DE102020127699A1 - Method for operating a traction battery for a motor vehicle and corresponding traction battery - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Traktionsbatterie (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer ersten Batterieeinheit (7) und einer zweiten Batterieeinheit (8), die bei einer ersten Schalteinstellung einer Schalteranordnung (10) zwischen zwei elektrischen Anschlüssen (5, 6) der Traktionsbatterie (2) elektrisch in Reihe und bei einer zweiten Schalteinstellung der Schalteranordnung (10) elektrisch parallel an die elektrischen Anschlüsse (5, 6) angeschlossen sind. Dabei ist vorgesehen, dass bei einem Unterschreiten eines Stromgrenzwerts durch die Stromstärke eines über die elektrischen Anschlüsse (5, 6) fließenden elektrischen Stroms eine Spannung der ersten Batterieeinheit (7) mit einer Spannung der zweiten Batterieeinheit (8) verglichen wird und bei einem Überschreiten eines Differenzgrenzwerts durch eine Differenz zwischen den Spannungen die Batterieeinheiten (7, 8) elektrisch von den elektrischen Anschlüssen (5, 6) getrennt und zum Ladungsaustausch mittels der Schalteranordnung (10) elektrisch parallel geschaltet werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Traktionsbatterie (2) für ein Kraftfahrzeug (1).

Figure DE102020127699A1_0000
The invention relates to a method for operating a traction battery (2) for a motor vehicle (1), having a first battery unit (7) and a second battery unit (8) which are connected between two electrical connections (5th , 6) of the traction battery (2) are connected electrically in series and in a second switching setting of the switch arrangement (10) electrically in parallel to the electrical connections (5, 6). It is provided that when the current intensity of an electrical current flowing via the electrical connections (5, 6) falls below a current limit value, a voltage of the first battery unit (7) is compared with a voltage of the second battery unit (8) and when a Difference limit value by a difference between the voltages, the battery units (7, 8) are electrically separated from the electrical connections (5, 6) and electrically connected in parallel for charge exchange by means of the switch arrangement (10). The invention also relates to a traction battery (2) for a motor vehicle (1).
Figure DE102020127699A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Batterieeinheit und einer zweiten Batterieeinheit, die bei einer ersten Schalteinstellung einer Schalteranordnung zwischen zwei elektrischen Anschlüssen der Traktionsbatterie elektrisch in Reihe und bei einer zweiten Schalteinstellung der Schalteranordnung elektrisch parallel an die elektrischen Anschlüsse angeschlossen sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a traction battery for a motor vehicle, having a first battery unit and a second battery unit which, in a first switching setting of a switch arrangement, are electrically connected in series between two electrical connections of the traction battery and, in a second switching setting of the switch arrangement, are electrically connected in parallel to the electrical connections are connected. The invention also relates to a traction battery for a motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2017 123 184 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum elektrischen Laden eines eine erste Energiespeicherbank und eine zweite Energiespeicherbank umfassenden elektrischen Energiespeichersystems. Eine anliegende Ladespannung entspricht einer Nennspannung der zumindest zwei Energiespeicherbänke. Im Energiespeichersystem sind ein erstes Schütz elektrisch parallel zur zweiten Energiespeicherbank und ein zweites Schütz elektrisch parallel zur ersten Energiespeicherbank angeordnet, und ein drittes Schütz ist zwischen der ersten Energiespeicherbank und der zweiten Energiespeicherbank angeordnet, um die erste Energiespeicherbank und die zweite Energiespeicherbank in Reihe zu schalten. Dabei wird ein Steuerparameter ermittelt, welcher eine Spannungsdifferenz zwischen der ersten Energiespeicherbank und der zweiten Energiespeicherbank repräsentiert, um die Energiespeicherbank der ersten Energiespeicherbank oder zweiten Energiespeicherbank mit einer geringeren Spannung auszuwählen. Die ausgewählte Energiespeicherbank mit der geringeren Spannung wird geladen, bis ein Betrag einer Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Energiespeicherbank kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist, und die erste Energiespeicherbank und die zweite Energiespeicherbank werden parallel geladen, wenn der Betrag der Spannungsdifferenz kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist.From the prior art, for example, the publication DE 10 2017 123 184 A1 famous. This describes a device and a method for electrically charging an electrical energy storage system comprising a first energy storage bank and a second energy storage bank. A charging voltage that is present corresponds to a nominal voltage of the at least two energy storage banks. In the energy storage system, a first contactor is arranged electrically in parallel with the second energy storage bank and a second contactor is arranged electrically in parallel with the first energy storage bank, and a third contactor is arranged between the first energy storage bank and the second energy storage bank to connect the first energy storage bank and the second energy storage bank in series. A control parameter is determined which represents a voltage difference between the first energy storage bank and the second energy storage bank in order to select the energy storage bank of the first energy storage bank or second energy storage bank with a lower voltage. The selected energy storage bank with the lower voltage is charged until a magnitude of a voltage difference between the first and second energy storage banks is less than or equal to a threshold, and the first energy storage bank and the second energy storage bank are charged in parallel when the magnitude of the voltage difference is less than or equal to threshold is.

Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 10 2012 214 267 A1 Systeme und Verfahren zum Ausführen eines Zellen-Balancing an einem Batteriepaket eines Fahrzeugs. Das Zellen-Balancing regelt, welche Zellen während einer Verwendung des Batteriepakets entladen werden. Es können einzelne Zellenkapazitäten verwendet werden, um zu bestimmen, für wie lange einzelne Zellen entladen werden.Furthermore, the document describes DE 10 2012 214 267 A1 Systems and methods for performing cell balancing on a vehicle battery pack. Cell balancing controls which cells are discharged during battery pack use. Individual cell capacities can be used to determine how long individual cells are discharged.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere einen zuverlässigen und effizienten Betrieb der Traktionsbatterie sowie des Kraftfahrzeugs ermöglicht.It is the object of the invention to propose a method for operating a traction battery for a motor vehicle which has advantages over known methods, in particular enabling reliable and efficient operation of the traction battery and of the motor vehicle.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass bei einem Unterschreiten eines Stromgrenzwerts durch die Stromstärke eines über die elektrischen Anschlüsse fließenden elektrischen Stroms eine Spannung der ersten Batterieeinheit mit einer Spannung der zweiten Batterieeinheit verglichen wird und bei einem Überschreiten eines Differenzgrenzwerts durch eine Differenz zwischen den Spannungen die Batterieeinheiten elektrisch von den elektrischen Anschlüssen getrennt und zum Ladungsaustausch mittels der Schalteranordnung elektrisch parallel geschaltet werden.According to the invention, this is achieved with a method for operating a traction battery for a motor vehicle with the features of claim 1 . It is provided that if the current intensity of an electrical current flowing via the electrical connections falls below a current limit value, a voltage of the first battery unit is compared with a voltage of the second battery unit and if a difference limit value is exceeded by a difference between the voltages, the battery units are electrically disconnected from separated from the electrical connections and electrically connected in parallel for charge exchange by means of the switch arrangement.

Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Traktionsbatterie dient dem Zwischenspeichern von elektrischer Energie, die insbesondere zum Betreiben einer Antriebseinrichtung beziehungsweise eines Antriebsaggregats des Kraftfahrzeugs und somit schlussendlich zum Antreiben des Kraftfahrzeugs Verwendung findet. Die in der Traktionsbatterie zwischengespeicherte elektrische Energie wird insoweit zumindest zeitweise zum Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments mittels der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats verwendet. Die Traktionsbatterie bildet bevorzugt einen Bestandteil des Kraftfahrzeugs, kann jedoch auch separat von diesem vorliegen.The traction battery is used to temporarily store electrical energy, which is used in particular to operate a drive device or a drive unit of the motor vehicle and thus ultimately to drive the motor vehicle. The electrical energy temporarily stored in the traction battery is used at least temporarily to provide a drive torque aimed at driving the motor vehicle by means of the drive device or the drive unit. The traction battery preferably forms part of the motor vehicle, but can also be present separately from it.

