage measurements make a diagnosis of the switches 110 . 113 possible, whereby sticking contactors are detected.

2 zeigt ein erstes Beispiel für eine Verwendung des erfindungsgemäßen elektromechanischen Adapters in einem elektrochemischen Energiespeichersystem. Das elektrochemische Energiespeichersystem 200(1) umfasst eine Batteriesteuereinheit(BCU) 203 welche mittels eines Kabelbaums 202 mit n Leitungen mit einem Fahrzeugsteuergerät 201 elektrisch verbunden ist. Der Kabelbaum 202 umfasst beispielsweise ein Bussystem und/oder elektrische Signalleitungen. Das elektrochemische Energiespeichersystem 200(1) ist mittels Anschlussklemmen 208a, 208b elektrisch mit einem Hochvolt-Fahrzeugbordnetz verbindbar. Ein energiespeichernder Teil des Energiespeichersystems 200(1) soll durch einen neuartigen energiespeichernden Teil 200(2) ersetzt werden. Der energiespeichernde Teil 200(2) umfasst eine Mehrzahl an Batteriezellen 205(1), 205(n) welche miteinander in Serie und/oder parallel elektrisch verbunden sind. In einem Strompfad zwischen den Anschlussklemmen 208a, 208b ist eine Schmelzsicherung 206 angeordnet. Mittels Batteriemodulüberwachungseinheiten 204a, 204b werden Eigenschaften der Batteriezellen 205(1), 205(n) erfasst, beispielsweise ein Ladezustand und/oder eine Spannung der Batteriezellen 205(1), 205(n) und/oder einen Stromfluss durch die Batteriezellen 205(1), 205(n). Weiter umfasst der energiespeichernde Teil 200(2) ein Kühlsystem 207, welches mit den Batteriezellen 205(1), 205(n) thermisch kontaktiert ist. Der Strompfad zwischen den Anschlussklemmen 208a, 208b umfasst weiter elektrische Schalter 210, 213, beispielsweise Relais, Schütze und/oder Leistungshalbleiter, mittels denen der Strompfad unterbrochen werden kann. Weiter ist mindestens ein Stromsensor 209 in den Strompfad zwischen den Anschlussklemmen 208a, 208b vorgesehen, mittels dem eine Strommessung in dem Strompfad durchgeführt wird, beispielsweise zur Plausibilisierung der Strommessung. Mittels einer Vorladeelektronik 211 in Verbindung mit einem Vorladewiderstand 212 werden in Kapazitäten in einem Fahrzeug vor dem eigentlichen Zuschalten des energiespeichernden Teils 200(2) des elektrochemischen Energiespeichersystems 200(1) geladen. Elektrische Leitungen 214, 215, 216, 217, 218 des energiespeichernden Teils 200(2) sind von Art und/oder Anzahl inkompatibel mit der Batteriesteuereinheit 203. 2 shows a first example of a use of the electromechanical adapter according to the invention in an electrochemical energy storage system. The electrochemical energy storage system 200 (1) includes a battery control unit (BCU) 203 which by means of a wiring harness 202 with n lines with a vehicle control unit 201 electrically connected. The wiring harness 202 includes, for example, a bus system and / or electrical signal lines. The electrochemical energy storage system 200 (1) is by means of terminals 208a . 208b electrically connectable to a high voltage vehicle electrical system. An energy-storing part of the energy storage system 200 (1) should by a novel energy-storing part 200 (2) be replaced. The energy-storing part 200 (2) includes a plurality of battery cells 205 (1) . 205 (s) which are electrically connected to each other in series and / or in parallel. In a current path between the terminals 208a . 208b is a fuse 206 arranged. By means of battery module monitoring units 204a . 204b become properties of the battery cells 205 (1) . 205 (s) detects, for example, a state of charge and / or a voltage of the battery cells 205 (1) . 205 (s) and / or a current flow through the battery cells 205 (1) . 205 (s) , Next includes the energy-storing part 200 (2) a cooling system 207 , which with the battery cells 205 (1) . 205 (s) thermally contacted. The current path between the terminals 208a . 208b further includes electrical switches 210 . 213 For example, relays, contactors and / or power semiconductors, by means of which the current path can be interrupted. Next is at least one current sensor 209 into the current path between the terminals 208a . 208b provided, by means of which a current measurement is carried out in the current path, for example for plausibility of the current measurement. By means of a pre-charging electronics 211 in conjunction with a pre-charge resistor 212 be in capacity in a vehicle before actually connecting the energy-storing part 200 (2) the electrochemical energy storage system 200 (1) loaded. Electric lines 214 . 215 . 216 . 217 . 218 of the energy storing part 200 (2) are incompatible in type and / or number with the battery control unit 203 ,

Zwischen der Batteriesteuereinheit 203 und dem engergiespeichernden Teil 200(2) des elektrochemischen Energiespeichersystems 200(1) wird daher der elektromechanische Adapter 220 verwendet.Between the battery control unit 203 and the tight-flow storage part 200 (2) the electrochemical energy storage system 200 (1) therefore becomes the electromechanical adapter 220 used.

