DE102016212545A1

DE102016212545A1 - System für den Betrieb einer Last

Info

Publication number: DE102016212545A1
Application number: DE102016212545.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Donotek; Tobias Schonhardt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Es wird ein System (100) für den Betrieb einer Last (90) bereitgestellt, das einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) umfasst, welcher mindestens einen Ausgang (81) zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit einer Last (90) und mindestens einen Sensor (70) umfasst. Der mindestens eine Sensor (70) ist dazu ausgebildet, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) und/oder die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) zu messen. Des Weiteren weist das System (100) eine Systemmanagement-Einheit (60) auf, welche dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) derart zu verändern, dass einer auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) entgegengewirkt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für den Betrieb einer Last, welche einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher umfasst, welcher mindestens einen Ausgang zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit einer Last und mindestens einen Sensor umfasst. Der Sensor ist dazu ausgebildet, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers und die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers zu messen. Ferner umfasst das System eine Systemmanagement-Einheit.
Stand der Technik
Elektrochemische Energiespeicher wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien, Superkondensatoren oder Hybrid-Superkondensatoren, welche für einen Einsatz in einem sehr breiten Temperaturbereich, beispielsweise in einem Temperaturbereich von ca. –40 bis 120 °C geeignet sind, gewinnen vor allem in der Automobilindustrie, zunehmend an Bedeutung. Problematisch bei Hochtemperaturanwendungen ist insbesondere die Zersetzung des Elektrolyten bei hohen Spannungen. Durch die hohe Spannung und Temperatur werden Nebenreaktionen, die für die Zersetzung des Elektrolyten verantwortlich sind, zwischen den verschiedenen Komponenten des Energiespeichers, wie beispielsweise den Elektroden und dem Elektrolyten, verstärkt. Die Zelle wird dadurch nachhaltig geschädigt und verliert an Kapazität. Bei Lithium-Ionen-Batterien wird zusätzlich das sogenannte Solid Electrolyte Interface (SEI), welches das Anodenmaterial vor dem direkten Kontakt mit dem Elektrolyten schützt, bei hohen Temperaturen nachhaltig beschädigt, was zu einem Ausfall der Zelle führen kann. Dennoch gibt es bereits wiederaufladbare Hochtemperatur Lithium-Ionen-Batterien, welche allerdings eine sehr geringe Lebensdauer und nur geringe Lade-/Entladeraten bei hohen Temperaturen aufweisen und für leistungsintensive Anwendungen völlig unbrauchbar sind. Bei Tieftemperaturen bricht die Leistung von Superkondensatoren und Lithium-Ionen-Batterien stark ein, da die Viskosität des Elektrolyten stark zunimmt und dadurch die Leistung stark abnimmt. Ebenfalls wird das zur Verfügung stehende Potentialfenster beziehungsweise Spannungsfenster des jeweiligen Energiespeichers, welches die Zellspannung einer Lithium-Ionen-Batterie oder eines Superkondensators bestimmt, durch die Temperatur beeinflusst.
In 1 ist beispielsweise das Spannungsfenster eines konventionellen Doppelschichtkondensators in einem Koordinatensystem dargestellt. Hier zeigt die Ordinate des Koordinatensystems die Spannung beziehungsweise das Potenzial des Doppelschichtkondensators, während auf der Abszisse des Koordinatensystems die spezifische Kapazität des Doppelschichtkondensators in mAh/g abgetragen ist. Das in 1 gezeigte Spannungsfenster spannt sich auf zwischen zwei sich im Punkt (0/3) des Koordinatensystems schneidenden Geraden, von welchen die untere Gerade das Potenzial der Anode repräsentiert, während die obere Gerade das Potenzial der Kathode des Doppelschichtkondensators repräsentiert. Die vertikalen Doppelpfeile stellen die Weite des Spannungsfensters und damit die bereitstellbare Zellspannung des Doppelschichtkondensators dar, während die einfachen schwarzen Pfeile den Einfluss hoher Temperaturen auf das Spannungsfenster und die einfachen weißen Pfeile den Einfluss niedriger Temperaturen auf das Spannungsfenster repräsentieren. So vergrößert sich das maximale Spannungsfenster bei niedrigen Temperaturen, da die oben beschriebenen Nebenreaktionen – im Vergleich zu einem Betrieb bei Raumtemperatur – erst bei höheren Zellspannungen starten. Hingegen verkleinert sich das maximale Spannungsfenster bei hohen Temperaturen, da die Nebenreaktionen schon bei geringeren Zellspannungen starten, verglichen zu einem Betrieb bei Raumtemperatur. Ferner sind in 1 zwei Spannungsbereiche 6, 7 dargestellt, von welchen der obere einen Spannungsbereich kennzeichnet, in welchem es zu einer Gasbildung aufgrund oxidativer Zersetzung kommt, während der untere einen Spannungsbereich kennzeichnet, in welchem es zu einer Gasbildung aufgrund reduktiver Zersetzung kommt.