Die Traktionsbatterie verfügt über die erste Batterieeinheit und die zweite Batterieeinheit. Jede der Batterieeinheiten setzt sich aus wenigstens einer Batteriezelle, vorzugsweise jedoch aus mehreren Batteriezellen, zusammen. Beispielsweise weisen die Batterieeinheiten jeweils dieselbe Anzahl an Batteriezellen auf, sodass eine Nennspannung der ersten Batterieeinheit einer Nennspannung der zweiten Batterieeinheit entspricht. Vorzugsweise sind die Nennspannung der ersten Batterieeinheit und die Nennspannung der zweiten Batterieeinheit in Summe gleich einer Nennspannung der Traktionsbatterie beziehungsweise entsprechen in Summe einer Spannung, mit welcher die Antriebseinrichtung beziehungsweise das Antriebsaggregat zumindest zeitweise betrieben wird.The traction battery has the first battery unit and the second battery unit. Each of the battery units consists of at least one battery cell, but preferably of several battery cells. For example, the battery units each have the same number of battery cells, so that a nominal voltage of the first battery unit corresponds to a nominal voltage of the second battery unit. The total nominal voltage of the first battery unit and the nominal voltage of the second battery unit are preferably equal to a nominal voltage of the traction battery or correspond to a total voltage with which the drive device or the drive unit is operated at least temporarily.

Die erste Batterieeinheit und die zweite Batterieeinheit sind elektrisch an die elektrischen Anschlüsse der Traktionsbatterie angeschlossen. Entsprechend sind sie zumindest zeitweise mit den elektrischen Anschlüssen elektrisch verbunden. Bevorzugt sind die Batterieeinheiten über zumindest einen elektrischen Schalter, beispielsweise wenigsten einen Schütz oder dergleichen, an die Anschlüsse angeschlossen. In einer ersten Schalteinstellung des wenigstens einen Schalters sind die Batterieeinheiten elektrisch mit den elektrischen Anschlüssen verbunden und in einer zweiten Schalteinstellung elektrisch von ihnen getrennt.The first battery unit and the second battery unit are electrically connected to the electrical terminals of the traction battery. Accordingly, they are at least temporarily with the electrical connections electrically connected. The battery units are preferably connected to the connections via at least one electrical switch, for example at least one contactor or the like. In a first switching setting of the at least one switch, the battery units are electrically connected to the electrical terminals and in a second switching setting electrically disconnected from them.

Ebenfalls an die elektrischen Anschlüsse angeschlossen ist zumindest die Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs. Zusätzlich können ein Ladeanschluss und/oder ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs an die elektrischen Anschlüsse angeschlossen sein. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dem Kraftfahrzeug über den Ladeanschluss zumindest zeitweise elektrische Energie von einer externen Einrichtung zuzuführen. Diese elektrische Energie wird vorzugsweise zum Aufladen der Traktionsbatterie verwendet.At least the drive device of the motor vehicle is also connected to the electrical connections. In addition, a charging connection and/or an on-board network of the motor vehicle can be connected to the electrical connections. Provision is preferably made for electrical energy to be supplied to the motor vehicle at least temporarily from an external device via the charging connection. This electrical energy is preferably used to charge the traction battery.

Die Traktionsbatterie verfügt über eine Schalteranordnung, mittels welcher die Batterieeinheiten unterschiedlich mit den elektrischen Anschlüssen verbindbar sind. So liegen die Batterieeinheiten bei der ersten Schalteinstellung der Schalteranordnung elektrisch in Reihe geschaltet zwischen den beiden elektrischen Anschlüssen vor. Bei der zweiten Schalteinstellung der Schalteranordnung sind die beiden Batterieeinheiten hingegen elektrisch parallel an die elektrischen Anschlüsse angeschlossen. Das bedeutet, dass sich die an den elektrischen Anschlüssen anliegende elektrische Spannung in der ersten Schalteinstellung aus der Summe der Nennspannungen der Batterieeinheiten ergibt, wohingegen sie in der zweiten Schalteinstellung dem Mittelwert der Nennspannungen der Batterieeinheiten entspricht.The traction battery has a switch arrangement, by means of which the battery units can be connected to the electrical connections in different ways. Thus, in the first switch setting of the switch arrangement, the battery units are electrically connected in series between the two electrical connections. In contrast, in the second switching setting of the switch arrangement, the two battery units are electrically connected in parallel to the electrical connections. This means that the electrical voltage present at the electrical connections in the first switching setting results from the sum of the nominal voltages of the battery units, whereas in the second switching setting it corresponds to the mean value of the nominal voltages of the battery units.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, für ein Betreiben der Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs stets die erste Schalteinstellung an der Schalteranordnung einzustellen. Bei einem Aufladen der Traktionsbatterie mit Hilfe von extern bereitgestellter Energie, die dem Kraftfahrzeug über den Ladeanschluss zugeführt wird, kann es jedoch vorgesehen sein, dass die zweite Schalteinstellung eingestellt wird. Dies ist insbesondere der Fall, falls die Spannung der von der externen Einrichtung bereitgestellten elektrischen Energie niedriger ist als die Nennspannung der Traktionsbatterie, vorzugsweise gleich der Nennspannung einer der Batterieeinheiten ist. In diesem Fall können die Batterieeinheiten durch ihre Parallelschaltung ohne Wandlerverluste aufgeladen werden.Provision is preferably made for always setting the first switch setting on the switch arrangement for operating the drive device of the motor vehicle. However, when the traction battery is charged using externally provided energy, which is supplied to the motor vehicle via the charging connection, provision can be made for the second switching setting to be set. This is particularly the case if the voltage of the electrical energy provided by the external device is lower than the nominal voltage of the traction battery, preferably equal to the nominal voltage of one of the battery units. In this case, the battery units can be charged without converter losses thanks to their parallel connection.

Über die Lebensdauer der Traktionsbatterie hinweg kann es zu unterschiedlichen elektrischen Spannungen der ersten Batterieeinheit und der zweiten Batterieeinheit kommen, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Innenwiderstände der Batterieeinheiten, aufgrund unterschiedlicher Alterung der Batterieeinheiten oder aufgrund eines Austauschs einer oder mehrerer der Batterieeinheiten. In diesem Fall ist es notwendig, die Spannungen der Batterieeinheiten aneinander anzugleichen, um bei einem Umschalten von der ersten Schalteinstellung in die zweite Schalteinstellung der Schalteranordnung einen Ausgleichsstrom zwischen den Batterieeinheiten zu vermeiden.Different electrical voltages can occur in the first battery unit and the second battery unit over the service life of the traction battery, for example due to different internal resistances of the battery units, due to different aging of the battery units or due to replacement of one or more of the battery units. In this case, it is necessary to adjust the voltages of the battery units to one another in order to avoid a compensating current between the battery units when switching over from the first switching setting to the second switching setting of the switch arrangement.

Beispielsweise ist es im Falle des Aufladens der Traktionsbatterie mit extern bereitgestellter Energie in diesem Fall vorgesehen, zunächst die Batterieeinheit mit der niedrigeren Spannung aufzuladen, bis diese eine Spannung aufweist, welche der Spannung der jeweils anderen Batterieeinheit entspricht oder zumindest innerhalb gewisser Toleranzen entspricht. Diese Toleranzen betragen beispielsweise höchstens 5 %, höchstens 2,5 % oder höchstens 1 % der Nennspannung der Batterieeinheiten. Eine solche Vorgehensweise bedingt jedoch eine längere Ladedauer, da zunächst lediglich eine der Batterieeinheiten aufgeladen wird und die jeweils andere Batterieeinheit erst später hinzu geschaltet wird.For example, in the case of charging the traction battery with externally provided energy, it is provided in this case to first charge the battery unit with the lower voltage until it has a voltage which corresponds to the voltage of the other battery unit or at least corresponds within certain tolerances. These tolerances are, for example, at most 5%, at most 2.5% or at most 1% of the nominal voltage of the battery units. However, such a procedure requires a longer charging time, since initially only one of the battery units is charged and the respective other battery unit is not connected until later.