Das elektrochemische Energiespeichersystem 200(1) ist beispielsweise ein elektrochemisches Energiespeichersystem, welches ein Fahrzeug in seinem Auslieferungszustand umfasst. Durch eine Reparatur zu einem späteren Zeitpunkt wird nun der originale energiespeichernde Teil, beispielsweise auf Lithium-Ionen-Basis, durch einen neuartigen energiespeichernden Teil 200(2), beispielsweise auf Lithium-Luft-Basis, ersetzt. Die bereits vorhandene Batteriesteuereinheit 203 verbleibt im Fahrzeug und wird nicht mit dem originalen energiespeichernden Teil getauscht. Über elektrische Leitungen ist der elektromechanische Adapter 220 mit der Batteriesteuereinheit 203 und dem Kabelbaum 202 bzw. dem Fahrzeugsteuergerät 201 elektrisch verbunden. Die bereits vorhandenen elektrischen Leitungen, welche die Batteriesteuereinheit 203 zur Diagnose, zur Steuerung und zur Messung des ursprünglichen energiespeichernden Teils des Energiespeichersystem 200(1) verwendet hat, sind nun mit dem elektromechanischen Adapter 220 elektrisch und/oder elektromechanisch bzw. mit dem energiespeichernden Teil 200(2) elektrisch verbunden. Der elektromechanische Adapter 220 kann nun mittels einer Schaltungsanordnung 221 ein Verhalten des originalen energiespeichernden Teils des elektrochemischen Energiespeichersystems 200(1) nachahmen. The electrochemical energy storage system 200 (1) is, for example, an electrochemical energy storage system, which includes a vehicle in its delivery state. Through a repair at a later date, the original energy-storing part, for example, based on lithium-ion, now by a novel energy-storing part 200 (2) , for example, lithium-air-based replaced. The existing battery control unit 203 remains in the vehicle and will not be exchanged with the original energy-storing part. About electrical lines is the electromechanical adapter 220 with the battery control unit 203 and the wiring harness 202 or the vehicle control unit 201 electrically connected. The existing electrical wiring, which the battery control unit 203 to diagnose, control and measure the original energy storage part of the energy storage system 200 (1) have now used the electromechanical adapter 220 electrically and / or electromechanically or with the energy-storing part 200 (2) electrically connected. The electromechanical adapter 220 can now by means of a circuit arrangement 221 a behavior of the original energy-storing part of the electrochemical energy storage system 200 (1) imitate.