Es gibt derzeit noch kein System basierend auf elektrochemischen Hochleistungsspeichern, also zum Beispiel basierend auf konventionellen Superkondensatoren oder Hybrid-Superkondensatoren, welches energieeffiziente moderate Leistungen sowohl im Hoch- als auch im Tieftemperaturbereich liefern kann.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein System für den Betrieb einer Last bereitgestellt, das einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher umfasst, welcher mindestens einen Ausgang zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit einer Last und mindestens einen Sensor umfasst. Der mindestens eine Sensor ist dazu ausgebildet, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers und/oder die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers zu messen. Des Weiteren weist das System eine Systemmanagement-Einheit auf, welche dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers derart zu verändern, dass einer auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers entgegengewirkt wird.
Mit anderen Worten ausgedrückt ermöglicht das erfindungsgemäße System die Bereitstellung eines elektrochemischen Hochleistungsspeichers mit einer herausragenden Performance durch eine Variation der jeweiligen Spannungsfenster mit energieeffizienter und geeigneter Leistungselektronik beziehungsweise Steuerungselektronik und einem Systemmanagement für verschiedene Temperaturbereiche. Weiterhin erhöht das erfindungsgemäße System die Lebensdauer von elektrochemischen Hochleistungsspeichern bei sowohl Hochtemperaturen als auch Tieftemperaturen. Ferner weist das erfindungsgemäße System über seine gesamte Lebensdauer betrachtet einen stark verringerten zusätzlichen Energieverbrauch auf. Im Gegensatz zum Stand der Technik ermöglicht das erfindungsgemäße System die Bereitstellung elektrochemischer Hochleistungsspeicher mit einer herausragenden Performance und Lebensdauer sowohl bei Hoch- als auch bei Tieftemperaturanwendungen. Das erfindungsgemäße System ermöglicht also eine Ausweitung der möglichen Einsatzgebiete elektrochemischer Hochleistungsspeicher, sowohl im Bereich von Hochtemperaturanwendungen als auch im Bereich von Tieftemperaturanwendungen. Ferner weisen in einem erfindungsgemäßen System zum Einsatz kommende elektrochemische Hochleistungsspeicher eine erhöhte Lebensdauer auf. Bei tiefen Temperaturen ermöglicht das erfindungsgemäße System eine Kompensation der durch eine niedrige Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten hervorgerufenen Verringerung in der Leistungsdichte der elektrochemischen Hochleistungsspeicher. Dies kann durch eine Erhöhung beziehungsweise Vergrößerung des Potentialfensters, insbesondere durch eine Aufladung der Zellen eines elektrochemischen Hochleistungsspeichers zu einer höheren Spannung erreicht werden, ohne dass die Gefahr einer irreparablen Zellschädigung besteht. Bei hohen Temperaturen ermöglicht das erfindungsgemäße System eine Kompensation der hohen Elektrolytdegradationsrate durch eine Verringerung beziehungsweise Verkleinerung des Potentialfensters, insbesondere durch eine Entladung der Zellen eines elektrochemischen Hochleistungsspeichers zu einer niedrigeren Spannung, ohne eine Verringerung der Leistungsbereitstellung der Zellen, da das kleinere Spannungsfenster durch die intrinsisch höhere Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten bei hohen Temperaturen kompensiert wird. Insgesamt ermöglicht all dies eine konstante, temperaturunabhängige Leistungsbereitstellung durch die Zellen beziehungsweise durch das Modul beziehungsweise durch den elektrochemischen Hochleistungsspeicher. Außerdem weist der in einem erfindungsgemäßen System zum Einsatz kommende elektrochemische Hochleistungsspeicher einen geringeren Energieverlust und somit einen geringeren Energiebedarf auf als ein vergleichbarer elektrochemischer Hochleistungsspeicher des Standes der Technik. Das erfindungsgemäße System stellt also einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher bereit, also zum Beispiel einen konventionellen Superkondensator oder Hybrid-Superkondensator, welcher moderate Leistungen sowohl im Hoch- als auch im Tieftemperaturbereich liefern kann. Dies wird möglich, indem einer auf eine Temperaturveränderung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers zurückzuführende Änderung in der Leistungsdichte desselben, bedingt durch eine Änderung des Innenwiderstandes des elektrochemischen Hochleistungsspeichers, entgegengewirkt wird.
Bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit dazu ausgebildet, eine Veränderung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers derart zu veranlassen, dass einer auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers entgegengewirkt wird.
Bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit dazu ausgebildet, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers derart zu verändern, dass eine auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers ausgeglichen wird.
Bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit dazu ausgebildet, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers derart anzupassen, dass die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers während der Bereitstellung der Spannung konstant bleibt. Ein derartiges System ermöglicht eine konstante, temperaturunabhängige Leistungsbereitstellung an eine Last, beispielsweise an den Antrieb eines Kraftfahrzeuges oder im Kraftfahrzeug verbauter Sicherheitssysteme, durch einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher wie beispielsweise einen Superkondensator. Bevorzugt bedeutet während der Bereitstellung während der gesamten Zeit, in welcher eine Spannung von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher bereitgestellt wird. Ferner bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit dazu ausgebildet, eine Anpassung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers derart zu veranlassen, dass die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers während der Bereitstellung der Spannung konstant bleibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform berechnet sich die Leistung der konstant bleibenden Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers nach der Formel P = U²/4R_i, wobei R_i der Innenwiderstand des elektrochemischen Hochleistungsspeichers und U die von der Systemmanagement-Einheit an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers angepasste Spannung ist.
Bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit mit dem mindestens einen Sensor verbunden und dazu ausgebildet, aus der mittels des Sensors gemessenen Temperatur sowie einer an dem mindestens einen Ausgang gegebenen Spannung eine Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher zu ermitteln. Besonders bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit mit dem mindestens einen Sensor verbunden und dazu ausgebildet, aus der mittels des Sensors gemessenen Temperatur sowie der mittels des Sensors gemessenen Spannung eine Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher zu ermitteln. Ganz besonders bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit mit dem mindestens einen Sensor verbunden und dazu ausgebildet, aus der mittels des Sensors gemessenen Temperatur sowie einer mittels einer Spannungsmesseinrichtung an dem mindestens einen Ausgang gemessenen Spannung eine Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher zu ermitteln. In einer derartigen Ausführungsvariante kann der Soll-Wert für die Spannung, also die Soll-Spannung beispielsweise anderen Komponenten des Systems bereitgestellt und vorteilhaft von diesen dazu genutzt werden, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers auf diese Soll-Spannung einzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das System ferner eine elektrisch leitfähig mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher verbundene Leistungsstufe, wobei die Systemmanagement-Einheit dazu ausgebildet ist, der Leistungsstufe die Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher vorzugeben. Bevorzugt sind die Systemmanagement-Einheit und die Leistungsstufe über einen Signalpfad, besonders bevorzugt über einen elektrisch leitfähigen Signalpfad miteinander verbunden. Ferner bevorzugt ist die Leistungsstufe Teil der Systemmanagement-Einheit. Des Weiteren bevorzugt ist die Leistungsstufe Teil des elektrochemischen Hochleistungsspeichers. In einem derartig ausgeführten System wird die Einstellung beziehungsweise Veränderung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers vorteilhaft durch eine Leistungsstufe veranlasst beziehungsweise bewirkt. Durch derartige Leistungsstufen kann schnell eine sehr genaue Einstellung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers erfolgen.
Vorzugsweise ist die Leistungsstufe dazu ausgebildet, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers mit einer ihr vorgegebenen Soll-Spannung zu vergleichen und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers beizubehalten, zu erhöhen oder zu verringern. Eine steigende Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers führt zu einer Verringerung des Innenwiderstandes. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, bei einer steigenden Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher bereitgestellte Spannung zu verringern. Ist also die Ist-Spannung größer als die Soll-Spannung, so wird die Spannung an dem mindestens einen Ausgang als Ergebnis des Vergleichs durch die Leistungsstufe verringert. Umgekehrt führt eine sinkende Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers zu einer Erhöhung des Innenwiderstandes des elektrochemischen Hochleistungsspeichers. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, bei einer sinkenden Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher bereitgestellte Spannung zu erhöhen. Ist also die Ist-Spannung kleiner als die Soll-Spannung, so wird die Spannung an dem mindestens einen Ausgang als Ergebnis des Vergleichs durch die Leistungsstufe erhöht. Es ist ferner bevorzugt, bei einer unveränderten Temperatur die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher bereitgestellte Spannung beizubehalten. Entspricht also die Ist-Spannung der Soll-Spannung, so wird die Spannung an dem mindestens einen Ausgang als Ergebnis des Vergleichs weder verringert noch erhöht, sondern durch die Leistungsstufe beibehalten.
