WO2010089077A2 - Dynamic rechargeable battery management - Google Patents

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WO2010089077A2
WO2010089077A2 PCT/EP2010/000611 EP2010000611W WO2010089077A2 WO 2010089077 A2 WO2010089077 A2 WO 2010089077A2 EP 2010000611 W EP2010000611 W EP 2010000611W WO 2010089077 A2 WO2010089077 A2 WO 2010089077A2
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accumulator
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virtual
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energy
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WO2010089077A3 (en
Inventor
Harald Lück
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Lueck Harald
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024—Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to an accumulator comprising at least two accumulator modules, and a method, a computer program product, a mobile electronic device, a vehicle and a wind turbine.
  • DE 10 2006 062 584 A1 describes a drive unit for a vehicle and a method for storing energy.
  • the drive unit comprises a power source, an energy store for storing electrical energy and an electric motor.
  • the drive unit includes a calculation unit which calculates a distance still to be traveled by the vehicle.
  • a charge control controls the charging of the energy store in the form of at least two batteries as a function of the power consumption of the motor, the distance still to be traveled, and the available energy of the energy sources, in particular the energy store and a generator.
  • DE 10 2007 032 210 A1 discloses a method and a device for exchanging accumulators for electric vehicles. Since charging of batteries does not occur at a suitable time depending on a current state of charge of the batteries, but due to a limited available network of charging stations only after a return of a vehicle to its original location, the possible life of the accumulators Charging to not always optimal times based on the state of charge severely limited.
  • the device by means of a Schnellbefesti- device in a predetermined order, preferably fully automated, solved and removed and can be automatically exchanged for batteries in full energy states, an increase in the life is to be achieved.
  • DE 10 2006 040 202 A1 describes an accumulator arrangement which holds individual battery modules within a predetermined temperature range by means of a cooling air received via a receiving housing. Since accumulators, in particular in an electric car, for example for a strong acceleration, must provide high output currents at an indeterminate number of times, temperature differences between individual accumulators integrated in the electric vehicle can lead to excessive charging or to an extended discharge of individual battery areas or partial accumulators lead, which reduces the possible life. Due to the described use of air inlet ducts for cooling individual accumulator modules, a reduction of these temperature differences is achieved, which can result in an increased service life.
  • the battery pack consists of a plurality of serially connected rechargeable batteries in an electric car in which an upper capacity limit, which is lower than the full charge capacity of the battery pack, and a lower capacity limit, which is greater than the capacity at full discharge and a desired Capacity is set in the range between the upper and lower capacity limits. If the calculated capacity is within the range between the upper and lower capacity limits, charging and discharging of the battery pack are allowed. Furthermore, a temperature detection for detecting the temperature of all the rechargeable batteries of the electric car or a temperature of certain blocks of a battery group is described, which can be taken into account for avoiding overcharging or overdischarge of each rechargeable battery in the process.
  • a disadvantage of the devices and methods described is that many for a loading and / or unloading of a battery, in particular a battery consisting of a Variety of accumulator segments or modules or partial accumulators, relevant parameters for achieving optimal life expectancy are not taken into account.
  • no segment-specific information such as, for example, a dependency of charging and / or discharging on the instantaneous individual charge state of each individual battery segment and / or its respective temperature, is taken into account.
  • the present invention is therefore based on the object to overcome the disadvantages of the prior art by an accumulator is designed such that it can efficiently and gently for life expectancy record and / or release a variety of different currents and / or voltages of variable duration ,
  • the object is achieved according to the invention by at least one switching device for connecting and / or disconnecting at least a first and / or a second accumulator module as a function of required and / or available currents and / or voltages of the accumulator.
  • At least one accumulator module can be connected to at least one measuring device with at least one memory device for detecting and storing at least one parameter, in the storage means of at least one accumulator module a value for the full charge capacity, the full discharge capacity, a first Reference value is lower than the full charge capacity and / or a second reference value stored as the full charge capacity and the measuring device is in operative connection with the switching device.
  • At least the first accumulator module and the second accumulator module can be connected as a series and / or parallel connection by means of the switching device and form a virtual accumulator which can be externally contacted.
  • At least one accumulator module can be physically removed, added and / or replaced independently of the further accumulator modules.
  • the invention provides a method for operating a switching device of a rechargeable battery, in particular a rechargeable battery according to one of the preceding claims, by means of which at least two accumulator modules are interconnected, wherein the supply and / or activation of individual accumulator modules depending on required and / or available currents and / or voltages of the accumulator takes place.
  • a selection of accumulator modules required for forming virtual accumulators takes place as a function of at least one module-specific first parameter, wherein the at least one first parameter is a state of charge, a capacitance, a voltage, an age and / or a temperature can act.
  • a second parameter in particular the last charge state change, is stored in the storage means and a selection of required accumulator modules for forming at least one virtual accumulator in dependence of the first and second parameters or second parameter.
  • a state of charge of the accumulator is performed by determining the state of charge of each individual accumulator module and / or each virtual accumulator.
  • a vehicle comprising an accumulator according to the invention.
  • the invention also provides a wind turbine comprising a rechargeable battery according to the invention.
  • the invention is therefore based on the surprising finding that an optimized charging and / or discharging of a rechargeable battery and a simultaneous increase in life expectancy can be achieved via individual control or regulation of charging and / or discharging currents of individual rechargeable battery segments or modules.
  • it has proven particularly advantageous to charge individual accumulator segments or modules separately up to at least one specific first threshold value, reference value or limit value, which is lower than a full charge capacity, and / or up to a second reference value, which is higher than the full discharge capacity to unload.
  • the circuit device makes it possible to use dynamic, adapted to the respective needs series and / or parallel circuits of accumulator modules. This is useful for improved performance, power consumption and / or life expectancy.
  • accumulators are used as a replacement for a stationary power connection or as a buffer or buffer.
  • An available energy for charging the batteries is in most cases not permanently and constantly available, but only in a varying current and / or voltage for intervals of different durations.
  • an accumulator In order to use the available amount of energy for charging accumulators as optimally as possible and thereby to obtain a long service life of the accumulators, dividing an accumulator into at least two segments or modules and segmented charging is helpful. It is provided that instead of a uniform distribution of the available amount of energy to all existing Akkumulatorsegmente, individual accumulator segments are automatically selected and charged until reaching a predetermined reference value. If, after charging an accumulator segment, energy continues to be available for charging up to the determined first reference value, another accumulator segment can be selected and charged. In this case, the accumulator segments are preferably first charged, which are discharged to a certain second reference value, or whose charge state approaches this second reference value as far as possible.
  • the temperature Ren of the individual Akkumulatorsegmente be considered to a time during which a segment is exposed to higher than optimal temperatures considered to keep as short as possible. As a result, a temperature-related influence on the lifetime of the segments can be minimized.
  • available charging currents and / or charging voltages can be distributed dynamically to one or more available segments in accordance with optimum specifications of individual battery segments, in particular as a function of permissible and / or optimum charging currents and / or voltages to make optimal use of the available amount of energy.
  • varying currents and / or voltages can be used optimally without the interposition of current and / or voltage transformers.