Aus diesem Grund ist es nun vorgesehen, das Ausgleichen beziehungsweise Angleichen der Spannungen der Batterieeinheiten in einem autonomen Betrieb der Traktionsbatterie vorzunehmen, während welchem ihr über die elektrischen Anschlüsse elektrische Energie weder zugeführt noch aus ihr entnommen wird. Hierzu wird die Stromstärke des über die elektrischen Anschlüsse fließenden elektrischen Stroms betrachtet. Unterschreitet die Stromstärke den Stromgrenzwert, ist also kleiner als dieser, so wird der Ladungsaustausch zwischen den Batterieeinheiten zum Angleichen der Spannungen vorgenommen. Der Stromgrenzwerts ist hierbei derart gewählt, dass sichergestellt ist, dass kein Betrieb der Antriebseinrichtung mittels der in der Traktionsbatterie zwischengespeicherten elektrischen Energie und auch kein Aufladen der Traktionsbatterie vorliegen. Beispielsweise ist der Stromgrenzwert gleich null. In anderen Worten soll der Ladungsaustausch abseits eines Aufladens und eines Entladens der Traktionsbatterie über die elektrischen Anschlüsse vorgenommen werden.For this reason, provision is now made to balance or adjust the voltages of the battery units in autonomous operation of the traction battery, during which electrical energy is neither supplied to nor removed from it via the electrical connections. For this purpose, the amperage of the electrical current flowing through the electrical connections is considered. If the current falls below the current limit value, i.e. is smaller than this, the charge exchange between the battery units is carried out to adjust the voltages. The current limit value is selected in such a way that it is ensured that the drive device is not operated by means of the electrical energy temporarily stored in the traction battery and that the traction battery is also not charged. For example, the current limit is zero. In other words, the charge exchange should be carried out apart from charging and discharging the traction battery via the electrical connections.

Ist die genannte Bedingung erfüllt, werden die Spannung der ersten Batterieeinheit und die Spannung der zweiten Batterieeinheit ermittelt, beispielsweise gemessen. Nachfolgend werden die beiden Spannungen miteinander verglichen. Weichen die beiden Spannungen zu weit voneinander ab, überschreitet also eine Differenz zwischen den Spannungen den Differenzgrenzwert, so soll der Ladungsaustausch vorgenommen werden. In anderen Worten erfolgt der Ladungsaustausch, sofern die Differenz zwischen den Spannungen größer ist als der Differenzgrenzwert. Für das Durchführen des Ladungsaustauschs werden die Batterieeinheiten mittels der Schalteranordnung elektrisch parallelgeschaltet, also an der Schalteranordnung die zweite Schalteinstellung eingestellt.If the stated condition is met, the voltage of the first battery unit and the voltage of the second battery unit are determined, for example measured. The two voltages are compared below. If the two voltages deviate too far from each other, i.e. if a difference between the voltages exceeds the difference limit value, the charge exchange should be carried out. In other words, the charge exchange takes place if the difference between the voltages is greater than the difference limit. To carry out the charge exchange, the battery units are electrically connected in parallel by means of the switch arrangement, ie the second switch setting is set on the switch arrangement.

Im Rahmen des Ladungsaustauschs wird elektrische Energie von der die höhere Spannung aufweisenden der Batterieeinheiten zu der jeweils anderen der Batterieeinheiten transferiert. Anders ausgedrückt wird der die höhere Spannung aufweisenden der Batterieeinheiten elektrische Energie entnommen und der jeweils anderen der Batterieeinheiten zugeführt, um diese aufzuladen. Vor dem eigentlichen Ladungsaustausch werden die Batterieeinheiten von den elektrischen Anschlüssen getrennt. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Ladungsaustausch nicht durch äußere Einflüsse, beispielsweise von der Antriebseinrichtung, dem Bordnetz und/oder extern zugeführter Energie, beeinflusst wird.As part of the charge exchange, electrical energy is transferred from the battery unit having the higher voltage to the other battery unit. In other words, electrical energy is taken from the battery unit with the higher voltage and supplied to the other battery unit in each case in order to charge it. Before the actual charge exchange, the battery units are disconnected from the electrical connections. This ensures that the charge exchange is not influenced by external influences, for example by the drive device, the vehicle electrical system and/or externally supplied energy.

Mithilfe des beschriebenen Verfahrens wird sichergestellt, dass die Batterieeinheiten stets in einem balancierten Zustand vorliegen und so dieselbe oder zumindest nahezu dieselbe Spannung aufweisen. Entsprechend ist ein zeitaufwändiges Balancieren der Batterieeinheiten während des Aufladens mittels extern bereitgestellter Energie nicht notwendig. Vielmehr wird das Balancieren durch das Vornehmen des Ladungsaustauschs bereits beispielsweise während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs vorgenommen, während welchem die Antriebseinrichtung nicht zum Antreiben des Kraftfahrzeugs betrieben wird, also deaktiviert ist.The method described ensures that the battery units are always in a balanced state and thus have the same or at least almost the same voltage. Accordingly, time-consuming balancing of the battery units during charging using externally provided energy is not necessary. Rather, the balancing by carrying out the charge exchange is already carried out, for example, while the motor vehicle is stationary, during which the drive device is not being operated to drive the motor vehicle, ie is deactivated.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zum elektrischen Trennen der Batterieeinheiten von den elektrischen Anschlüssen wenigstens ein elektrischer Schalter geöffnet wird, über den die Batterieeinheiten an die elektrischen Anschlüsse angeschlossen sind. Auf das Vorliegen eines solchen Schalters wurde bereits hingewiesen. Bevorzugt liegt zwischen jedem der elektrischen Anschlüsse und den Batterieeinheiten jeweils ein solcher elektrischer Schalter vor, sodass in geöffnetem Zustand der Schalter die Batterieeinheiten vollständig von den elektrischen Anschlüssen separiert sind.A further development of the invention provides that, in order to electrically disconnect the battery units from the electrical connections, at least one electrical switch is opened, via which the battery units are connected to the electrical connections. The presence of such a switch has already been pointed out. Such an electrical switch is preferably present between each of the electrical connections and the battery units, so that when the switch is in the open state, the battery units are completely separated from the electrical connections.

Zur Kostenreduzierung kann es jedoch vorgesehen sein, dass lediglich ein ein höheres elektrisches Potenzial aufweisender Pol der Batterieeinheiten von den elektrischen Anschlüssen separiert wird. Der elektrische Schalter liegt beispielsweise in Form eines Schützes oder dergleichen vor. Der Schalter ist besonders bevorzugt elektrisch schaltbar. Hierzu ist er an ein Steuergerät der Traktionsbatterie angeschlossen. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht das Durchführen des Ladungsaustauschs zwischen den Batterieeinheiten ohne äußere Einflüsse auf die Batterieeinheiten über die elektrischen Anschlüsse.To reduce costs, however, it can be provided that only one pole of the battery units, which has a higher electrical potential, is separated from the electrical connections. The electrical switch is, for example, in the form of a contactor or the like. The switch is particularly preferably electrically switchable. To do this, it is connected to a traction battery control unit. The procedure described enables the charge exchange to be carried out between the battery units without external influences on the battery units via the electrical connections.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Schalteranordnung eine Schalteranordnung verwendet wird, die einen mit der ersten Batterieeinheit in Reihe und parallel zu der zweiten Batterieeinheit vorliegenden ersten elektrischen Schalter, einen mit der zweiten Batterieeinheit in Reihe und parallel zu der ersten Batterieeinheit vorliegenden zweiten elektrischen Schalter und einen zwischen den Batterieeinheiten vorliegenden dritten elektrischen Schalter aufweist. Jede der Batterieeinheiten verfügt über zwei Pole, beispielsweise einen Pluspol und einen Minuspol.A further development of the invention provides that the switch arrangement used is a switch arrangement which has a first electrical switch in series with the first battery unit and in parallel with the second battery unit, a second electrical switch in series with the second battery unit and in parallel with the first battery unit Switch and a present between the battery units third electrical switch. Each of the battery units has two poles, for example a positive pole and a negative pole.