Ein beispielhafter zeitlicher Ablauf für das in 2 gezeigte erste Beispiel ist: ein Fahrer eines Fahrzeugs startet mittels eines Zündschlüssels das Fahrzeug, woraufhin das Fahrzeugsteuergerät 201 mittels des Kabelbaums 202 ein Signal an das elektrochemische Energiespeichersystem 200(1) aussendet. Die Schaltungsanordnung 221 des elektromechanischen Adapters 220 wird wie die Batteriesteuereinheit 203 gestartet. Die Batteriesteuereinheit 203 sendet ein Signal über die elektrische Verbindung 219(1) aus, wodurch der energiespeichernde Teil mittels eines Schalters mit den Anschlussklemmen 208a, 208b elektrisch verbunden werden soll. Die Schaltungsanordnung ahmt nun dieses Verhalten dadurch nach, dass mittels einer elektrischen Verbindung 219(2) der Schalter 210 geschlossen wird, wodurch der Strompfad zwischen den Anschlussklemmen 208a, 208b geschlossen wird. Weiter kann die Schaltungsanordnung 221 mittels einer elektrischen Verbindung 219(2) einen fließenden Strom durch den Stromsensor 209 messen und mittels einer weiteren elektrischen Leitung 219(1) an die Batteriesteuereinheit 203 übermitteln. Dadurch wird ein Regelkreis der Batteriesteuereinheit 203 geschlossen. Die Schaltungsanordnung 221 des elektromechanischen Adapters 220 steuert bzw. regelt den energiespeichernden Teil 200(2) des elektrochemischen Engeriespeichersystems 200(1), während die Batteriesteuereinheit 203 anhand der nachgeahmten bzw. simulierten Daten Steuer- und Regelvorgänge berechnet und an das Fahrzeugsteuergerät 201 übermittelt. An exemplary time schedule for the in 2 shown first example is: a driver of a vehicle starts by means of an ignition key, the vehicle, whereupon the vehicle control unit 201 by means of the wiring harness 202 a signal to the electrochemical energy storage system 200 (1) sending out. The circuit arrangement 221 of the electromechanical adapter 220 becomes like the battery control unit 203 started. The battery control unit 203 sends a signal via the electrical connection 219 (1) out, whereby the energy-storing part by means of a switch with the terminals 208a . 208b to be electrically connected. The circuit arrangement now imitates this behavior in that by means of an electrical connection 219 (2) the desk 210 is closed, causing the current path between the terminals 208a . 208b is closed. Next, the circuit arrangement 221 by means of an electrical connection 219 (2) a flowing current through the current sensor 209 measure and by means of another electrical line 219 (1) to the battery control unit 203 to transfer. As a result, a control circuit of the battery control unit 203 closed. The circuit arrangement 221 of the electromechanical adapter 220 Controls or regulates the energy-storing part 200 (2) of the electrochemical energy storage system 200 (1) while the battery control unit 203 calculated on the basis of the simulated or simulated data control and control operations and to the vehicle control unit 201 transmitted.

Mittels der Schaltungsanordnung 221 werden beispielsweise Temperaturen des Kühlsystems 207, welche mittels der elektrischen Leitung 214 erfasst werden, umgerechnet und mittels elektrischer Leitungen an die Batteriesteuereinheit 203 übermittelt.By means of the circuit arrangement 221 For example, temperatures of the cooling system 207 , which by means of the electrical line 214 be detected and converted by means of electrical lines to the battery control unit 203 transmitted.

Die Schaltungsanordnung 221 des elektromechanischen Adapters 220 ahmt das Verhalten des originalen energiespeichernden Teils nach und kann beispielsweise Zustände und/oder Signale erzeugen und die Batteriesteuereinheit 203 beeinflussen. Somit wird das Verhalten des gesamten elektrochemischen Energiespeichersystems 201 trotz neuartigem energiespeichernden Teil 200(2) an das originale Energiespeichersystem angepasst und die vom Fahrzeug erwarteten Wechselwirkungen dargestellt. Gleichzeitig wird die Steuerung und/oder Regelung des energiespeichernden Teils 200(2) durch die Schaltungsanordnung 221 des elektromechanischen Adapters 220 durchgeführt.The circuit arrangement 221 of the electromechanical adapter 220 mimics the behavior of the original energy storing part and can, for example, generate states and / or signals and the battery control unit 203 influence. Thus, the behavior of the entire electrochemical energy storage system 201 despite the novel energy-storing part 200 (2) adapted to the original energy storage system and represented the interactions expected by the vehicle. At the same time, the control and / or regulation of the energy-storing part 200 (2) by the circuit arrangement 221 of the electromechanical adapter 220 carried out.