Bevorzugt umfasst die Leistungsstufe einen mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher verbundenen Kondensator, welcher dazu eingerichtet ist, zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher aufgeladen zu werden und/oder zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang den elektrochemischen Hochleistungsspeicher zu laden. In einer derartigen Ausführungsform bleibt die Energie dem System weitgehend erhalten und geht nicht, beispielsweise durch eine Umwandlung in Wärme, verloren. Somit ist das System in dieser Ausführung aufgrund der vorgesehenen Leistungselektronik beziehungsweise Steuerungselektronik und der Systemmanagement-Einheit, welche für insbesondere den Ladungsausgleich eine besondere Rolle spielen, besonders energieeffizient. Generell muss bei einer Variation des Spannungsfensters des elektrochemischen Hochleistungsspeichers zusätzliche Energie aufgewendet werden, da bei einer Verringerung der Arbeitsspannung Energie verbraucht und bei einer Erhöhung der Arbeitsspannung Energie wieder zugeführt werden muss. Bei der oben beschriebenen Ausführungsvariante ist die Menge an aufzubringender Energie stark reduziert. Bevorzugt wird zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang eine zu der Spannungsverringerung korrespondierende Ladungsmenge von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher auf den Kondensator übertragen. Bevorzugt wird zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang eine zu der Spannungserhöhung korrespondierende Ladungsmenge von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher auf den Kondensator übertragen.
Bevorzugt weist die Leistungsstufe einen elektrischen Widerstand auf, mit welchem der elektrochemische Hochleistungsspeicher zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang elektrisch leitfähig verbindbar ist. In einer derartigen Ausführungsvariante lässt sich eine Spannungsverringerung an dem mindestens einen Ausgang mit einem kostengünstigen Aufbau, also ohne großen Schaltungsaufwand erreichen, indem Energie aus dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher an dem Widerstand verbraucht wird.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung dieser Ausführungsform umfasst das System ferner eine weitere Energiequelle, mittels welcher der elektrochemische Hochleistungsspeicher zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang auf ein Soll-Ladungsniveau aufladbar ist. Bevorzugt ist die weitere Energiequelle die Batterie eines Kraftfahrzeuges. In einer derartigen Ausführungsform wird eine Spannungserhöhung an dem mindestens einen Ausgang durch einen externen Energiezufluss von einer externen Energiequelle bewerkstelligt. Beispielsweise in Anwendungsfällen, in welchen ohnehin eine externe Energiequelle vorgesehen ist, wie beispielsweise bei einer Anwendung in einem Kraftfahrzeug, ist durch die Kombination aus dem elektrischen Widerstand sowie der weiteren Energiequelle ein einfacher und gleichwohl effizienter Aufbau des Systems möglich.
Vorzugsweise ist die Systemmanagement-Einheit ferner dazu ausgebildet, die an einer mit dem mindestens einen Ausgang verbundenen Last abfallende Spannung zu messen. In einer derartigen Ausführungsform kann der Betrieb einer Last mit einer genauer eingestellten Spannung und somit effizienter sowie für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher schonender erfolgen.
Bevorzugt umfasst das System ferner eine Leistungs- und Steuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, einen von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher an den mindestens einen Ausgang bereitgestellten Strom zu verändern. In einer derartigen Ausführungsform kann eine Aufrechterhaltung der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers optimiert erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher an den mindestens einen Ausgang bereitgestellte Strom derart verändert, dass er einem von einer mit dem mindestens einen Ausgang elektrisch leitfähig verbundenen Last instantan benötigten Strom entspricht. Aufgrund der konstant zu haltenden Leistungsdichte entscheidet die Systemmanagement-Einheit über die Höhe der von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher an den mindestens einen Ausgang ausgegebenen Spannung. Der Strom kann über die Leistungs- und Steuereinheit dann vorteilhaft an einen benötigten Laststrom angepasst werden.
Bevorzugt ist der elektrochemische Hochleistungsspeicher ein Superkondensator. Besonders bevorzugt ist der elektrochemische Hochleistungsspeicher ein Hybrid-Superkondensator. Generell weisen Superkondensatoren eine höhere Leistungsdichte als beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien auf. Ferner besitzen Hybrid-Superkondensatoren eine hohe Leistungs- und Energiedichte und fungieren somit als Lückenfüller zwischen Lithium-Ionen-Batterien und Superkondensatoren.
Bevorzugt handelt es sich bei der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers um eine Umgebungstemperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Temperatur, welche in der unmittelbaren Umgebung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers gemessen wird. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich um eine Temperatur, welche innerhalb des elektrochemischen Hochleistungsspeichers und/oder an einer Außenwand desselben gemessen wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 das Spannungsfenster eines konventionellen Doppelschichtkondensators,
2 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems für den Betrieb einer Last,
3 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems für den Betrieb einer Last, und
4 Blockschaltbilder zweier verschiedener Leistungsstufen aus verschiedenen Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Systeme.