Es ist nun beispielsweise vorgesehen, dass ein erster Pol der ersten Batterieeinheit an einen ersten der elektrischen Anschlüsse angeschlossen ist, nämlich unmittelbar, also nicht über die Schalteranordnung. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Pol der ersten Batterieeinheit und dem ersten elektrischen Anschluss der elektrische Schalter zum Unterbrechen der Verbindung zwischen den Batterieeinheiten und den elektrischen Anschlüssen vorliegt.It is now provided, for example, that a first pole of the first battery unit is connected to a first of the electrical connections, specifically directly, ie not via the switch arrangement. However, it can be provided that the electrical switch for interrupting the connection between the battery units and the electrical connections is present between the first pole of the first battery unit and the first electrical connection.

Ein zweiter Pol der ersten Batterieeinheit ist an einen ersten Pol der zweiten Batterieeinheit elektrisch angeschlossen, insbesondere über den dritten elektrischen Schalter. Der zweite Pol der zweiten Batterieeinheit ist hingegen an einen zweiten der elektrischen Anschlüsse angeschlossen, vorzugsweise wiederum unmittelbar, also nicht über die Schalteranordnung. Es kann jedoch auch hier vorgesehen sein, dass zwischen dem zweiten Pol der zweiten Batterieeinheit und dem zweiten elektrischen Anschluss der elektrische Schalter zum Unterbrechen der elektrischen Verbindung zwischen den Batterieeinheiten und den elektrischen Anschlüssen vorliegt.A second pole of the first battery unit is electrically connected to a first pole of the second battery unit, in particular via the third electrical switch. The second pole of the second battery unit, on the other hand, is connected to a second of the electrical connections, preferably again directly, ie not via the switch arrangement. However, it can also be provided here that the electrical switch for interrupting the electrical connection between the battery units and the electrical connections is present between the second pole of the second battery unit and the second electrical connection.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass der zweite Pol der ersten Batterieeinheit über den ersten Schalter an den zweiten elektrischen Anschluss und den zweiten Pol der zweiten Batterieeinheit angeschlossen ist. Der erste Schalter ist hierbei auf einer der ersten Batterieeinheit zugewandten Seite des dritten Schalters an den zweiten Pol der ersten Batterieeinheit angeschlossen. Der zweite Schalter liegt hingegen zwischen dem ersten Pol der zweiten Batterieanordnung und dem ersten elektrischen Anschluss sowie dem ersten Pol der ersten Batterieeinheit vor. Der zweite Schalter ist hierbei auf der der zweiten Batterieeinheit zugewandten Seite des dritten Schalters an die zweite Batterieeinheit elektrisch angeschlossen.Provision is also made for the second pole of the first battery unit to be connected to the second electrical connection and the second pole of the second battery unit via the first switch. The first switch is connected to the second pole of the first battery unit on a side of the third switch that faces the first battery unit. The second switch, on the other hand, is between the first pole of the second battery arrangement and the first electrical connection and the first pole of the first battery unit. The second switch is electrically connected to the second battery unit on the side of the third switch facing the second battery unit.

Hieraus ergibt sich eine Anordnung der Schalter, bei welcher der erste Schalter und der zweite Schalter jeweils in Reihe mit einer der Batterieeinheiten und parallel zu der jeweils anderen der Batterieeinheiten geschaltet sind. Der dritte elektrische Schalter liegt hingegen steht in Reihe zwischen den beiden Batterieeinheiten vor. Eine solche Ausgestaltung der Schalteranordnung ermöglicht ein einfaches Schalten der Batterieeinheiten wahlweise in Reihe und parallel zueinander.This results in an arrangement of the switches, in which the first switch and the second switches are each connected in series with one of the battery packs and in parallel with the other of the battery packs. The third electrical switch, on the other hand, is in series between the two battery units. Such a configuration of the switch arrangement enables the battery units to be switched in a simple manner either in series or in parallel with one another.

Zum Ladungsaustausch werden die beiden Batterieeinheiten mit Hilfe der Schalteranordnung derart miteinander verschaltet, dass ein erster Pol der ersten Batterieeinheit mit einem ersten Pol der zweiten Batterieeinheit sowie ein zweiter Pol der ersten Batterieeinheit mit einem zweiten Pol der zweiten Batterieeinheit elektrisch verbunden ist. Unter den ersten Pol ist hierbei vorzugsweise ein Pluspol und unter dem zweiten Pol ein Minuspol zu verstehen.For charge exchange, the two battery units are interconnected using the switch arrangement such that a first pole of the first battery unit is electrically connected to a first pole of the second battery unit and a second pole of the first battery unit is electrically connected to a second pole of the second battery unit. The first pole is preferably a positive pole and the second pole is a negative pole.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als erste Batterieeinheit und als zweite Batterieeinheit Batterieeinheiten verwendet werden, die die gleiche Anzahl an Batteriezellen aufweisen. Eingangs wurde bereits drauf hingewiesen, dass sich die Batterieeinheiten bevorzugt jeweils aus mehreren Batteriezellen zusammensetzen. Um im Idealfall für die Batterieeinheiten die gleichen Spannungen zu erzielen, verfügen die Batterieeinheiten über gleichviele Batteriezellen. Die Batteriezellen sind hierzu in Reihe miteinander geschaltet.A further development of the invention provides that battery units which have the same number of battery cells are used as the first battery unit and as the second battery unit. It was already pointed out at the outset that the battery units are each preferably composed of a plurality of battery cells. In order to ideally achieve the same voltages for the battery units, the battery units have the same number of battery cells. For this purpose, the battery cells are connected in series with one another.

Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Batteriezellen auf Zellstränge aufgeteilt sind. Jede der Batterieeinheiten weist also mehrere Zellstränge auf, welche elektrisch parallel zueinander geschaltet sind. Die Zellstränge weisen untereinander dieselbe Anzahl an Batteriezellen auf, welche innerhalb jedes Zellstrangs in Reihe geschaltet sind. Beispielsweise weist jede der Batterieeinheiten wenigstens 50, wenigstens 75 oder höchstens 100 in Reihe geschaltete Batteriezellen auf. Die Batteriezellen liegen beispielsweise in Form von Lithium Ionen-Zellen vor. Hieraus ergibt sich eine Nennspannung jeder der Batterieeinheiten von mindestens 180 V, mindestens 270 V oder mindestens 360 V. Bevorzugt sind die Batterieeinheiten derart ausgestaltet, dass ihre Nennspannung jeweils mindestens 400 V beträgt. Hieraus ergibt sich eine Traktionsbatterie mit einer Nennspannung von mindestens 800 V. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht ein besonders effizientes Balancieren der Batterieeinheiten der Traktionsbatterie.Of course, it can also be provided that the battery cells are divided into cell strings. Each of the battery units therefore has a number of cell strings which are electrically connected in parallel with one another. The cell strings have the same number of battery cells, which are connected in series within each cell string. For example, each of the battery units has at least 50, at least 75 or at most 100 battery cells connected in series. The battery cells are in the form of lithium ion cells, for example. This results in a nominal voltage of each of the battery units of at least 180 V, at least 270 V or at least 360 V. The battery units are preferably designed in such a way that their nominal voltage is at least 400 V in each case. This results in a traction battery with a nominal voltage of at least 800 V. The procedure described enables the battery units of the traction battery to be balanced particularly efficiently.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass während des Ladungsaustauschs ein Aufladen der ersten Batterieeinheit mit der zweiten Batterieeinheit entnommener elektrische Energie erfolgt, wobei das Aufladen und das Entnehmen jeweils mittels eines aktiven Balancers der jeweiligen Batterieeinheit gesteuert wird. Es wurde bereits darauf eingegangen, dass im Zuge des Ladungsaustauschs einer der Batterieeinheiten elektrische Energie entnommen und der jeweils anderen der Batterieeinheiten zugeführt wird. Die entnommene elektrische Energie wird also zum Aufladen dieser Batterieeinheit herangezogen.A further development of the invention provides that during the charge exchange the first battery unit is charged with electrical energy drawn from the second battery unit, the charging and the drawing being controlled in each case by means of an active balancer of the respective battery unit. It has already been discussed that, in the course of the charge exchange, electrical energy is taken from one of the battery units and fed to the respective other of the battery units. The electrical energy drawn is therefore used to charge this battery unit.