3 zeigt ein zweites Beispiel für eine Verwendung des elektromechanischen Adapters in einem elektrochemischen Energiespeichersystem. Im Unterschied zu dem in 2 gezeigten ersten Beispiel für eine Verwendung des elektromechanischen Adapters in einem elektrochemischen Energiespeichersystem ist der elektromechanische Adapter 320, der eine Schaltungsanordnung 321 umfasst, innerhalb des neuartigen energiespeichernden Teils 300(2) des elektrochemischen Energiespeichersystems 300(1) angeordnet. Weiter umfasst der energiespeichernde Teil 300(2) des elektrochemischen Energiespeichersystems 300(1) einen unidirektionalen und/oder bidirektionalen Gleichspannungswandler 322 (DC/DC-Wandler). Weiter sind Steuerleitungen 323 vorgesehen, mittels der die Schaltungsanordnung 321 den Gleichspannungswandler 322 ansteuert. 3 shows a second example of a use of the electromechanical adapter in an electrochemical energy storage system. Unlike the in 2 shown first example of use of the electromechanical adapter in an electrochemical energy storage system is the electromechanical adapter 320 that has a circuit arrangement 321 includes, within the novel energy storage part 300 (2) the electrochemical energy storage system 300 (1) arranged. Next includes the energy-storing part 300 (2) the electrochemical energy storage system 300 (1) a unidirectional and / or bidirectional DC-DC converter 322 (DC / DC converter). Next are control lines 323 provided by means of the circuit arrangement 321 the DC-DC converter 322 controls.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der neue energiespeichernde Teil 300(2) nicht mehr die Spannungsniveaus eines originalen energiespeichernden Teils des elektrochemischen Energiespeichersystems 300(1) aufweisen muss. Somit kann der energiespeichernde Teil 300(2) eine flexible Anzahl von Batteriezellen 205(1), 205(n) und/oder eine neue Zellchemie umfassen. Weiter ist auch die Verwendung neuartiger Energiespeicherelemente wie beispielsweise Lithium-Kondensatoren und/oder Powercaps möglich. This results in the advantage that the new energy-storing part 300 (2) no longer the voltage levels of an original energy-storing part of the electrochemical energy storage system 300 (1) must have. Thus, the energy-storing part 300 (2) a flexible number of battery cells 205 (1) . 205 (s) and / or comprise a novel cell chemistry. Furthermore, the use of novel energy storage elements such as lithium capacitors and / or power caps is possible.

Dadurch wird eine Möglichkeit geschaffen ein neuartiges Ersatzbatteriesystem anzubieten, welches eine Mehrzahl von originalen Batteriesystemen abbilden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein Batteriehersteller Kosten spart, weil er mit einem Batteriesystem eine Vielzahl von herkömmlichen Batteriesystemen nachbilden kann. Insbesondere unter der Annahme, dass zukünftige Batteriezellen hinsichtlich Energiedichte und Leistungsstärke besser werden, werden mit neuen Batteriesystemen als Reparatur- und/oder Austauschteil größere Reichweiten für Fahrzeuge erreicht. Der Spannungswandler 322 umfasst beispielsweise Kapazitäten, Energiespeicherelemente, Spulen, Transformatoren sowie Schaltelemente wie Halbleiterschalter. This creates a possibility to offer a novel replacement battery system that can map a plurality of original battery systems. Another advantage is that a battery manufacturer saves costs because it can emulate a variety of conventional battery systems with a battery system. In particular, assuming that future battery cells will improve in terms of energy density and performance, larger vehicle ranges are achieved with new battery systems as a repair and / or replacement part. The voltage converter 322 includes, for example, capacitors, energy storage elements, coils, transformers and switching elements such as semiconductor switches.