Ausführungsformen der Erfindung
2 zeigt ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems 100 für den Betrieb einer Last 90, bei welcher es sich in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft um eine Baumaschine handelt. Das System 100 umfasst einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80, welcher rein beispielhaft einen Ausgang 81 zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit der Last 90 – hier der Baumaschine – umfasst und rein beispielhaft als Hybrid-Superkondensator ausgeführt ist. Ferner umfasst der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft zwei Sensoren 70, von welchen einer dazu ausgebildet ist, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu messen, während der andere dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu messen. Des Weiteren umfasst das System 100 eine Systemmanagement-Einheit 60, welche in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft mit den Sensoren 70 verbunden ist. Die Verbindung ist in 2 mittels einer gestrichelten Linie dargestellt. In diesem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei ihr rein beispielhaft um eine elektrisch leitfähige Verbindung, welche dazu gereicht, Sensordaten zu übertragen. Es kann sich bei ihr aber auch um eine drahtlose Verbindung handeln, welche beispielsweise über ein Übertragungsnetz, beispielsweise ein Funk- oder WLAN-Netz zustande kommt. In anderen Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, dass gar keine oder gar keine direkte Verbindung zwischen der Systemmanagement-Einheit 60 und dem oder den Sensoren 70 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 besteht.
Die Systemmanagement-Einheit 60 ist dazu ausgebildet, die Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 derart zu verändern, dass einer auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 entgegengewirkt wird. Ferner ist die Systemmanagement-Einheit 60 in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft dazu ausgebildet, die Spannung an dem einen Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 derart anzupassen, dass die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 während der Bereitstellung der Spannung konstant bleibt.
Mit anderen Worten ausgedrückt übermittelt der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft zum einen die mittels des Sensors 70 gemessene Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 sowie zum anderen die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 an den Ausgang 81 bereitgestellte Spannung an die Systemmanagement-Einheit 60. Stellt die Systemmanagement-Einheit 60 eine Erhöhung der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 fest, so veranlasst sie in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Verringerung der an den Ausgang 81 bereitgestellten Spannung. Stellt die Systemmanagement-Einheit 60 hingegen eine Verringerung der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 fest, so veranlasst sie in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Erhöhung der an den Ausgang 81 bereitgestellten Spannung. In diesem ersten Ausführungsbeispiel wird eine Verringerung der an den Ausgang 81 bereitgestellten Spannung durch eine von der Systemmanagement-Einheit 60 veranlasste Entladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 herbeigeführt. Ferner wird in diesem ersten Ausführungsbeispiel eine Erhöhung der an den Ausgang 81 bereitgestellten Spannung durch eine von der Systemmanagement-Einheit 60 veranlasste Ladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 herbeigeführt. Eine Verringerung oder Erhöhung der Spannung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 kann aber auch auf andere Art und Weise herbeigeführt werden.
In 3 ist ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems 100 für den Betrieb einer Last 90 dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch zu dem in 2 gezeigten und zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems 100, sodass das zuvor Beschriebene -insofern nachfolgend nichts anderes beschrieben wird- auch für in 3 gleich bezeichnete Komponenten zutrifft. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 eine Vielzahl an in Reihe geschalteten elektrochemischen Speicherzellen, von denen in 3 zwei dargestellt sind. Ferner umfasst der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 einen Sensor 70, welcher dazu ausgebildet ist, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu messen.
Auch das in 3 gezeigte System 100 weist eine Systemmanagement-Einheit 60 auf, welche in diesem zweiten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Steuerungselektronik 63 umfasst. Die Steuerungselektronik 63 umfasst in diesem zweiten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft einen digitalen Signalprozessor mit weiteren Komponenten. Es kann aber auch eine anders realisierte Steuerungselektronik 63 zur Anwendung kommen. Die Steuerungselektronik 63 ist in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft dazu ausgebildet, einen Algorithmus für die Anpassung der Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 nach der oben dargelegten Art und Weise auszuführen. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Steuerungselektronik 63 über einen ersten elektrisch leitfähigen Signalpfad 65 mit den in Reihe geschalteten elektrochemischen Speicherzellen verbunden. Die Speicherzellen können in anderen Ausführungsbeispielen aber auch parallel geschaltet sein. Ferner können die Speicherzellen auch in Reihe und parallel zueinander geschaltet sein. Über diesen ersten elektrisch leitfähigen Signalpfad 65 greift die Steuerungselektronik 63 die instantan am Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 von selbigem bereitgestellte Spannung ab. Über einen zweiten elektrisch leitfähigen Signalpfad 66 ist die Steuerungselektronik 63 mit dem Sensor 70 elektrisch leitfähig verbunden. Über den zweiten elektrisch leitfähigen Signalpfad 66 greift die Steuerungselektronik 63 die von dem Sensor 70 gemessene Temperatur ab und führt sie dem Algorithmus zu. Die Systemmanagement-Einheit 60 mit der Steuerungselektronik 63 ist in diesem zweiten Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, aus der mittels des Sensors 70 gemessenen Temperatur sowie der an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 anliegenden Spannung eine Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 zu ermitteln. Dabei ist die ermittelte Soll-Spannung stets diejenige Spannung, welche von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 an deren Ausgang 81 bereitgestellt werden muss, damit die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 über die gesamte Dauer des Betriebs des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant bleibt.