Jede der Batterieeinheiten verfügt über einen aktiven Balancer, mittels welchem das Aufladen und Entladen der einzelnen Batteriezellen der Batterieeinheiten gesteuert wird. Beispielsweise ist der aktive Balancer derart ausgestaltet, dass mittels ihm jeder der Batteriezellen ein Überbrückungswiderstand parallelgeschaltet werden kann. Hierdurch wird ein zielgerichtetes Aufladen beziehungsweise Entladen der einzelnen Batteriezellen erzielt. Der zwischen den beiden Batterieeinheiten vorgenommene Ladungsaustausch ist insoweit nicht mit dem Ladungsaustausch zwischen einzelnen Batteriezellen zu verwechseln, wie er beispielsweise mittels eines aktiven Balancers vorgenommen werden kann. Die aktiven Balancer der beiden Batterieeinheiten verbessern jedoch den Ladungsaustausch zwischen den beiden Batterieeinheiten weiter.Each of the battery units has an active balancer that controls the charging and discharging of the individual battery cells in the battery units. For example, the active balancer is designed in such a way that it can be used to connect a bridging resistor in parallel with each of the battery cells. This achieves targeted charging or discharging of the individual battery cells. The charge exchange carried out between the two battery units should not be confused with the charge exchange between individual battery cells, as can be carried out, for example, by means of an active balancer. However, the active balancers of the two battery units further improve the charge exchange between the two battery units.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Batterieeinheiten zum Ladungsaustausch elektrisch unmittelbar aneinander angeschlossen werden, falls die Differenz zwischen den Spannungen der Batterieeinheiten höchstens so groß ist wie ein weiterer Differenzgrenzwert. Der weitere Differenzgrenzwert ist von dem Differenzgrenzwert verschieden, insbesondere ist er größer. Während des Ladungsaustauschs fließt zwischen den Batterieeinheiten ein Ausgleichsstrom mit einer bestimmten Ausgleichsstromstärke, welche von der Differenz zwischen den Spannungen der Batterieeinheiten abhängt. Je größer die Spannungsdifferenz ist, umso größer ist die Ausgleichsstromstärke.A development of the invention provides that the battery units are electrically connected directly to one another for charge exchange if the difference between the voltages of the battery units is at most as great as a further difference limit value. The further difference limit value is different from the difference limit value, in particular it is larger. During the charge exchange, an equalizing current flows between the battery units with a certain equalizing current strength, which depends on the difference between the voltages of the battery units. The greater the voltage difference, the greater the equalizing current.

Um eine unzulässig große Ausgleichsstromstärke zu vermeiden, werden die Batterieeinheiten zum Ladungsaustausch lediglich dann unmittelbar aneinander angeschlossen, wenn die Differenz zwischen den Spannungen der Batterieeinheiten höchstens dem weiteren Differenzgrenzwert entsprechen, also kleiner sind als dieser. Unter dem unmittelbar aneinander Anschließen ist das Verbinden der Batterieeinheiten mittels der Schalteranordnung, insbesondere lediglich mittels der Schalteranordnung, zu verstehen. Das unmittelbare Anschließen der Batterieeinheiten aneinander hat den Vorteil, dass der Ladungsaustausch mit einer besonders hohen Effizienz erfolgt.In order to avoid an unacceptably high equalizing current strength, the battery units are only connected directly to one another for charge exchange if the difference between the voltages of the battery units corresponds at most to the further difference limit value, i.e. is smaller than this. Connecting the battery units directly to one another is to be understood as meaning the connection of the battery units by means of the switch arrangement, in particular only by means of the switch arrangement. The direct connection of the battery units to one another has the advantage that the charge exchange takes place with a particularly high level of efficiency.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Parallelschalten der Batterieeinheiten zum Ladungsaustausch unterbleibt oder die Batterieeinheiten lediglich mittelbar über einen Spannungswandler aneinander angeschlossen werden, falls die Differenz zwischen den Spannungen den weiteren Differenzgrenzwert übersteigt. Ist also die Differenz zwischen den Spannungen größer als der weitere Differenzgrenzwert, so soll der Ladungsaustausch nicht vorgenommen werden, um eine zu hohe Ausgleichsstromstärke zu vermeiden. Dies dient dem Schutz der Traktionsbatterie beziehungsweise den beiden Batterieeinheiten.A further development of the invention provides that the battery units are not connected in parallel for charge exchange or the battery units are only connected to one another indirectly via a voltage converter, if the difference between the voltages exceeds the further difference limit. If the difference between the voltages is greater than the further difference limit value, then the charge exchange should not take place in order to avoid an excessively high equalizing current strength. This serves to protect the traction battery or the two battery units.

Alternativ kann es vorgesehen sein, den Ladungsaustausch über den Spannungswandler vorzunehmen. Der Spannungswandler ist optional Bestandteil der Schalteranordnung. Beispielsweise liegt der Spannungswandler in einer dritten Schalteinstellung der Schalteranordnung zwischen den beiden Batterieeinheiten vor und wird zum Angleichen der Spannungen der Batterieeinheiten aneinander betrieben. Beispielsweise wird mithilfe des Spannungswandlers die Differenz zwischen den Spannungen der Batterieeinheiten so eingestellt, dass sie mindestens dem Differenzgrenzwert und höchstens dem weiteren Differenzgrenzwert entspricht.Alternatively, provision can be made for the charge exchange to be carried out via the voltage converter. The voltage converter is an optional part of the switch arrangement. For example, in a third switching setting of the switch arrangement, the voltage converter is present between the two battery units and is operated to match the voltages of the battery units to one another. For example, the difference between the voltages of the battery units is adjusted with the aid of the voltage converter in such a way that it corresponds at least to the difference limit value and at most to the further difference limit value.

Bevorzugt wird die dritte Schalteinstellung an der Schalteranordnung eingestellt, solange die Differenz zwischen den Spannungen der Batterieeinheiten größer ist als der weitere Differenzgrenzwert. Durch den Ladungsaustausch zwischen den Batterieeinheiten sinkt die Differenz mit der Zeit ab. Erreicht die Differenz den weiteren Differenzgrenzwert oder ist sogar kleiner als dieser, so kann von der dritten Schalteinstellung auf die zweite Schalteinstellung umgeschaltet werden, sodass nachfolgend der Ladungsaustausch unter Umgehung des Spannungswandlers und entsprechend mit einer höheren Effizienz erfolgt. Die Verwendung des Spannungswandlers hat den Vorteil, dass auch bei einer großen Differenz zwischen den Spannungen ein Ladungsausgleich zuverlässig durchgeführt werden kann.The third switch setting is preferably set on the switch arrangement as long as the difference between the voltages of the battery units is greater than the further difference limit value. Due to the charge exchange between the battery units, the difference decreases over time. If the difference reaches the further difference limit value or is even smaller than this, it is possible to switch from the third switching setting to the second switching setting, so that the charge exchange then takes place bypassing the voltage converter and correspondingly with greater efficiency. The use of the voltage converter has the advantage that charge equalization can be carried out reliably even if there is a large difference between the voltages.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Batterieeinheiten zum Aufladen mittels extern bereitgestellter elektrischer Energie bei einer ersten Ladespannung elektrisch parallel und bei einer höheren zweiten Ladespannung elektrisch in Reihe geschaltet werden. Die jeweilige Ladespannung liegt insbesondere an den vorstehend bereits erwähnten Ladeanschlüssen an, welche über den elektrischen Schalter beziehungsweise die elektrischen Schalter an die Batterieeinheiten angeschlossen sind.A development of the invention provides that the battery units for charging by means of externally provided electrical energy are electrically connected in parallel with a first charging voltage and electrically in series with a higher second charging voltage. The respective charging voltage is present in particular at the charging connections already mentioned above, which are connected to the battery units via the electrical switch or switches.