4 zeigt ein drittes Beispiel für eine Verwendung des elektromechanischen Adapters mit einem elektrochemischen Energiespeichersystem. Das elektrochemische Energiespeichersystem 400(1) umfasst einen neuartigen energiespeichernden Teil 400(2). Der erfindungsgemäße elektromechanische Adapter 420 ist innerhalb des energiespeichernden Teils 400(2) angeordnet und umfasst eine Schaltungsanordnung 421 sowie den Gleichspannungswandler 322. Durch die Integration des Gleichspannungswandlers 322 in den elektromechanischen Adapter 420 wird eine weitere Flexibilisierung gegenüber dem in 3 gezeigten zweiten Beispiel erreicht. Weiter kann durch die Anordnung des Gleichspannungswandlers eine verbesserte Kühlung erreicht werden. Durch die Integration des elektromechanischen Adapters 420 innerhalb des energiespeichernden Teils 40(2) kann vorteilhafterweise das Kühlsystem 207 der Batteriezellen 205(1), 205(n) zur Kühlung des Gleichspannungswandlers 322 und der Schaltungsanordnung 421 verwendet werden. 4 shows a third example of a use of the electro-mechanical adapter with an electrochemical energy storage system. The electrochemical energy storage system 400 (1) includes a novel energy-storing part 400 (2) , The electromechanical adapter according to the invention 420 is within the energy storing part 400 (2) arranged and includes a circuit arrangement 421 and the DC-DC converter 322 , Through the integration of the DC-DC converter 322 in the electromechanical adapter 420 will be more flexible compared to the 3 achieved shown second example. Next can be achieved by the arrangement of the DC-DC converter improved cooling. By integrating the electromechanical adapter 420 within the energy storing part 40 (2) may advantageously be the cooling system 207 the battery cells 205 (1) . 205 (s) for cooling the DC-DC converter 322 and the circuit arrangement 421 be used.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2013/0057223 A1 [0006] US 2013/0057223 A1 [0006]
  • US 2013/0113294 [0007] US 2013/0113294 [0007]

Claims (11)

Elektromechanischer Adapter (220, 320, 420) für ein elektrochemisches Energiespeichersystem (200(1), 300(1), 400(1)), mit: – einer ersten Schnittstelle, die zur Kommunikation mit mindestens einem Steuergerät (203) elektrisch verbindbar ist, – einer zweiten Schnittstelle, die zur Kommunikation mit mindestens einem Sensor (209) und/oder einem Aktor (210, 213) des elektrochemischen Energiespeichersystems (200(1), 300(1), 400(1)) elektrisch verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Adapter (220, 320, 420) ferner umfasst: – eine zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle schaltbare Schaltungsanordnung (221, 321, 421), zum Messen von elektrischen und/oder physikalischen Eigenschaften des elektrochemischen Energiespeichersystems (200(1), 300(1), 400(1)) mittels des mindestens einen Sensors (209), zum Ansteuern des mindestens einen Aktors (210, 213) und/oder zur Umsetzung von Signalen zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle.Electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) for an electrochemical energy storage system ( 200 (1) . 300 (1) . 400 (1) ), comprising: - a first interface for communicating with at least one control device ( 203 ) is electrically connectable, - a second interface, which is for communication with at least one sensor ( 209 ) and / or an actuator ( 210 . 213 ) of the electrochemical energy storage system ( 200 (1) . 300 (1) . 400 (1) ) is electrically connectable, characterized in that the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) further comprises: - a switchable between the first interface and the second interface circuit arrangement ( 221 . 321 . 421 ), for measuring electrical and / or physical properties of the electrochemical energy storage system ( 200 (1) . 300 (1) . 400 (1) ) by means of the at least one sensor ( 209 ), for driving the at least one actuator ( 210 . 213 ) and / or for converting signals between the first interface and the second interface. Elektromechanischer Adapter (220, 320, 420) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Adapter (220, 320, 420) ferner umfasst: – eine dritte Schnittstelle, die zur Kommunikation und/oder Stromversorgung des elektromechanischen Adapters (220, 320, 420) elektrisch verbindbar ist.Electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) According to claim 1, characterized in that the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) further comprises: - a third interface used for communication and / or power supply of the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) is electrically connected. Elektromechanischer Adapter (220, 320, 420) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (221, 321, 421) zur Umsetzung von Signalen zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle mindestens einen Analog-Digital-Wandler, einen Digital-Analog-Wandler, eine Pegelanpassungsschaltung und/oder eine elektronische Schaltung zur Umsetzung von Kommunikationsprotokollen umfasst. Electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement ( 221 . 