Das System 100 umfasst in diesem zweiten Ausführungsbeispiel ferner rein beispielhaft eine Leistungsstufe 55, welche über einen dritten elektrisch leitfähigen Signalpfad 67 mit der Steuerungselektronik 63 der Systemmanagement-Einheit 60 verbunden ist. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Systemmanagement-Einheit 60 mittels der Steuerungselektronik 63 dazu ausgebildet, der Leistungsstufe 55 die Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 vorzugeben. Die Leistungsstufe 55 hingegen ist dazu ausgebildet, die Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 mit einer ihr von der Systemmanagement-Einheit 60 beziehungsweise der Steuerungselektronik 63 vorgegebenen Soll-Spannung zu vergleichen und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs die Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 beizubehalten, zu erhöhen oder zu verringern. Für diesen Zweck ist die Leistungsstufe 55 über einen vierten elektrisch leitfähigen Signalpfad 68 mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 verbunden, über welchen sie die an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 anliegende Spannung, also die Ist-Spannung, abgreift. Des Weiteren ist die Leistungsstufe 55 über einen Stromabfuhr-Pfad 58 sowie einen Stromzufuhr-Pfad 59 mit den in Reihe geschalteten elektrochemischen Speicherzellen des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 verbunden. Die Anpassung der Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft über eine Aufladung beziehungsweise eine Entladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80, wobei die ab- oder zugeführte Ladungsmenge die gewünschte Spannungsvariation bedingt.
Konkret weist die Leistungsstufe 55 in diesem zweiten Ausführungsbeispiel einen mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 verbundenen Kondensator auf (nicht dargestellt in 3), welcher dazu eingerichtet ist, zu einer Verringerung der Spannung an dem Ausgang 81 von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 aufgeladen zu werden und zu einer Erhöhung der Spannung an dem Ausgang 81 den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 zu laden. Die Entladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 erfolgt über den Stromabfuhr-Pfad 58, während die Ladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 über den Stromzufuhr-Pfad 59 erfolgt.
Bei einer Erhöhung der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 sinkt der Innenwiderstand desselben, sodass die Spannung am Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu verringern ist, um die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant zu halten. Die Steuerungselektronik 63 der Systemmanagement-Einheit 60, welche den Spannungswert sowie die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 erfasst, errechnet in einem solchen Fall über den Algorithmus eine gegenüber einem vorhergehenden Wert verringerte Soll-Spannung und gibt diese der Leistungsstufe 55 vor, welche die Soll-Spannung mit der am Ausgang 81 bereitgestellten Ist-Spannung vergleicht. Ergibt der Vergleich, dass die Soll-Spannung um einen bestimmten Betrag ΔU geringer ist als die an dem Ausgang 81 von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung, so veranlasst die Leistungsstufe 55 eine Entladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 beziehungsweise eine Aufladung des Kondensators um eine Ladungsmenge ΔQ. Die Ladungsmenge ΔQ, welche von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 auf den Kondensator transferiert wird, korrespondiert dabei derart zu der Spannungsdifferenz ΔU, dass nach der Entladung die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung der Soll-Spannung entspricht und die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant bleibt.
Bei einer Verringerung der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 steigt der Innenwiderstand desselben, sodass die Spannung am Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu erhöhen ist, um die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant zu halten. Die Steuerungselektronik 63 der Systemmanagement-Einheit 60 errechnet in einem solchen Fall über den Algorithmus eine gegenüber einem vorhergehenden Wert erhöhte Soll-Spannung und gibt diese der Leistungsstufe 55 vor, welche die Soll-Spannung mit der an dem Ausgang 81 gegebenen Ist-Spannung vergleicht. Ergibt der Vergleich, dass die Soll-Spannung um einen bestimmten Betrag ΔU höher ist als die an dem Ausgang 81 von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung, so veranlasst die Leistungsstufe 55 eine Aufladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 beziehungsweise eine Entladung des Kondensators um eine Ladungsmenge ΔQ. Die Ladungsmenge ΔQ, welche von dem Kondensator auf den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 transferiert wird, korrespondiert dabei derart zu der Spannungsdifferenz ΔU, dass nach der Aufladung die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung der Soll-Spannung entspricht und die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant bleibt.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Systemmanagement-Einheit 60 ferner dazu ausgebildet, die an der mit dem Ausgang 81 verbundenen Last 90, also der Baumaschine abfallende Spannung zu messen. Zu diesem Zweck ist die Systemmanagement-Einheit 60 über einen fünften elektrisch leitfähigen Signalpfad 69 mit einem Eingang der Last 90 verbunden. Ferner umfasst das System 100 in diesem zweiten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Leistungs- und Steuereinheit 50, welche dazu ausgebildet ist, einen von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 an den Ausgang 81 bereitgestellten Strom zu verändern. Mit anderen Worten ausgedrückt befindet sich in diesem zweiten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Leistungs- und Steuereinheit 50 in der elektrisch leitfähigen Verbindung 82 zwischen dem Ausgang 81 und einem Eingang der Last 90. Genauer ausgedrückt ist die Leistungs- und Steuereinheit 50 dazu ausgebildet, den von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 an den Ausgang 81 bereitgestellten Strom derart zu verändern, dass er einem von der Baumaschine instantan benötigten Strom entspricht.