  • Dynamic series and / or parallel circuits can be implemented, for example, with known semiconductor relays with low loss and with low reaction times.
  • a multiplicity of accumulator segments or modules to form virtual accumulators.
  • These virtual accumulators have separate external contacts, so that not only a charging current is distributed to individual segments of a first virtual accumulator, but that at the same time a power output by other accumulator segments forming a second virtual accumulator can take place.
  • a multiplicity of virtual accumulators can be formed, which can work in parallel and can independently absorb or deliver energy.
  • a virtual accumulator For optimal utilization of the available amount of energy for charging a virtual accumulator can be provided, depending on the existing charging currents and / or voltages at least two, preferably a plurality of Akkumulatorsegmenten to the virtual accumulator, in particular via semiconductor power relay to interconnect to a plurality of different series and / or parallel circuits. It is also possible to form a multiplicity of virtual accumulators in parallel and / or time offset, which are optimally adapted to the amount of energy available and / or to be delivered. It is obvious that segments of different capacitance and / or voltage can be used to form virtual accumulators.
  • a selection of the accumulator segments required for exploiting the charging currents and voltages to form virtual accumulators can be made such that each accumulator segment of the virtual accumulator is charged with the available amount of energy as far as possible up to its upper first reference value.
  • At least one of the accumulator segments of a virtual accumulator reaches the upper first reference value, it is released from the virtual accumulator and replaced by an adequate accumulator segment, which in turn is charged up to the upper first segment-specific upper threshold value by means of the still available energy quantity can. This enabling and replacing is repeated until all accumulator segments, which can receive charging currents, are charged to their respective first upper accumulator segment-specific limit value or no further amount of energy is available for charging. If a certain amount of energy from the accumulator is required, a virtual accumulator can also be used to provide this amount of energy.
  • the state of charge of all existing and available accumulator segments is measured and, in accordance with the required current intensity and voltage, combined to form a group of accumulator segments which is optimal for the fulfillment of this requirement, in turn, into a virtual accumulator.
  • the required accumulator segments are preferably selected such that a maximum possible number of accumulator segments charged up to their first upper threshold value can be provided. If at least one of the accumulator segments within the virtual accumulator reaches a second lower accumulator segment-specific reference value, then this accumulator segment is unlocked by the virtual accumulator and replaced by an adequate, alternative accumulator segment with a higher stored amount of energy. By simultaneously enabling and replacing properties of the required virtual accumulator can be maintained.
  • a largely constant voltage of virtual accumulators can be achieved by this disconnection, which varies only minimally compared to the voltage differences of a fully charged or nearly discharged conventional accumulator.
  • a disconnection of individual accumulator segments of a virtual accumulator is not only caused exclusively by the respective states of charge, but also that an activation takes place when a temperature is measured which lies outside defined limits.
  • a large number of virtual accumulators may be formed at a time within an accumulator having a plurality of accumulator segments.
  • Each virtual accumulator has an ex- terne contacting possibility to independently absorb energy or deliver. This may be advantageous, for example, when optimally using this second amount of energy during a charging process with a first available amount of energy, further segments parallel to a virtual accumulator may have a second amount of energy available for charging, the further accumulators discharged to the second lower segment-specific threshold values Can load segments. In order to optimally use this second amount of energy, additional segments can be interconnected in parallel to a second virtual accumulator.
  • Memory effects which can occur in many common types of accumulators, can also be minimized by segmented charging. It is particularly advantageous for vehicles with at least one electric drive, when high voltages, which are particularly important for a full charge of accumulator segments, are required Acceleration operations, such as overtaking, or be useful for starting an internal combustion engine.
  • Figure 1 is a sketchy representation of the shading of Akkumulatorsegmenten
  • FIG. 2 is a graphical representation of a time profile of a charge state of a
  • Figure 3 is a sketch of states of charge of a plurality of accumulators.
  • Figure 4 is a sketchy representation of a vehicle.
  • FIG. 1 shows an accumulator 100 consisting of ten accumulator segments 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.
  • the accumulator segments 1 to 10 can be divided into virtual accumulators. For example, by closing the switching element 11, a series connection of all ten accumulator segments 1 to 10 can be realized.
  • all ten accumulator segments 1 to 10 form a virtual accumulator with a maximum possible voltage, under the assumption that other electrical connections are interrupted by open switching elements 12, 13. Is switching ment 11 is opened and the switching elements 12, 13 closed, a parallel connection of the Akkumulatorsegmente 1 to 5 and the segments 6 to 10 is reached and can be tapped by means of contacts 14, 14 ', 15, 15'.
  • any number of switching elements for the formation of virtual accumulators, and it is obvious that a number of switching elements used need not be limited. It is also conceivable, at the contacts 14, 14 'and the contacts 15, 15' with closed switching elements 12, 13 and open switching element 11 instead of the described parallel circuit to provide a separate connection to external circuits. In this case, for example, a first virtual accumulator consisting of the accumulator segments 1 to 5 via a corresponding contact to the contacts 14, 14 'are used for receiving an available amount of energy for charging and at the same time a second virtual accumulator consisting of the Akkumulatorsegmenten 6 bis 10, be contacted via the contacts 15, 15 'for a delivery of a required amount of energy.
  • FIG. 2 shows a plot 200 of a state of charge 20 of a rechargeable battery segment (not shown) over a time course.
  • a time axis 21 and a state of charge axis 22 is shown.
  • a state of charge 20 of the accumulator segment is divided into a first state of charge region 24, a second state of charge region 26 and a third state of charge region 28.
  • the first state of charge region 24 defines an almost fully charged state region of the accumulator segment, which is defined by a reference value full charge capacity 32, and an upper threshold value 30. If the charge state 20 of the rechargeable battery is in the first charge state region 24, if possible, no further recharging of the rechargeable battery segment occurs with a newly available amount of energy.
  • the second state of charge region 26 is limited by a reference value for a lower threshold value 34 and a full discharge capacity 36 of the accumulator segment. If the charge state 20 of the accumulator segment is within the second charge state region 26, no further discharge of the accumulator segment takes place if possible.
  • the third state of charge range 28 is defined by the upper threshold 30 and the lower threshold 34.
  • a charge state 20 of an accumulator segment, which is located in the second charge state region 26 can be charged at a disposable amount of energy of a first charge phase 40. If there is no more energy available for charging, the accumulator segment is not unloaded, if possible, but held in a first rest phase 42 until further energy is available for charging in a second charging phase 46.
  • the state of charge 20 reaches the first state of charge region 24 and an amount of energy from the segment is required, this can be done in a first discharge phase 46. If the energy demand is satisfied, then the accumulator segment is in a second resting phase 48, to which, if possible, no further charging phase, but a second discharge 50 connects, so that the state of charge 20 only after a re-reaching the second state of charge range 26 by charging is increased. This should be avoided in particular memory effects.
  • FIG. 3 shows ten accumulator segments 1 ', 2', 3 ', 4', 5 ', 6', 7 ', 8', 9 ', 10' of an accumulator 100 'with a first charge state region 24', a second state of charge 26 'and a third state of charge region 28' are shown.