321 . 421 ) comprises for converting signals between the first interface and the second interface at least one analog-to-digital converter, a digital-to-analog converter, a level adjustment circuit and / or an electronic circuit for implementing communication protocols. Elektromechanischer Adapter (220, 320, 420) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (221, 321, 421) eine elektronische Schaltung zur Kommunikation mittels eines Bussystems und/oder elektrischer Signalleitungen umfasst.Electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement ( 221 . 321 . 421 ) comprises an electronic circuit for communication by means of a bus system and / or electrical signal lines. Elektromechanischer Adapter (220, 320, 420) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Adapter (220, 320, 420) einen bidirektionalen oder unidirektionalen DC/DC-Wandler (218, 322) zur Anpassung von Spannungsniveaus zwischen der ersten, der zweiten und/oder der dritten Schnittstelle umfasst.Electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) a bidirectional or unidirectional DC / DC converter ( 218 . 322 ) for adjusting voltage levels between the first, second and / or third interfaces. Verfahren zum Betreiben eines elektromechanischen Adapters (220, 320, 420) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem mit einer ersten Schnittstelle des elektromechanischen Adapters (220, 320, 420) elektrisch oder elektromechanisch verbundenen ersten Steuergerät (203) und einem mit einer dritten Schnittstelle des elektromechanischen Adapters (220, 320, 420) elektrisch oder elektromechanisch verbundenen zweiten Steuergerät (201), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Empfangen von Signalen mittels der ersten und/oder dritten Schnittstelle, – Verarbeiten der Signale durch eine Schaltungsanordnung des elektromechanischen Adapter (220, 320, 420), – Senden von Signalen mittels der ersten, zweiten und/oder dritten Schnittstelle.Method for operating an electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) according to one of claims 1 to 4 with a first interface of the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) electrically or electromechanically connected first control unit ( 203 ) and one with a third interface of the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) electrically or electromechanically connected second control device ( 201 ), characterized in that the method comprises the following steps: - receiving signals by means of the first and / or third interface, - processing the signals by means of a circuit arrangement of the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ), - sending signals by means of the first, second and / or third interface. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst: – Empfangen von Signalen mittels der zweiten Schnittstelle, – Verarbeiten der Signale durch eine Schaltungsanordnung (221, 321, 421) des elektromechanischen Adapters (220, 320, 420), – Senden von Signalen mittels der ersten, zweiten und/oder dritten Schnittstelle.A method according to claim 5, characterized in that the method further comprises the following steps: - receiving signals by means of the second interface, - processing the signals by a circuit arrangement ( 221 . 321 . 421 ) of the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ), - sending signals by means of the first, second and / or third interface. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verarbeiten der Signale durch die Schaltungsanordnung (221, 321, 421) folgende Schritte umfasst: – Plausibilisierung der empfangenen Signale, – Umsetzung der empfangenen Signale. Method according to one of claims 5 or 6, characterized in that the processing of the signals by the circuit arrangement ( 221 . 321 . 421 ) comprises the following steps: - plausibility check of the received signals, - conversion of the received signals. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verarbeiten der Signale durch die Schaltungsanordnung (221, 321, 421) folgenden Schritt umfasst: – Analog-Digital-Wandlung, Digital-Analog-Wandlung, Pegelanpassung und/oder Umsetzung eines Kommunikationsprotokolls der Signale.Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that the processing of the signals by the circuit arrangement ( 221 . 321 . 