Liegt an den Ladeanschlüssen die ersten Ladespannung vor, welche niedriger ist als die zweite Ladespannung, so werden die Batterieeinheiten elektrisch parallelgeschaltet und mit den elektrischen Anschlüssen und entsprechend den Ladeanschlüssen verbunden. Entsprechend werden die Batterieeinheiten parallel mit der niedrigeren Ladespannung geladen. Liegt hingegen die zweite Ladespannung vor, welche größer ist als die erste Ladespannung, so werden die Batterieeinheiten elektrisch in Reihe geschaltet und mit den elektrischen Anschlüssen und über diese mit den Ladeanschlüssen verbunden. In diesem Fall erfolgt das Laden der beiden Batterieeinheiten mit der höheren zweiten Ladespannung. Die beschriebene Vorgehensweise hat den Vorteil einer besonders hohen Flexibilität bei der Wahl der Ladespannung.If the first charging voltage, which is lower than the second charging voltage, is present at the charging connections, the battery units are electrically connected in parallel and connected to the electrical connections and correspondingly to the charging connections. Accordingly, the battery units are charged in parallel with the lower charging voltage. If, on the other hand, the second charging voltage is greater than the first charging voltage, the battery units are electrically connected in series and connected to the electrical connections and via these to the charging connections. In this case, the two battery units are charged with the higher second charging voltage. The procedure described has the advantage of a particularly high degree of flexibility when selecting the charging voltage.

Eine Weiterbildung der Findung sieht vor, dass die Batterieeinheiten zum Bereitstellen von elektrischer Energie zum Betreiben einer Traktionsmaschine des Kraftfahrzeugs elektrisch in Reihe geschaltet werden. Es wurde bereits erläutert, dass die Nennspannung der Traktionsbatterie bei der Reihenschaltung der beiden Batterieeinheiten vorliegt, also der Summe der Nennspannungen der einzelnen Batterieeinheiten entspricht. Auch eine Nennspannung der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats entspricht dieser Spannung. Aus diesem Grund werden die Batterieeinheiten elektrisch in Reihe geschaltet, solange die Traktionsbatterie zum Bereitstellen der elektrischen Energie zum Betreiben der Traktionsmaschine entladen wird. Das Betreiben der Traktionsmaschine mit der höheren Spannung hat eine besonders hohe Effizienz und und eine hohe Antriebsleistung des Kraftfahrzeugs zur Folge.A development of the finding provides that the battery units are electrically connected in series to provide electrical energy for operating a traction machine of the motor vehicle. It has already been explained that the nominal voltage of the traction battery is present when the two battery units are connected in series, ie it corresponds to the sum of the nominal voltages of the individual battery units. A nominal voltage of the drive device or of the drive unit also corresponds to this voltage. For this reason, the battery units are electrically connected in series as long as the traction battery is being discharged to provide the electrical energy for operating the traction machine. Operating the traction machine with the higher voltage results in particularly high efficiency and high drive power of the motor vehicle.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, mit einer ersten Batterieeinheit und einer zweiten Batterieeinheit, die bei einer ersten Schalteinstellung einer Schalteranordnung zwischen zwei elektrischen Anschlüssen der Traktionsbatterie elektrisch in Reihe und bei einer zweiten Schalteinstellung der Schalteranordnung elektrisch parallel an die elektrischen Anschlüsse angeschlossen sind.The invention also relates to a traction battery for a motor vehicle, in particular for carrying out the method according to the statements made within the scope of this description, with a first battery unit and a second battery unit which, in a first switching setting of a switch arrangement between two electrical terminals of the traction battery, are electrically connected in series and at a second switching setting of the switch arrangement are electrically connected in parallel to the electrical terminals.

Dabei ist die Traktionsbatterie dazu vorgesehen und ausgestaltet, bei einem Unterschreiten eines Stromgrenzwerts durch die Stromstärke eines über die elektrischen Anschlüsse fließenden elektrischen Stroms eine Spannung der ersten Batterieeinheit mit einer Spannung der zweiten Batterieeinheit zu vergleichen und bei einem Überschreiten eines Differenzgrenzwerts durch eine Differenz zwischen den Spannungen die Batterieeinheiten elektrisch von den Anschlüssen zu trennen und zum Ladungsaustausch mittels der Schalteranordnung elektrisch parallel zu schalten.The traction battery is provided and configured to compare a voltage of the first battery unit with a voltage of the second battery unit when the current intensity of an electrical current flowing via the electrical connections falls below a current limit value and to compare a difference between the voltages when a difference limit value is exceeded to disconnect the battery units electrically from the connections and to switch them electrically in parallel for charge exchange by means of the switch arrangement.

Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Traktionsbatterie wurde bereits eingegangen. Sowohl die Traktionsbatterie als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a procedure or such a configuration of the traction battery have already been discussed. Both the traction battery and the Ver methods for their operation can be further developed according to the explanations within the scope of this description, so that reference is made to them in this respect.

Die Erfindung betrifft selbstverständlich auch ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinrichtung sowie einer Traktionsbatterie gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Traktionsbatterie elektrisch an die Antriebseinrichtung angeschlossen ist. Auf mögliche vorteilhafte Ausgestaltungen der Traktionsbatterie und des Verfahrens zu ihrem Betreiben wurde bereits hingewiesen.Of course, the invention also relates to a motor vehicle with a drive device and a traction battery according to the statements made within the scope of this description, the traction battery being electrically connected to the drive device. Reference has already been made to possible advantageous configurations of the traction battery and the method for operating it.

Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausdrucksformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.The features and feature combinations described in the description, in particular the features and feature combinations described in the following description of the figures and/or shown in the figures, can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the leave invention. The invention is therefore also to be regarded as encompassing embodiments which are not explicitly shown or explained in the description and/or the figures, but emerge from the explained forms of expression or can be derived from them.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

  • 1 eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Kraftfahrzeugs mit einer Traktionsbatterie.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawing, without restricting the invention. It shows the only
  • 1 a schematic representation of an area of a motor vehicle with a traction battery.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Kraftfahrzeugs 1, welches eine Traktionsbatterie 2 sowie eine lediglich angedeutete Antriebseinrichtung 3 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs aufweist. Die Antriebseinrichtung 3 ist elektrisch an die Traktionsbatterie 2 angeschlossen und wird zumindest zeitweise mit von der Traktionsbatterie 2 bereitgestellter elektrischer Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 1 betrieben. Zum Aufladen der Traktionsbatterie 2 mittels extern bereitgestellter Energie verfügt das Kraftfahrzeug 1 zudem über Ladeanschlüsse 4. Auch diese sind, elektrisch parallel zu der Antriebserrichtung 3, an die Traktionsbatterie 2 angeschlossen. Die Traktionsbatterie 2 weist hierzu zwei elektrische Anschlüsse 5 und 6 auf.the 1 shows a schematic representation of a region of a motor vehicle 1, which has a traction battery 2 and a drive device 3, only indicated, for driving the motor vehicle. The drive device 3 is electrically connected to the traction battery 2 and is operated at least temporarily with electrical energy provided by the traction battery 2 to drive the motor vehicle 1 . The motor vehicle 1 also has charging connections 4 for charging the traction battery 2 by means of externally provided energy. The traction battery 2 has two electrical connections 5 and 6 for this purpose.

Weiterhin verfügt die Traktionsbatterie 2 über eine erste Batterieeinheit 7 und eine zweite Batterieeinheit 8. Jede der Batterieeinheiten 7 und 8 setzt sich aus mehreren Batteriezellen 9 zusammen. Die beiden Batterieeinheiten 7 und 8 sind elektrisch an die Anschlüsse 5 und 6 angeschlossen. Um eine flexible Verschaltung der Batterieeinheiten 7 und 8 zu realisieren weist die Traktionsbatterie 2 eine Schalteranordnung 10 mit einem ersten Schalter 11, einem zweiten Schalter 12 und einem dritten Schalter 13 auf. Der erste Schalter 11 ist elektrisch mit der ersten Batterieeinheit 7 zwischen den Anschlüssen 5 und 6 in Reihe geschaltet und parallel zu der zweiten Batterieeinheit 8 angeordnet.Furthermore, the traction battery 2 has a first battery unit 7 and a second battery unit 8. Each of the battery units 7 and 8 is composed of a plurality of battery cells 9. The two battery units 7 and 8 are electrically connected to terminals 5 and 6. In order to implement flexible interconnection of the battery units 7 and 8 , the traction battery 2 has a switch arrangement 10 with a first switch 11 , a second switch 12 and a third switch 13 . The first switch 11 is electrically connected in series with the first battery pack 7 between the terminals 5 and 6 and is arranged in parallel with the second battery pack 8 .