  • Each of the accumulator segments 1 'to 10' may be in a discharged state 60, a charged state 62, or one of two possible states 64, 66 within the third state of charge region 28 '.
  • a distinction is made as to whether an accumulator segment is in the state of an energy intake 64 or an energy delivery 66. This distinction is made to minimize in particular memory effects.
  • the objective is always to charge and / or discharge accumulator segments until the first charge state region 24 or the second charge state region 26 is reached.
  • the accumulator segments 1 ', 7' which are in a state of energy absorption 64, until they have reached the first state of charge region 24 '. If energy remains available, they are preferably replaced by the accumulator segments 2 ', 5', 9 'located in the second state of charge region 26'. Should energy continue to be available for charging, it will be distributed serially to the remaining segments 3 ', 4', 6 ', T, 10'.
  • preferably only virtual accumulators are formed from the accumulator segments 4 ', 6', 8 'which are in the state of the energy delivery 66. If the energy stored in this accumulator segments 4 ', 6', 8 'is insufficient, the accumulator segments 3', 10 'in the charged state 62 are added to the already formed virtual accumulator and / or a second virtual accumulator is formed for providing the required amount of energy.
  • the accumulator segments 1 ', T for a release of energy, this being preferably avoided until they have reached the first state of charge region 24'. Accordingly, with an available amount of energy, it may also be possible to use the accumulator segments 4 ', 6', 8 'which are provided for an energy output 66.
  • FIG. 4 shows a sketch of a vehicle 300. This includes four wheels 301, which are each connected in pairs via axes 302.
  • a first axis 302 may be connected to a motor 303 and a second axis 302 'to a generator 304. Both the motor 303 and the generator 304 are connected via lines 305 to an accumulator 306. If, for example, a quantity of energy for torque generation by the motor 303 from the accumulator 306 is required for a driving operation, this amount of energy can be provided by a first virtual accumulator 307. At the same time, provision may be made for an energy quantity, for example, which is provided by braking, to be used for charging accumulator segments connected to a second virtual accumulator 308.

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Abstract

The invention relates to a rechargeable battery, comprising at least two rechargeable battery modules, wherein at least one switch device for connecting and/or disconnecting at least one first and/or one second rechargeable battery module as a function of required and/or available currents and/or voltages of the rechargeable battery, to a method, to a computer program product, to a mobile electronic device, to a vehicle, and to a wind power plant.

Description

Dynamisches Akkumanagement Dynamic battery management
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Akkumulator, umfassend zumindest zwei Akkumulator-Module, sowie ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt, ein mobiles elektronisches Gerät, ein Fahrzeug und eine Windkraftanlage.The present invention relates to an accumulator comprising at least two accumulator modules, and a method, a computer program product, a mobile electronic device, a vehicle and a wind turbine.
Eine Vielzahl von untereinander vernetzten Akkumulatoren ist in dem Stand der Technik bekannt. In der DE 10 2006 062 584 Al ist eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Speichern von Energie beschrieben. Die Antriebseinheit umfasst eine Energiequelle, einen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie sowie ein Elektromotor. Weiterhin beinhaltet die Antriebseinheit eine Berechnungseinheit, die eine von dem Fahrzeug noch zu befahrende Strecke errechnet. Eine Ladekontrolle steuert in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme des Motors, der noch zu fahrenden Strecke, sowie der zur Verfügung stehenden Energie der Energiequellen, insbesondere des Energiespeichers und eines Generators, das Laden des Energiespeichers in Form von zumindest zwei Batterien.A variety of interconnected accumulators is known in the art. DE 10 2006 062 584 A1 describes a drive unit for a vehicle and a method for storing energy. The drive unit comprises a power source, an energy store for storing electrical energy and an electric motor. Furthermore, the drive unit includes a calculation unit which calculates a distance still to be traveled by the vehicle. A charge control controls the charging of the energy store in the form of at least two batteries as a function of the power consumption of the motor, the distance still to be traveled, and the available energy of the energy sources, in particular the energy store and a generator.
Die DE 10 2007 032 210 Al offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Austausch von Akkumulatoren für Elektrofahrzeuge. Da eine Aufladung von Akkumulatoren nicht zu einem geeigneten Zeitpunkt in Abhängigkeit von einem momentanen Ladezustand der Akkumulatoren, sondern auf Grund eines nur beschränkt zur Verfügung stehenden Netzes an Ladestationen erst nach einer Rückkehr eines Fahrzeuges zu seinem ursprünglichen Standort erfolgt, wird die mögliche Lebensdauer der Akkumulatoren durch Aufladung zu nicht immer optimalen Zeitpunkten bezogen auf die Ladezustände stark begrenzt. Durch in ihrer Bauweise zumindest gruppenweise standardisierte Akkumulatoren, die mittels einer Schnellbefesti- gungsvorrichtung in einer vorgegebenen Reihenfolge, vorzugsweise voll automatisiert, gelöst und entnommen und gegen Akkumulatoren in vollen Energiezuständen selbsttätig ausgetauscht werden können, soll eine Erhöhung der Lebensdauer erreicht werden.DE 10 2007 032 210 A1 discloses a method and a device for exchanging accumulators for electric vehicles. Since charging of batteries does not occur at a suitable time depending on a current state of charge of the batteries, but due to a limited available network of charging stations only after a return of a vehicle to its original location, the possible life of the accumulators Charging to not always optimal times based on the state of charge severely limited. By in their construction at least in groups standardized accumulators, the device by means of a Schnellbefesti- device in a predetermined order, preferably fully automated, solved and removed and can be automatically exchanged for batteries in full energy states, an increase in the life is to be achieved.
Die DE 10 2006 040 202 Al beschreibt eine Akkumulatoranordnung, die einzelne Batteriemodule mittels einer über ein Aufnahmegehäuse aufgenommene Kühlluft innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches hält. Da Akkumulatoren, insbesondere in einem Elektroauto, beispielsweise für ein starkes Beschleunigen, zu einer unbestimmten Vielzahl von Zeitpunkten hohe Ausgangsströme bereitstellen müssen, können Temperaturunterschiede zwischen einzelnen in dem Elektrofahrzeug integrierte Akkumulatoren zu einer zu hohen Aufladung oder zu einer zuweiten Entladung einzelner Akkumulatorbereiche oder Teil — Akkumulatoren führen, welches die mögliche Lebensdauer reduziert. Durch den beschriebenen Einsatz von Lufteinlasskanälen zur Kühlung von einzelnen Akkumulatormodulen wird eine Reduzierung dieser Temperaturunterschiede erreicht, was in einer erhöhten Lebensdauer resultieren kann.DE 10 2006 040 202 A1 describes an accumulator arrangement which holds individual battery modules within a predetermined temperature range by means of a cooling air received via a receiving housing. Since accumulators, in particular in an electric car, for example for a strong acceleration, must provide high output currents at an indeterminate number of times, temperature differences between individual accumulators integrated in the electric vehicle can lead to excessive charging or to an extended discharge of individual battery areas or partial accumulators lead, which reduces the possible life. Due to the described use of air inlet ducts for cooling individual accumulator modules, a reduction of these temperature differences is achieved, which can result in an increased service life.