Mit anderen Worten ausgedrückt werden in dem in 3 gezeigten System 100 Signale von der Last 90, also der Anwendung und dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80, also der Energiequelle, über den fünften elektrisch leitfähigen Signalpfad 69 zu der Systemmanagement-Einheit 60 gesendet. Diese Signale geben die momentanen Werte von Spannung und Temperatur aus, welche von der Systemmanagement-Einheit 60 mithilfe des Algorithmus verarbeitet und ausgewertet werden. Anschließend entscheiden die Systemmanagement-Einheit 60 sowie die Leistungsstufe 55 über die Höhe der von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellten Spannung und über den Strom, der von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 zur Last 90, also zur Anwendung fließt. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird dieser Strom optional entsprechend dem von der Last 90 benötigten Strom zusätzlich durch eine Leistungs- und Steuereinheit 50 angepasst. Entsprechende Anpassungssignale zur Anpassung des von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 der Last 90 zur Verfügung gestellten Stroms an den von der Last 90 benötigten Strom werden von der Systemmanagement-Einheit 60 über einen elektrisch leitfähigen Anpassungspfad 62 an die Leistungs- und Steuereinheit 50 übermittelt. Ferner sendet die Last 90 beziehungsweise die Anwendung ein Kontrollsignal ihrer neuen Spannung zur Kontrolle über den elektrisch leitfähigen Anpassungspfad 62 an das System-Management 60. Dort wird die neue Spannung mit der von der Last 90 benötigten Spannung verglichen und im Falle einer Diskrepanz zwischen dem benötigten Strom und dem zur Verfügung gestellten Strom mit der Leistungs- und Steuereinheit 50 korrigiert.
4 zeigt Blockschaltbilder zweier verschiedener Leistungsstufen 55 aus verschiedenen Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Systeme 100. Die in 4 gleich bezeichneten Komponenten entsprechen jenen des in 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels, sodass das zuvor zu diesen Komponenten Beschriebene -insofern nachfolgend nichts anderes beschrieben wird- auch für die in 4 gleich bezeichneten Komponenten Geltung hat.
Links in 4 ist die in dem in 3 gezeigten und zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems 100 zur Anwendung kommende Leistungsstufe 55 im Detail gezeigt. Diese umfasst wie bereits beschrieben einen Kondensator 54, welcher der Auf- und Entladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 mit dem Ziel der Spannungsanpassung dient. Rechts in 4 ist eine alternative Ausgestaltung einer Leistungsstufe 55 eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems 100 dargestellt. Nach dieser Ausgestaltung weist die Leistungsstufe 55 einen elektrischen Widerstand 56 auf, mit welchem der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang 81 elektrisch leitfähig verbindbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt wird der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 über den elektrischen Widerstand 56 teilweise entladen, also ein Teil von dessen Energie ΔQ über dem Widerstand 56 verbraucht, sobald die Spannung an dem Ausgang 81 auf eine Soll-Spannung gesenkt werden muss. Die verbrauchte Ladungsmenge ΔQ korrespondiert dabei derart zu der Spannungsdifferenz ΔU zwischen der Ist- und der Sollspannung an dem Ausgang 81, dass nach der Entladung die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung der Soll-Spannung entspricht und die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant bleibt.
Ferner umfasst das System in dieser Ausgestaltung eine weitere Energiequelle 57, mittels welcher der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang 81 auf ein Soll-Ladungsniveau aufladbar ist. Muss also die Spannung an dem Ausgang 81 wegen einer Verringerung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 um einen Spannungsbetrag ΔU auf eine Soll-Spannung erhöht werden, so wird der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 mittels der weiteren Energiequelle 57 aufgeladen, wobei die zur Aufladung übertragene Ladungsmenge ΔQ dabei derart zu der Spannungsdifferenz ΔU korrespondiert, dass nach der Aufladung die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung der Soll-Spannung entspricht. Diese weitere Energiequelle 57 kann auch links in 4 eingesetzt werden.