Der zweite Schalter 12 liegt hingegen elektrisch in Reihe mit der zweiten Batterieeinheit 8 zwischen den Anschlüssen 5 und 6 vor und ist der ersten Batterieeinheit 7 parallelgeschaltet. Der dritte Schalter 13 ist hingegen elektrisch in Reihe mit beiden Batterieeinheiten 7 und 8 geschaltet. Bei einer ersten Schalteinstellung der Schalteranordnung 10 liegen die Batterieeinheiten 7 und 8 elektrisch in Reihe geschaltet vor und sind entsprechend an die Anschlüsse 5 und 6 angeschlossen. Bei einer zweiten Schalteinstellung der Schalteranordnung 10 sind sie hingegen parallelgeschaltet und entsprechend an die Anschlüsse 5 und 6 angeschlossen.The second switch 12 , on the other hand, is electrically in series with the second battery unit 8 between the terminals 5 and 6 and is connected in parallel with the first battery unit 7 . In contrast, the third switch 13 is electrically connected in series with the two battery units 7 and 8 . In a first switching setting of the switch arrangement 10, the battery units 7 and 8 are electrically connected in series and are connected to the terminals 5 and 6 accordingly. In a second switching setting of the switch arrangement 10, on the other hand, they are connected in parallel and connected to the terminals 5 and 6 accordingly.

Die Batterieeinheiten 7 und 8 weisen dieselbe Nennspannung beziehungsweise Quellenspannung auf. Kommt es während eines Betriebs der Traktionsbatterie 2 zu einer Abweichung der Spannungen der Batterieeinheiten 7 und 8 voneinander, so soll ein Ladungsaustausch zwischen den Batterieeinheiten 7 und 8 durchgeführt werden, während die Traktionsbatterie 2 nicht benötigt wird. Es wird also zunächst geprüft, ob die Traktionsbatterie 2 zum Betreiben der Antriebseinrichtung 3 benötigt wird oder über den Ladeanschluss 4 aufgeladen werden soll. Ist dies nicht der Fall, ist also die Stromstärke eines über die elektrischen Anschlüsse 5 und 6 fließenden elektrischen Stroms kleiner als ein Stromgrenzwerts, so werden zunächst die Batterieeinheiten 7 und 8 von den Anschlüssen 5 und 6 elektrisch getrennt, nämlich mittels wenigstens eines elektrischen Schalters 14, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mittels elektrischer Schalter 14 und 15.The battery units 7 and 8 have the same nominal voltage or source voltage. If the voltages of the battery units 7 and 8 deviate from one another during operation of the traction battery 2, a charge exchange between the battery units 7 and 8 should be carried out while the traction battery 2 is not required. It is therefore first checked whether the traction battery 2 is required to operate the drive device 3 or is to be charged via the charging connection 4 . If this is not the case, i.e. if the current strength of an electrical current flowing via the electrical connections 5 and 6 is less than a current limit value, the battery units 7 and 8 are first electrically isolated from the connections 5 and 6, namely by means of at least one electrical switch 14 , in the embodiment shown here by means of electrical switches 14 and 15.

Nachfolgend werden die Batterieeinheiten 7 und 8 mittels der Schalteranordnung 10 parallelgeschaltet. Aufgrund der voneinander abweichenden Spannungen der Batterieeinheiten 7 und 8 stellt sich ein durch den Pfeil 16 angedeuteter Ausgleichsstrom ein. Der Ladungsaustausch wird durchgeführt, bis entweder die Spannungen der Batterieeinheiten 7 und 8 identisch oder zumindest im Wesentlichen identisch sind, insbesondere bis eine Differenz zwischen den Spannungen kleiner ist als eine Differenzgrenzwert, oder bis der Traktionsbatterie 2 elektrische Energie entnommen oder zugeführt werden soll, nämlich über die Anschlüsse 5 und 6. In anderen Worten wird der Ladungsaustausch unterbrochen, sobald die Antriebseinrichtung 3 mittels der Traktionsbatterie 2 entnommener elektrische Energie betrieben oder bis die Traktionsbatterie 2 mittels über den Ladeanschluss 4 bereitgestellter elektrischer Energie aufgeladen werden soll.The battery units 7 and 8 are then connected in parallel by means of the switch arrangement 10 . Due to the different voltages of the battery units 7 and 8, a compensating current indicated by the arrow 16 occurs. The charge exchange is carried out until either the voltages of the battery units 7 and 8 are identical or at least essentially identical, in particular until a difference between the voltages is less than a differential limit value, or until electrical energy is to be taken from or supplied to the traction battery 2, namely above the connections 5 and 6. In other words, the charge exchange is interrupted as soon as the drive device 3 uses electrical energy drawn from the traction battery 2 operated or until the traction battery 2 is to be charged by means of electrical energy provided via the charging connection 4 .

Die beschriebene Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs 1 beziehungsweise der Traktionsbatterie 2 und das dazugehörige Verfahren zum Betreiben der Traktionsbatterie 2 haben den Vorteil, dass ein aufwändiges Angleichen der Spannungen der Batterieeinheiten 7 und 8 beispielsweise während eines Aufladens der Traktionsbatterie 2 unterbleiben kann. Vielmehr ist sichergestellt, dass die Spannungen der Batterieeinheiten 7 und 8 periodisch aneinander angeglichen werden, nämlich falls die Traktionsbatterie 2 nicht anderweitig benötigt wird. Es werden also weder das Aufladen Traktionsbatterie 2 noch das Betreiben der Antriebserrichtung 3 beeinträchtigt.The described embodiment of the motor vehicle 1 or the traction battery 2 and the associated method for operating the traction battery 2 have the advantage that there is no need for time-consuming adjustment of the voltages of the battery units 7 and 8, for example while the traction battery 2 is being charged. Rather, it is ensured that the voltages of the battery units 7 and 8 are periodically matched to one another, namely if the traction battery 2 is not otherwise required. Neither the charging of the traction battery 2 nor the operation of the drive device 3 are impaired.