Aus der DE 199 57 289 B4 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Steuern von Laden und Entladen einer Batteriegruppe bekannt. Die Batteriegruppe besteht aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten, wieder aufladbaren Batterien in einem Elektroauto, bei denen ein oberer Kapazitätsgrenzwert, der niedriger als die Vollladungskapazität der Batteriegruppe ist, sowie ein unterer Kapazitätsgrenzwert, der größer als die Kapazität bei vollständiger Entladung ist und eine erwünschte Kapazität in dem Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Kapazitätsgrenzwert festgelegt ist. Wenn die berechnete Kapazität innerhalb des Bereichs zwischen dem oberen und dem unteren Kapazitätsgrenzwert ist, werden das Laden und Entladen der Batteriegruppe gestattet. Weiterhin wird eine Temperaturerfassung für eine Erfassung der Temperatur von sämtlichen wieder aufladbaren Batterien des Elektroautos oder einer Temperatur von bestimmten Blöcken einer Batteriegruppe beschrieben, die zu einem Vermeiden eines Überladens oder Überentladens jeder einzelnen wieder aufladbaren Batterie in dem Verfahren berücksichtigt werden kann.From DE 199 57 289 B4 a generic method for controlling charging and discharging of a battery group is known. The battery pack consists of a plurality of serially connected rechargeable batteries in an electric car in which an upper capacity limit, which is lower than the full charge capacity of the battery pack, and a lower capacity limit, which is greater than the capacity at full discharge and a desired Capacity is set in the range between the upper and lower capacity limits. If the calculated capacity is within the range between the upper and lower capacity limits, charging and discharging of the battery pack are allowed. Furthermore, a temperature detection for detecting the temperature of all the rechargeable batteries of the electric car or a temperature of certain blocks of a battery group is described, which can be taken into account for avoiding overcharging or overdischarge of each rechargeable battery in the process.
Nachteilig an den beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren ist, dass viele für ein Auf- und/oder Entladen eines Akkumulators, insbesondere eines Akkumulators bestehend aus einer Vielzahl von Akkumulatorensegmenten oder -modulen oder auch Teil- Akkumulatoren, relevanten Parameter zum Erzielen einer optimalen Lebenserwartung nicht berücksichtigt werden. Insbesondere ist es nachteilig, dass keine segmentspezifische Informationen, wie beispielsweise eine Abhängigkeit einer Auf- und/oder Entladung von dem momentanen individuellen Ladezustand jedes einzelnen Akkumulatorsegmentes und/oder dessen jeweiligen Temperatur berücksichtigt werden.A disadvantage of the devices and methods described is that many for a loading and / or unloading of a battery, in particular a battery consisting of a Variety of accumulator segments or modules or partial accumulators, relevant parameters for achieving optimal life expectancy are not taken into account. In particular, it is disadvantageous that no segment-specific information, such as, for example, a dependency of charging and / or discharging on the instantaneous individual charge state of each individual battery segment and / or its respective temperature, is taken into account.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, indem ein Akkumulator derart gestaltet ist, dass er effizient und schonend für die Lebenserwartung eine Vielzahl unterschiedlicher Strömstärken und/oder Spannungen von variabler Dauer aufnehmen und/oder abgeben kann.The present invention is therefore based on the object to overcome the disadvantages of the prior art by an accumulator is designed such that it can efficiently and gently for life expectancy record and / or release a variety of different currents and / or voltages of variable duration ,
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch mindestens eine Schalteinrichtung zum Zu- und/oder Freischalten zumindest eines ersten und/oder eines zweiten Akkumulator-Moduls in Abhängigkeit von benötigten und/oder verfügbaren Strömen und/oder Spannungen des Akkumulators.The object is achieved according to the invention by at least one switching device for connecting and / or disconnecting at least a first and / or a second accumulator module as a function of required and / or available currents and / or voltages of the accumulator.
Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Akkumulator-Modul an zumindest eine Messeinrichtung mit wenigstens einer Speichereinrichtung zum Erfassen und Speichern von mindestens einem Parameter anschließbar ist, in dem Speichermittel von zumindest einem Akkumulator-Modul eine Wert für die Vollladungskapazität, die Vollentladungskapazität, ein erster Referenzwert niedriger als die Vollladungskapazität und/oder ein zweiter Referenzwert als die Vollladungskapazität gespeichert ist und die Messeinrichtung mit der Schalteinrichtung in Wirkverbindung steht.It can be provided that at least one accumulator module can be connected to at least one measuring device with at least one memory device for detecting and storing at least one parameter, in the storage means of at least one accumulator module a value for the full charge capacity, the full discharge capacity, a first Reference value is lower than the full charge capacity and / or a second reference value stored as the full charge capacity and the measuring device is in operative connection with the switching device.
Weiterhin ist bevorzugt, dass zumindest das erste Akkumulator-Modul und das zweite Akkumulator-Modul als Reihen- und/oder Parallelschaltung mittels der Schalteinrichtung ver- schaltbar sind und einen virtuellen Akkumulator bilden, welcher extern kontaktierbar ist.Furthermore, it is preferred that at least the first accumulator module and the second accumulator module can be connected as a series and / or parallel connection by means of the switching device and form a virtual accumulator which can be externally contacted.
Auch wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Akkumulator-Modul unabhängig von den weiteren Akkumulator- Modulen physisch entfernt, hinzugefügt und/oder ersetzt werden kann. Femer liefert die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Schalteinrichtung eines Akkumulators, insbesondere eines Akkumulators nach einem der vorangehenden Ansprüche, mittels derer zumindest zwei Akkumulator-Modulen miteinander verschaltbar sind, wobei das Zu- und/oder Freischalten einzelner Akkumulator-Module in Abhängigkeit von benötigten und/oder verfügbaren Strömen und/oder Spannungen des Akkumulators erfolgt.It is also proposed that at least one accumulator module can be physically removed, added and / or replaced independently of the further accumulator modules. Furthermore, the invention provides a method for operating a switching device of a rechargeable battery, in particular a rechargeable battery according to one of the preceding claims, by means of which at least two accumulator modules are interconnected, wherein the supply and / or activation of individual accumulator modules depending on required and / or available currents and / or voltages of the accumulator takes place.
Bevorzugt ist dabei, dass eine Auswahl von zum Bilden von virtuellen Akkumulatoren benötigten Akkumulator- Modulen in Abhängigkeit mindestens eines modulspezifischen ersten Parameters erfolgt, wobei es sich bei dem zumindest einen ersten Parameter um einen Ladezustand, eine Kapazität, eine Spannung, ein Alter und/oder eine Temperatur handeln kann.In this case, it is preferred that a selection of accumulator modules required for forming virtual accumulators takes place as a function of at least one module-specific first parameter, wherein the at least one first parameter is a state of charge, a capacitance, a voltage, an age and / or a temperature can act.