Mit anderen Worten ausgedrückt sinkt durch eine erhöhte Temperatur die Viskosität des Elektrolyten des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80, was zu einer Steigung von dessen Konduktivität führt. Daraus resultiert ein verringerter Innenwiderstand des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80, welcher es erlaubt die Spannung desselben bei gleichbleibender Endleistung zu reduzieren. Dementsprechend verhält es sich bei sinkender Temperatur genau gegensätzlich. Die Spannung ist also eine Funktion in Abhängigkeit der Temperatur, welche dem Formelzusammenhang U(T) = x folgt, wobei x ∊ IR gilt. Um diese Spannungsfenstervariationen korrekt durchführen zu können, kommt vorliegend erfindungsgemäß ein System 100 mit einer geeigneten Systemmanagement-Einheit 60 mit einer passenden Steuerungselektronik 63 zum Einsatz.
Bei diesem gibt der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 Informationen über seine momentane Spannung und Temperatur in Form eines Signals an die Systemmanagement-Einheit 60 weiter. In der Systemmanagement-Einheit 60 wird mithilfe eines Algorithmus die Soll-Spannung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur bestimmt. Anschließend gibt die Systemmanagement-Einheit 60 einen Sollwert für die Spannung beziehungsweise die Soll-Spannung der Leistungsstufe 55 vor. Die Leistungsstufe 55 vergleicht die momentane Spannung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 mit der ausgegebenen Soll-Spannung um anschließend die angelegte Spannung an dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 entweder zu erhöhen oder zu verringern. Dieser Vorgang wird nach einer ersten Alternative mithilfe eines Kondensators 54 und nach einer zweiten Alternative mithilfe eines Widerstandes 56 durchgeführt.
Energie in Form von Strom wird abgeführt beziehungsweise verbraucht, um die Spannung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu senken. Nach der ersten Alternative speichert der Kondensator 54 den Strom beziehungsweise die zu diesem korrespondierende Ladungsmenge, um bei Bedarf, wenn die Spannung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 wieder erhöht werden muss, die Ladungsmenge wieder an den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 zurück zu übertragen. Nach der zweiten Alternative, bei welcher der Widerstand 56 zum Einsatz kommt, wird durch eine zweite, weitere Energiequelle 57 Strom wieder an den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 zurückgeführt. Der resultierende Strom kann gegebenenfalls noch einmal durch eine Leistungs- und Steuereinheit 50 optimiert werden. Bestenfalls ist der ausgegebene Strom des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 gleich dem Soll-Strom für die Last 90 beziehungsweise für die Anwendung. Durch den neuberechneten Soll-Strom des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 kann die momentan anliegende Spannung der Last 90 beziehungsweise der Anwendung angepasst werden.

Claims

System (100) für den Betrieb einer Last (90), umfassend: einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80), welcher mindestens einen Ausgang (81) zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit einer Last (90) und mindestens einen Sensor (70) umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) und/oder die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) zu messen, eine Systemmanagement-Einheit (60), welche dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) derart zu verändern, dass einer auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) entgegengewirkt wird.
System (100) nach Anspruch 1, wobei die Systemmanagement-Einheit (60) dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) derart anzupassen, dass die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) während der Bereitstellung der Spannung konstant bleibt.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Systemmanagement-Einheit (60) mit dem mindestens einen Sensor (70) verbunden und dazu ausgebildet ist, aus der mittels des Sensors (70) gemessenen Temperatur sowie einer an dem mindestens einen Ausgang (81) gegebenen Spannung eine Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) zu ermitteln.
System (100) nach Anspruch 3, ferner umfassend eine elektrisch leitfähig mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) verbundene Leistungsstufe (55), wobei die Systemmanagement-Einheit (60) dazu ausgebildet ist, der Leistungsstufe (55) die Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) vorzugeben.
System (100) nach Anspruch 4, wobei die Leistungsstufe (55) dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) mit einer ihr vorgegebenen Soll-Spannung zu vergleichen und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) beizubehalten, zu erhöhen oder zu verringern.
System (100) nach Anspruch 5, wobei die Leistungsstufe (55) einen mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) verbundenen Kondensator (54) umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) aufgeladen zu werden und/oder zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) den elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) zu laden.
System (100) nach Anspruch 5, wobei die Leistungsstufe (55) einen elektrischen Widerstand (56) aufweist, mit welchem der elektrochemische Hochleistungsspeicher (80) zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) elektrisch leitfähig verbindbar ist.
System (100) nach Anspruch 7, ferner umfassend eine weitere Energiequelle (57), mittels welcher der elektrochemische Hochleistungsspeicher (80) zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) auf ein Soll-Ladungsniveau aufladbar ist.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Systemmanagement-Einheit (60) ferner dazu ausgebildet ist, die an einer mit dem mindestens einen Ausgang (81) verbundenen Last (90) abfallende Spannung zu messen.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Leistungs- und Steuereinheit (50), welche dazu ausgebildet ist, einen von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) an den mindestens einen Ausgang (81) bereitgestellten Strom zu verändern.