421 ) comprises the following step: - analog-to-digital conversion, digital-to-analog conversion, level matching and / or implementation of a communication protocol of the signals. Verwendung eines elektromechanischen Adapters (220, 320, 420) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem Fahrzeug mit einem elektrochemischen Energiespeichersystem (200(1), 300(1), 400(1)) und/oder in einem stationären elektrochemischen Energiespeichersystem (200(1), 300(1), 400(1)), umfassend: – einem elektrochemischen Energiespeicher mit einer Mehrzahl an Batteriezellen (205(1), 205(n)), – mindestens einer Überwachungseinheit (204a, 204b) zum Überwachen von elektrischen Eigenschaften der Batteriezellen (205(1), 205(n)), – mindestens einem Schalter (209, 213) zum elektrischen Zu- oder Abschalten von Batteriezellen (205(1), 205(n)), – einer Ladeelektronik zum Steuern eines Lade- oder Entladevorgangs mindestens einer Batteriezelle (205(1), 205(n)), dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Energiespeichersystem (200(1), 300(1), 400(1)) ferner den elektromechanischen Adapter (220, 320, 420) umfasst, wobei – ein Fahrzeugsteuergerät (201) zum Steuern von fahrzeugrelevanten Funktionen und/oder ein Netzsteuergerät zum Steuern eines Energiefluss zwischen dem stationären Energiespeichersystem (200(1), 300(1), 400(1)) und einem elektrischen Netz mit einem Steuergerät (203), zum Steuern des elektrochemischen Energiespeichersystems (200(1), 300(1), 400(1)) elektrisch oder elektromechanisch verbunden ist, – eine erste Schnittstelle des elektromechanischen Adapters (220, 320, 420) mittels eines geeigneten Kabelbaums (202) mit dem Steuergerät (203) elektrisch oder elektromechanisch verbunden ist, – eine zweite Schnittstelle des elektromechanischen Adapters (220, 320, 420) mit der Überwachungseinheit (204a, 204b), dem Schalter (203, 213) und/oder der Ladeelektronik des elektrochemischen Energiespeichersystems (200(1), 300(1), 400(1)) elektrisch oder elektromechanisch verbunden ist, und – eine dritte Schnittstelle des elektromechanischen Adapters (220, 320, 420) mit dem Fahrzeugsteuergerät (201) und/oder Netzsteuergerät elektrisch oder elektromechanisch verbunden ist.Use of an electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) according to one of claims 1 to 4 in a vehicle having an electrochemical energy storage system ( 200 (1) . 300 (1) . 400 (1) ) and / or in a stationary electrochemical energy storage system ( 200 (1) . 300 (1) . 400 (1) ), comprising: - an electrochemical energy store having a plurality of battery cells ( 205 (1) . 205 (s) ), - at least one monitoring unit ( 204a . 204b ) for monitoring electrical properties of the battery cells ( 205 (1) . 205 (s) ), - at least one switch ( 209 . 213 ) for the electrical connection or disconnection of battery cells ( 205 (1) . 205 (s) ) A charging electronics for controlling a charging or discharging operation of at least one battery cell ( 205 (1) . 205 (s) ), characterized in that the electrochemical energy storage system ( 200 (1) . 300 (1) . 400 (1) ) the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ), wherein - a vehicle control unit ( 201 ) for controlling vehicle-relevant functions and / or a network control device for controlling an energy flow between the stationary energy storage system ( 200 (1) . 300 (1) . 400 (1) ) and an electrical network with a control unit ( 203 ), for controlling the electrochemical energy storage system ( 200 (1) . 300 (1) . 400 (1) ) is electrically or electromechanically connected, - a first interface of the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) by means of a suitable cable harness ( 202 ) with the control unit ( 203 ) is electrically or electromechanically connected, - a second interface of the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) with the monitoring unit ( 204a . 204b ), the switch ( 203 . 213 ) and / or the charging electronics of the electrochemical energy storage system ( 200 (1) . 300 (1) . 400 (1) ) is electrically or electromechanically connected, and - a third interface of the electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) with the vehicle control unit ( 201 ) and / or network control device is electrically or electromechanically connected. Verwendung eines elektromechanischen Adapters (220, 320, 420) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (205(1), 205(n)) Lithium-Ionen-, Lithium-Schwefel- und/oder Lithium-Luft-Zellen umfassen.Use of an electromechanical adapter ( 220 . 320 . 420 ) according to claim 9, characterized in that the battery cells ( 205 (1) . 205 (s) ) Lithium-ion, lithium-sulfur and / or lithium-air cells.
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