Ferner kann vorgesehen sein, dass bei wenigstens einem Akkumulator- Modul ein zweiter Parameter, insbesondere die letzte Ladezustandsänderung, in dem Speichermittel gespeichert ist und eine Auswahl von benötigten Akkumulator-Modulen zum Bilden von mindestens einem virtuellen Akkumulator in Abhängigkeit des ersten und zweiten Parameters oder des zweiten Parameters erfolgt.Furthermore, it can be provided that in at least one accumulator module, a second parameter, in particular the last charge state change, is stored in the storage means and a selection of required accumulator modules for forming at least one virtual accumulator in dependence of the first and second parameters or second parameter.
Dabei kann auch vorgesehen sein, dass ein Ladezustand des Akkumulators durch ein Bestimmen des Ladezustands jedes einzelnen Akkumulator-Moduls und/oder jedes virtuellen Akkumulators erfolgt.It can also be provided that a state of charge of the accumulator is performed by determining the state of charge of each individual accumulator module and / or each virtual accumulator.
Auch wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, wobei eine Vielzahl von Instruktionen die dazu geeignet sind, dass wenn sie in ein verschieden lesbares Medium eingebunden sind, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.Also, a computer program product is proposed, wherein a plurality of instructions which are suitable for carrying out a method according to the invention if they are integrated in a different readable medium.
Auch wird ein mobiles elektronisches Gerät, umfassend einen erfindungsgemäßen Akkumulator vorgeschlagen.Also, a mobile electronic device comprising an accumulator according to the invention is proposed.
Ferner ein Fahrzeug, umfassend einen erfindungsgemäßen Akkumulator.Further, a vehicle comprising an accumulator according to the invention.
- A - Die Erfindung liefert auch eine Windkraftanlage, umfassend einen erfindungsgemäßen Akkumulator.- A - The invention also provides a wind turbine comprising a rechargeable battery according to the invention.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass ein optimiertes Auf- und/oder Entladen eines Akkumulators und ein gleichzeitiges Erhöhen der Lebenserwartung über eine individuelle Steuerung oder Regelung von Lade- und/oder Entladeströmen einzelner Akkumulatorsegmente oder -module erreicht werden kann. Dabei hat es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, einzelne Akkumulatorsegmente oder -module separat bis zu zumindest einem bestimmten ersten Schwellwert, Referenzwert oder Grenzwert, welcher niedriger als eine Vollladungskapazität ist, aufzuladen und/oder bis zu einem zweiten Referenzwert, welcher höher als die Vollentladungskapazität ist, zu entladen. Die Schaltungseinrichtung ermöglicht es, dynamische, dem jeweiligen Bedarf angepassten Reihen- und/oder Parallelschaltungen von Akkumulatoren-Modulen einzusetzen. Dies ist einer verbesserten Leistungsabgabe, Leistungsaufnahme und/oder Lebenserwartung dienlich.The invention is therefore based on the surprising finding that an optimized charging and / or discharging of a rechargeable battery and a simultaneous increase in life expectancy can be achieved via individual control or regulation of charging and / or discharging currents of individual rechargeable battery segments or modules. In this case, it has proven particularly advantageous to charge individual accumulator segments or modules separately up to at least one specific first threshold value, reference value or limit value, which is lower than a full charge capacity, and / or up to a second reference value, which is higher than the full discharge capacity to unload. The circuit device makes it possible to use dynamic, adapted to the respective needs series and / or parallel circuits of accumulator modules. This is useful for improved performance, power consumption and / or life expectancy.
In vielen Anwendungsfallen werden Akkumulatoren als Ersatz eines stationären Stromanschlusses eingesetzt oder als Puffer oder Zwischenspeicher. Eine zur Verfügung stehende Energie für ein Aufladen der Akkumulatoren steht in den meisten Fällen nicht permanent und konstant zur Verfügung, sondern nur in einer variierenden Stromstärke und/oder Spannung für Intervalle unterschiedlicher Zeitdauer.In many applications, accumulators are used as a replacement for a stationary power connection or as a buffer or buffer. An available energy for charging the batteries is in most cases not permanently and constantly available, but only in a varying current and / or voltage for intervals of different durations.
Um die zur Verfügung stehende Energiemenge zum Aufladen von Akkumulatoren möglichst optimal zu nutzen und dabei eine hohe Lebensdauer der Akkumulatoren zu erhalten, ist ein Unterteilen eines Akkumulators in zumindest zwei Segmente oder Module und ein segmentiertes Aufladen hilfreich. Dabei ist vorgesehen, dass anstelle eines gleichmäßigen Verteilens der zur Verfügung stehenden Energiemenge auf alle vorhandenen Akkumulatorsegmente, einzelne Akkumulatorensegmente automatisch ausgewählt und bis zum Erreichen eines vorgegebenen Referenzwertes aufgeladen werden. Steht nach dem Aufladen eines Akkumulatorsegments bis zu dem bestimmten ersten Referezwert weiterhin Energie zum Laden zur Verfügung, kann ein weiteres Akkumulatorsegment ausgewählt und aufgeladen werden. Dabei werden vorzugsweise die Akkumulatorsegmente zuerst aufgeladen, die bis zu einem bestimmten zweiten Referenzwert entladen sind, oder deren Ladezustand sich diesem zweiten Referenzwert möglichst weit annähert. Weiterhin können in der Laderegelung die Temperatu- ren der einzelnen Akkumulatorsegmente berücksichtigt werden, um eine Zeit, während der ein Segment höheren als optimal angesehen Temperaturen ausgesetzt ist, möglichst kurz zu halten. Dadurch kann ein temperaturbedingter Einfluss auf die Lebenszeit der Segmente minimiert werden.In order to use the available amount of energy for charging accumulators as optimally as possible and thereby to obtain a long service life of the accumulators, dividing an accumulator into at least two segments or modules and segmented charging is helpful. It is provided that instead of a uniform distribution of the available amount of energy to all existing Akkumulatorsegmente, individual accumulator segments are automatically selected and charged until reaching a predetermined reference value. If, after charging an accumulator segment, energy continues to be available for charging up to the determined first reference value, another accumulator segment can be selected and charged. In this case, the accumulator segments are preferably first charged, which are discharged to a certain second reference value, or whose charge state approaches this second reference value as far as possible. Furthermore, in the charge control the temperature Ren of the individual Akkumulatorsegmente be considered to a time during which a segment is exposed to higher than optimal temperatures considered to keep as short as possible. As a result, a temperature-related influence on the lifetime of the segments can be minimized.
Es ist selbstverständlich auch vorgesehen, dass zur Verfugung stehende Ladeströme und/oder Ladespannungen entsprechend von optimalen Spezifikationen einzelner Akkumulatorsegmente, insbesondere in Abhängigkeit von zulässigen und/oder optimalen Ladeströmen und/oder Spannungen, dynamisch auf ein oder mehrere zur Verfügung stehende Segmente verteilt werden, um eine optimale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Energiemenge zu ermöglichen. So können durch eine dynamische Serien- und/oder Parallelschaltung von Akkumulatorsegmenten variierende Ströme und/oder Spannungen ohne Zwischenschaltung von Strom- und/oder Spannungswandlern optimal genutzt werden. Dynamische Reihen- und/oder Parallelschaltungen lassen sich bspw. mit bekannten Halbleiter - Relais verlustarm und mit niedrigen Reaktionszeiten realisieren.It is of course also envisaged that available charging currents and / or charging voltages can be distributed dynamically to one or more available segments in accordance with optimum specifications of individual battery segments, in particular as a function of permissible and / or optimum charging currents and / or voltages to make optimal use of the available amount of energy. Thus, by a dynamic series and / or parallel connection of Akkumulatorsegmenten varying currents and / or voltages can be used optimally without the interposition of current and / or voltage transformers. Dynamic series and / or parallel circuits can be implemented, for example, with known semiconductor relays with low loss and with low reaction times.