BezugszeichenlisteReference List

11
Kraftfahrzeugmotor vehicle
22
Traktionsbatterietraction battery
33
Antriebseinrichtungdrive device
44
Ladeanschlusscharging port
55
Anschlussconnection
66
Anschlussconnection
77
1. Batterieeinheit1. Battery unit
88th
2. Batterieeinheit2. Battery unit
99
Batteriezellebattery cell
1010
Schalteranordnungswitch arrangement
1111
1. Schalter1. Switch
1212
2. Schalter2. switch
1313
3. Schalter3. Switch
1414
SchalterSwitch
1515
SchalterSwitch
1616
PfeilArrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102017123184 A1 [0002]DE 102017123184 A1 [0002]
  • DE 102012214267 A1 [0003]DE 102012214267 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Traktionsbatterie (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer ersten Batterieeinheit (7) und einer zweiten Batterieeinheit (8), die bei einer ersten Schalteinstellung einer Schalteranordnung (10) zwischen zwei elektrischen Anschlüssen (5, 6) der Traktionsbatterie (2) elektrisch in Reihe und bei einer zweiten Schalteinstellung der Schalteranordnung (10) elektrisch parallel an die elektrischen Anschlüsse (5, 6) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Unterschreiten eines Stromgrenzwerts durch die Stromstärke eines über die elektrischen Anschlüsse (5, 6) fließenden elektrischen Stroms eine Spannung der ersten Batterieeinheit (7) mit einer Spannung der zweiten Batterieeinheit (8) verglichen wird und bei einem Überschreiten eines Differenzgrenzwerts durch eine Differenz zwischen den Spannungen die Batterieeinheiten (7, 8) elektrisch von den elektrischen Anschlüssen (5, 6) getrennt und zum Ladungsaustausch mittels der Schalteranordnung (10) elektrisch parallel geschaltet werden.Method for operating a traction battery (2) for a motor vehicle (1), with a first battery unit (7) and a second battery unit (8) which, in a first switching setting of a switch arrangement (10) between two electrical connections (5, 6) of the Traction battery (2) are connected electrically in series and, with a second switching setting of the switch arrangement (10), electrically in parallel to the electrical connections (5, 6), characterized in that when the current intensity falls below a limit value due to a current connected via the electrical connections (5 , 6) flowing electric current, a voltage of the first battery unit (7) is compared with a voltage of the second battery unit (8) and when a difference limit value is exceeded by a difference between the voltages, the battery units (7, 8) are electrically disconnected from the electrical connections ( 5, 6) separately and for charge exchange by means of the switch arrangement (10) elec be connected in parallel. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum elektrischen Trennen der Batterieeinheiten (7, 8) von den elektrischen Anschlüssen (5, 6) wenigsten ein elektrischer Schalter (14, 15) geöffnet wird, über den die Batterieeinheiten (7, 8) an die elektrischen Anschlüsse (5, 6) angeschlossen sind.procedure after claim 1 , characterized in that for the electrical disconnection of the battery units (7, 8) from the electrical connections (5, 6) at least one electrical switch (14, 15) is opened, via which the battery units (7, 8) are connected to the electrical connections ( 5, 6) are connected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schalteranordnung (10) eine Schalteranordnung (10) verwendet wird, die einen mit der ersten Batterieeinheit (7) in Reihe und parallel zu der zweiten Batterieeinheit (8) vorliegenden ersten elektrischen Schalter (11), einen mit der zweiten Batterieeinheit (8) in Reihe und parallel zu der ersten Batterieeinheit (7) vorliegenden zweiten elektrischen Schalter (12) und einen zwischen den Batterieeinheiten (7, 8) vorliegenden dritten elektrischen Schalter (13) aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a switch arrangement (10) is used as the switch arrangement (10) which has a first electrical switch (11 ), a second electrical switch (12) in series with the second battery unit (8) and in parallel with the first battery unit (7) and a third electrical switch (13) between the battery units (7, 8). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Batterieeinheit (7) und als zweite Batterieeinheit (8) Batterieeinheiten (7, 8) verwendet werden, die die gleiche Anzahl an Batteriezellen (9) aufweisen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that battery units (7, 8) which have the same number of battery cells (9) are used as the first battery unit (7) and as the second battery unit (8). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ladungsaustauschs ein Aufladen der ersten Batterieeinheit (7) mit der zweiten Batterieeinheit (8) entnommener elektrische Energie erfolgt, wobei das Aufladen und das Entnehmen jeweils mittels eines aktiven Balancers der jeweiligen Batterieeinheit (7,8) gesteuert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the charge exchange the first battery unit (7) is charged with electrical energy drawn from the second battery unit (8), the charging and the drawing being carried out in each case by means of an active balancer of the respective battery unit (7 ,8) is controlled. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinheiten (7, 8) zum Ladungsaustausch elektrisch unmittelbar aneinander angeschlossen werden, falls die Differenz zwischen den Spannungen der Batterieeinheiten (7, 8) höchstens so groß ist wie ein weiterer Differenzgrenzwert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery units (7, 8) are electrically connected directly to one another for charge exchange if the difference between the voltages of the battery units (7, 8) is at most as great as a further difference limit value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Parallelschalten der Batterieeinheiten (7, 8) zum Ladungsaustausch unterbleibt oder die Batterieeinheiten (7, 8) lediglich mittelbar über einen Spannungswandler aneinander angeschlossen werden, falls die Differenz zwischen den Spannungen den weiteren Differenzgrenzwert übersteigt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery units (7, 8) are not connected in parallel for charge exchange or the battery units (7, 8) are only connected to one another indirectly via a voltage converter if the difference between the voltages exceeds the further difference limit value . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinheiten (7, 8) zum Aufladen mittels extern bereitgestellter elektrischer Energie bei einer ersten Ladespannung elektrisch parallel und bei einer höheren zweiten Ladespannung elektrisch in Reihe geschaltet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery units (7, 8) for charging by means of externally provided electrical energy are electrically connected in parallel with a first charging voltage and electrically in series with a higher second charging voltage. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinheiten (7, 8) zum Bereitstellen von elektrischer Energie zum Betreiben einer Traktionsmaschine des Kraftfahrzeugs (1) elektrisch in Reihe geschaltet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the battery units (7, 8) are electrically connected in series to provide electrical energy for operating a traction machine of the motor vehicle (1). Traktionsbatterie (2) für ein Kraftfahrzeug (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ersten Batterieeinheit (7) und einer zweiten Batterieeinheit (8), die bei einer ersten Schalteinstellung einer Schalteranordnung (10) zwischen zwei elektrischen Anschlüssen (5, 6) der Traktionsbatterie (2) elektrisch in Reihe und bei einer zweiten Schalteinstellung der Schalteranordnung (10) elektrisch parallel an die elektrischen Anschlüsse (5, 6) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (2) dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, bei einem Unterschreiten eines Stromgrenzwerts durch die Stromstärke eines über die elektrischen Anschlüsse (5, 6) fließenden elektrischen Stroms eine Spannung der ersten Batterieeinheit (7) mit einer Spannung der zweiten Batterieeinheit (8) zu vergleichen und bei einem Überschreiten eines Differenzgrenzwerts durch eine Differenz zwischen den Spannungen die Batterieeinheiten (7, 8) elektrisch von den elektrischen Anschlüssen (5, 6) zu trennen und zum Ladungsaustausch mittels der Schalteranordnung (10) elektrisch parallel zu schalten.Traction battery (2) for a motor vehicle (1), in particular for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, with a first battery unit (7) and a second battery unit (8) which, in a first switching setting of a switch arrangement (10), between two electrical terminals (5, 6) of the traction battery (2) are electrically connected in series and, in a second switch setting of the switch arrangement (10), electrically in parallel to the electrical terminals (5, 6), characterized in that the traction battery (2) to is provided and designed to compare a voltage of the first battery unit (7) with a voltage of the second battery unit (8) when the current intensity of an electrical current flowing via the electrical connections (5, 6) falls below a limit value and to compare a voltage of the second battery unit (8) when a Difference limit by a difference between the voltages of the battery units n (7, 8) electrically from the electrical connections (5, 6) and to switch electrically in parallel for charge exchange by means of the switch arrangement (10).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022124285A1 (en) 2022-09-21 2024-03-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Electrical circuit for a high-voltage network of a vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080072859A1 (en) 2005-04-15 2008-03-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery Device, Internal Combustion Engine System Including Battery Device, and Motor Vehicle Equipped with Internal Combustion Engine System
DE102012214267A1 (en) 2011-08-16 2013-03-07 GM Global Technology Operations LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) System and method for performing cell balancing in a vehicle using cell capacities
DE102014225782A1 (en) 2014-08-12 2016-02-18 Hyundai Motor Company SYSTEM AND METHOD FOR CHECKING A BATTERY FOR EXTENDING A DRIVING PERFORMANCE
DE102017123184A1 (en) 2017-10-05 2019-04-11 Lisa Dräxlmaier GmbH Apparatus and method for charging an electrical energy storage system
DE102019114701A1 (en) 2018-09-04 2020-03-05 GM Global Technology Operations LLC Self-balancing switching control of a rechargeable double pack energy storage system with row and parallel modes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080072859A1 (en) 2005-04-15 2008-03-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery Device, Internal Combustion Engine System Including Battery Device, and Motor Vehicle Equipped with Internal Combustion Engine System
DE102012214267A1 (en) 2011-08-16 2013-03-07 GM Global Technology Operations LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) System and method for performing cell balancing in a vehicle using cell capacities
DE102014225782A1 (en) 2014-08-12 2016-02-18 Hyundai Motor Company SYSTEM AND METHOD FOR CHECKING A BATTERY FOR EXTENDING A DRIVING PERFORMANCE
DE102017123184A1 (en) 2017-10-05 2019-04-11 Lisa Dräxlmaier GmbH Apparatus and method for charging an electrical energy storage system
DE102019114701A1 (en) 2018-09-04 2020-03-05 GM Global Technology Operations LLC Self-balancing switching control of a rechargeable double pack energy storage system with row and parallel modes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022124285A1 (en) 2022-09-21 2024-03-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Electrical circuit for a high-voltage network of a vehicle

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