Auch ist es offensichtlich, dass die benötigten Referenzwerte für jedes Akkumulatorsegment dynamisch gesetzt und im Laufe der Einsatzzeit von Akkumulatoren angepasst werden können. Dies ist insbesondere hilfreich, da Akkumulatoren im Laufe Ihrer Lebenszeit eine unterschiedliche Kapazität besitzen können.It is also obvious that the required reference values for each accumulator segment can be dynamically set and adapted during the use of accumulators. This is especially helpful since accumulators may have different capacity over their lifetime.
Ferner ist vorgesehen eine Vielzahl von Akkumulatoren-Segmente oder -modulen zu virtuellen Akkumulatoren zu verschalten. Diese virtuellen Akkumulatoren verfügen über separate externe Kontaktierungen, so dass nicht ausschließlich ein Ladestrom auf einzelne Segmente eines ersten virtuellen Akkumulators verteilt wird, sondern dass auch gleichzeitig eine Leistungsabgabe durch andere Akkumulator- Segmente, welche einen zweiten virtuellen Akkumulator bilden, stattfinden kann. Dafür können eine Vielzahl von virtuellen Akkumulatoren gebildet werden, welche parallel arbeiten können und unabhängig voneinander Energie aufnehmen oder abgeben können.Furthermore, it is provided to connect a multiplicity of accumulator segments or modules to form virtual accumulators. These virtual accumulators have separate external contacts, so that not only a charging current is distributed to individual segments of a first virtual accumulator, but that at the same time a power output by other accumulator segments forming a second virtual accumulator can take place. For this purpose, a multiplicity of virtual accumulators can be formed, which can work in parallel and can independently absorb or deliver energy.
Für eine optimale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Energiemenge zum Aufladen eines virtuellen Akkumulators kann vorgesehen sein, in Abhängigkeit der vorhandenen Lade- ströme und/oder -Spannungen wenigstens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl von Akkumulatorsegmenten zu dem virtuellen Akkumulator, insbesondere über Halbleiter-Leistungrelais, zu einer Vielzahl von unterschiedlichen Serien- und/oder Parallelschaltungen zu verschalten. Auch ist es möglich, eine Vielzahl von virtuellen Akkumulatoren parallel und/oder zeitlich versetzt zu bilden, die optimal an zur Verfügung stehende und/oder abzugebende Energiemenge angepasst sind. Dabei ist es offensichtlich, dass auch Segmente unterschiedlicher Kapazität und/oder Spannung zur Bildung von virtuellen Akkumulatoren eingesetzt werden können.For optimal utilization of the available amount of energy for charging a virtual accumulator can be provided, depending on the existing charging currents and / or voltages at least two, preferably a plurality of Akkumulatorsegmenten to the virtual accumulator, in particular via semiconductor power relay to interconnect to a plurality of different series and / or parallel circuits. It is also possible to form a multiplicity of virtual accumulators in parallel and / or time offset, which are optimally adapted to the amount of energy available and / or to be delivered. It is obvious that segments of different capacitance and / or voltage can be used to form virtual accumulators.
Eine Auswahl der für ein Ausnutzen der Ladeströme und -Spannungen benötigten Akkumulatorensegmente zur Bildung von virtuellen Akkumulatoren kann dabei derart erfolgen, dass jedes Akkumulatoren-Segment des virtuellen Akkumulators mit der zur Verfügung stehenden Energiemenge möglichst bis zu ihrem oberen ersten Referenzwert aufgeladen werden. Dabei werden vorzugsweise zuerst die Akkumulator-Segmente ausgewählt, welche sich am weitesten ihrem unteren zweiten Referenzwert angenähert haben. Reicht die zum Laden zur Verfügung stehende Energiemenge nicht aus, um alle zu einem virtuellen Akkumulator verschalteten Segmente bis zu ihrem ersten oberen Referenzwert aufzuladen, so werden diese Segmente als noch weiter zu ladende gekennzeichnet und möglichst nicht für eine Abgabe von Energie eingesetzt, bis eine Aufladung zu zumindest dem oberen ersten Referenzwert erfolgt ist. Steht wieder Energie zum Aufladen bereit, werden diese markierten Segmente bevorzugt weitergeladen.A selection of the accumulator segments required for exploiting the charging currents and voltages to form virtual accumulators can be made such that each accumulator segment of the virtual accumulator is charged with the available amount of energy as far as possible up to its upper first reference value. In this case, it is preferable to first select the accumulator segments which have most approximated their lower second reference value. If the amount of energy available for charging is insufficient to charge all the segments connected to a virtual accumulator up to their first upper reference value, these segments will be marked as still to be charged and possibly not used for a release of energy until charging at least the upper first reference value has been made. If energy is available for recharging, these marked segments are preferably recharged.
Erreicht zumindest eines der Akkumulator-Segmente eines virtuellen Akkumulators den oberen ersten Referenzwert, wird es aus dem virtuellen Akkumulator freigeschaltet und durch ein adäquates Akkumulator-Segment ersetzt, welches mittels der weiterhin zur Verfügung stehenden Energiemenge wiederum bis zu dem oberen ersten segmentspezifischen oberen Schwellwert aufgeladen werden kann. Dieses Freischalten und Ersetzen wird solange wiederholt, bis alle Akkumulator-Segmente, die Ladeströme aufnehmen können, bis zu ihrem jeweiligen ersten oberen Akkumulator segmentspezifischen Grenzwert aufgeladen sind oder keine weitere Energiemenge zum Aufladen bereitsteht. Wird eine bestimmte Energiemenge aus dem Akkumulator benötigt, kann für die Bereitstellung dieser Energiemenge ebenfalls ein virtueller Akkumulator eingesetzt werden. Dafür wird der Ladezustand aller vorhandenen und verfügbaren Akkumulator-Segmente gemessen und entsprechend der benötigten Stromstärke und Spannung zu einer für die Erfüllung dieses Bedarfs optimalen Gruppe von Akkumulator-Segmenten wiederum zu einem virtuellen Akkumulator kombiniert.If at least one of the accumulator segments of a virtual accumulator reaches the upper first reference value, it is released from the virtual accumulator and replaced by an adequate accumulator segment, which in turn is charged up to the upper first segment-specific upper threshold value by means of the still available energy quantity can. This enabling and replacing is repeated until all accumulator segments, which can receive charging currents, are charged to their respective first upper accumulator segment-specific limit value or no further amount of energy is available for charging. If a certain amount of energy from the accumulator is required, a virtual accumulator can also be used to provide this amount of energy. For this purpose, the state of charge of all existing and available accumulator segments is measured and, in accordance with the required current intensity and voltage, combined to form a group of accumulator segments which is optimal for the fulfillment of this requirement, in turn, into a virtual accumulator.
Die benötigten Akkumulator-Segmente werden vorzugsweise derart ausgewählt, dass eine maximal mögliche Anzahl von bis zu ihrem ersten oberen Schwellwert aufgeladenen Akkumulator-Segmenten vorgehalten werden können. Erreicht zumindest eines der Akkumulator- Segmente innerhalb des virtuellen Akkumulators einen zweiten unteren Akkumulator segmentspezifischen Referenzwert, so wird dieses Akkumulator-Segment von dem virtuellen Akkumulator freigeschaltet und durch ein adäquates, alternatives Akkumulator-Segment mit einer höheren gespeicherten Energiemenge ersetzt. Durch dies gleichzeitige Freischalten und Ersetzen können Eigenschaften des benötigten virtuellen Akkumulators aufrechterhalten werden.The required accumulator segments are preferably selected such that a maximum possible number of accumulator segments charged up to their first upper threshold value can be provided. If at least one of the accumulator segments within the virtual accumulator reaches a second lower accumulator segment-specific reference value, then this accumulator segment is unlocked by the virtual accumulator and replaced by an adequate, alternative accumulator segment with a higher stored amount of energy. By simultaneously enabling and replacing properties of the required virtual accumulator can be maintained.
Insbesondere kann durch dieses Freischalten eine größtenteils konstante Spannung von virtuellen Akkumulatoren erreicht werden, welche verglichen mit den Spannungsdifferenzen eines voll geladenen bzw. nahezu entladenen herkömmlichen Akkumulators nur minimal variiert.In particular, a largely constant voltage of virtual accumulators can be achieved by this disconnection, which varies only minimally compared to the voltage differences of a fully charged or nearly discharged conventional accumulator.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass ein Freischalten von einzelnen Akkumulator- Segmenten eines virtuellen Akkumulators nicht nur ausschließlich über die jeweiligen Ladezustände verursacht wird, sondern dass auch dann eine Freischaltung erfolgt, wenn eine Temperatur gemessen wird, die außerhalb definierter Grenzwerte liegt.It may further be provided that a disconnection of individual accumulator segments of a virtual accumulator is not only caused exclusively by the respective states of charge, but also that an activation takes place when a temperature is measured which lies outside defined limits.
Es ist selbstverständlich vorgesehen, dass eine Großzahl von virtuellen Akkumulatoren zur gleichen Zeit innerhalb eines Akkumulators mit einer Vielzahl von Akkumulatoren- Segmenten gebildet werden können. Dabei verfügt jeder virtuelle Akkumulator über eine ex- terne Kontaktierungsmöglichkeit, um unabhängig Energie aufzunehmen oder abzugeben. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn während eines Ladevorgangs mit einem ersten zur Verfügung stehenden Energiemenge um diese zweite Energiemenge optimal zu nutzen, können weitere Segmente parallel eines virtuellen Akkumulators eine zweite Energiemenge zum Aufladen bereitsteht, die weitere bis zu dem zweiten unteren segmentspezifischen Schwellwerten entladenen Akkumulator-Segmenten laden kann. Um diese zweite Energiemenge optimal zu nutzen, können weitere Segmente parallel zu einem zweiten virtuellen Akkumulator zusammengeschaltet werden.It is of course contemplated that a large number of virtual accumulators may be formed at a time within an accumulator having a plurality of accumulator segments. Each virtual accumulator has an ex- terne contacting possibility to independently absorb energy or deliver. This may be advantageous, for example, when optimally using this second amount of energy during a charging process with a first available amount of energy, further segments parallel to a virtual accumulator may have a second amount of energy available for charging, the further accumulators discharged to the second lower segment-specific threshold values Can load segments. In order to optimally use this second amount of energy, additional segments can be interconnected in parallel to a second virtual accumulator.
Auch ist es offensichtlich, dass ein Freischalten von einzelnen Akkumulator-Segmenten eines virtuellen Akkumulators und/oder ein Hinzufügen zusätzlicher Akkumulator-Segmente jederzeit erfolgen kann, und dabei immer den gegebenen Umständen angepasst werden kann.It is also obvious that disconnection of individual accumulator segments of a virtual accumulator and / or addition of additional accumulator segments can take place at any time, and can always be adapted to the given circumstances.
Durch das dynamische Bilden, Anpassen, und Auflösen von virtuellen Akkumulatorschaltungen kann ein definierteres Laden und/oder Entladen von Akkumulatoren erreicht und ein Temperaturmanagement einfach und effizient integriert werden. Dies kann eine Lebenszeit signifikant erhöhen. Weiterhin sind genauere Informationen über eine gespeicherte Energiemenge möglich, da einzelnen Akkumulator-Segmente individuell ausgewertet werden können. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass durch das Segmentieren auch kleinere und somit leichtere und kostengünstigere Ladeeinrichtung realisiert werden können, die beispielsweise einer maximal zu erwartenden Energiemenge zum Aufladen angepasst sind, was insbesondere bei mobilen Anwendungen vorteilhaft ist.By dynamically forming, adapting, and resolving virtual accumulator circuits, more defined charging and / or discharging of accumulators can be achieved, and temperature management can be integrated simply and efficiently. This can significantly increase a lifetime. Furthermore, more accurate information about a stored amount of energy are possible because individual accumulator segments can be evaluated individually. In particular, it is advantageous that smaller and therefore lighter and more cost-effective charging device can be realized by the segmentation, which are adapted for example, a maximum amount of energy to be charged, which is particularly advantageous in mobile applications.
Ferner kann vorgesehen sein, die einzelnen Akkumulator-Segmente austauschbar zu gestalten, so dass im Bedarfsfall, insbesondere im Fall eines Defekts oder altersbedingt ein kostengünstiger Austausch möglich ist.Furthermore, it can be provided to make the individual accumulator segments interchangeable, so that in case of need, especially in the case of a defect or age-related cost-effective replacement is possible.
Auch können „Memory-Effekte", welche bei vielen gebräuchlichen Arten von Akkumulatoren auftreten können, durch das segmentierte Laden minimiert werden. Es ist zudem offen- sichtlich, das einzelnen Segmente unter voller Ladung als „Reserve" vorgehalten werden können. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen mit zumindest einem Elektroantrieb vorteilhaft, wenn hohe Spannungen, die insbesondere bei einer Vollladung von Akkumulatoren- Segmenten anliegen, benötigt werden. Dies kann insbesondere für schnelle Beschleunigungsvorgänge, wie ein Überholen, oder für ein Starten einer Verbrennungskraftmaschine sinnvoll sein.Memory effects, which can occur in many common types of accumulators, can also be minimized by segmented charging. It is particularly advantageous for vehicles with at least one electric drive, when high voltages, which are particularly important for a full charge of accumulator segments, are required Acceleration operations, such as overtaking, or be useful for starting an internal combustion engine.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen beispielhafter erläutert sind. Dabei zeigt:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description in which embodiments of the invention are explained by way of example with reference to schematic drawings. Showing:
Figur 1 eine skizzenhafte Darstellung der Verschattung von Akkumulatorsegmenten;Figure 1 is a sketchy representation of the shading of Akkumulatorsegmenten;
Figur 2 eine graphische Auftragung eines zeitlichen Verlaufs eines Ladezustands einesFIG. 2 is a graphical representation of a time profile of a charge state of a
Akkumulators;accumulator;
Figur 3 eine skizzierte Darstellung von Ladezuständen einer Vielzahl von Akkumulatoren; undFigure 3 is a sketch of states of charge of a plurality of accumulators; and
Figur 4 eine skizzenhafte Darstellung eines Fahrzeugs.Figure 4 is a sketchy representation of a vehicle.
In Figur 1 ist eine Akkumulator 100 bestehend aus zehn Akkumulatorsegmenten 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 dargestellt. Über Schaltelemente 11, 12, 13 lassen sich die Akkumulator- Segmente 1 bis 10 in virtuelle Akkumulatoren aufteilen. Beispielsweise ist durch ein Schließen des Schaltelements 11 eine Reihenschaltung aller zehn Akkumulatorensegmente 1 bis 10 realisierbar. Damit bilden alle zehn Akkumulatorensegmente 1 bis 10 einen virtuellen Akkumulator mit einer maximal möglichen Spannung, unter der Vorraussetzung, dass andere elektrische Verbindungen durch geöffnete Schaltelemente 12, 13 unterbrochen sind. Ist Schaltele- ment 11 geöffnet und die Schaltelemente 12, 13 geschlossen, so ist eine Parallelschaltung der Akkumulatorsegmente 1 bis 5 sowie der Segmente 6 bis 10 erreicht und kann mittels Kontakten 14, 14', 15, 15' abgegriffen werden.FIG. 1 shows an accumulator 100 consisting of ten accumulator segments 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Via switching elements 11, 12, 13, the accumulator segments 1 to 10 can be divided into virtual accumulators. For example, by closing the switching element 11, a series connection of all ten accumulator segments 1 to 10 can be realized. Thus, all ten accumulator segments 1 to 10 form a virtual accumulator with a maximum possible voltage, under the assumption that other electrical connections are interrupted by open switching elements 12, 13. Is switching ment 11 is opened and the switching elements 12, 13 closed, a parallel connection of the Akkumulatorsegmente 1 to 5 and the segments 6 to 10 is reached and can be tapped by means of contacts 14, 14 ', 15, 15'.
Selbstverständlich kann vorgesehen sein, eine beliebige Anzahl von Schaltelementen zur Bildung von virtuellen Akkumulatoren einzusetzen, und es ist dabei offensichtlich, dass eine Anzahl eingesetzter Schaltelemente nicht beschränkt werden muss. Auch ist es bedenkbar, an den Kontakten 14, 14' und den Kontakten 15, 15' bei geschlossenen Schaltelementen 12, 13 und offenem Schaltelement 11 anstelle der beschriebenen Parallelschaltung eine separate Anbindung an externe Stromkreise vorzusehen. Dabei kann beispielsweise ein erster virtueller Akkumulator bestehend aus dem Akkumulatorsegmenten 1 bis 5 über eine entsprechende Kontaktierung an den Kontakten 14, 14' für ein Aufnehmen einer zum Laden zur Verfügung stehenden Energiemenge eingesetzt werden und gleichzeitig ein zweiter virtueller Akkumulator, bestehend aus den Akkumulatorsegmenten 6 bis 10, über die Kontakte 15, 15' für eine Abgabe einer benötigten Energiemenge kontaktiert sein.Of course, it can be provided to use any number of switching elements for the formation of virtual accumulators, and it is obvious that a number of switching elements used need not be limited. It is also conceivable, at the contacts 14, 14 'and the contacts 15, 15' with closed switching elements 12, 13 and open switching element 11 instead of the described parallel circuit to provide a separate connection to external circuits. In this case, for example, a first virtual accumulator consisting of the accumulator segments 1 to 5 via a corresponding contact to the contacts 14, 14 'are used for receiving an available amount of energy for charging and at the same time a second virtual accumulator consisting of the Akkumulatorsegmenten 6 bis 10, be contacted via the contacts 15, 15 'for a delivery of a required amount of energy.
Es kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass eine Vielzahl weiterer externer Kontaktiermöglichkeiten existieren, die jedoch in Figur 1 nicht gezeigt sind.It can of course be provided that a plurality of other external contacting options exist, which are not shown in Figure 1.
Figur 2 zeigt eine Auftragung 200 eines Ladezustands 20 eines Akkumulatorsegments (nicht gezeigt) über einen zeitlichen Verlauf. Dabei ist eine Zeitachse 21 und eine Ladezustand- Achse 22 dargestellt. Ein Ladezustand 20 des Akkumulator- Segments ist dabei in einem ersten Ladezustandsbereich 24, einem zweiten Ladezustandsbereich 26 und einem dritten La- dungszustandsbereich 28 unterteilt. Der erste Ladezustandsbereich 24 definiert dabei einen nahezu voll aufgeladenen Zustandsbereich des Akkumulatorsegments, welche durch einen Referenzwert Volladungskapazität 32, und einen oberen Schwellwert 30 definiert ist. Befindet sich der Ladezustand 20 des Akkumulators in dem ersten Ladezustandsbereich 24 findet bei einer neu zur Verfügung stehenden Energiemenge nach Möglichkeit kein weiteres Aufladen des Akkumulatorsegments statt. Der zweite Ladezustandsbereich 26 ist durch einen Referenzwert für einen unteren Schwellwert 34 und eine Vollentladungskapazität 36 des Akkumulator- Segments begrenzt. Befindet sich der Ladezustand 20 des Akkumulator- Segments innerhalb des zweiten Ladezustandbereichs 26, findet nach Möglichkeit kein weiteres Entladen des Akkumulator- Segments statt. Der dritte Ladezustandsbereich 28 wird definiert durch den oberen Schwellwert 30 und den unteren Schwellwert 34. Beispielhaft kann ein Ladezustand 20 eines Akkumulator- Segment, welches sich in dem zweiten Ladezustandsbereich 26 befindet, bei einer zur Verfugung stehenden Energiemenge einer ersten Ladephase 40 geladen werden. Steht keine Energie zum Laden mehr zur Verfugung, wird das Akkumulator- Segment nach Möglichkeit nicht entladen, sondern in einer ersten Ruhephase 42 gehalten, bis weitere Energie zum Laden in einer zweiten Ladephase 46 bereit steht. Erreicht der Ladezustand 20 dabei den ersten Ladezustandsbereich 24 und wird eine Energiemenge aus dem Segment benötigt, so kann dies einer erste Entladephase 46 erfolgen. Ist die Energienachfrage befriedigt, so befindet sich das Akkumulator- Segment in einer zweiten Ruhephase 48, an die sich nach Möglichkeit keine weitere Ladephase, sondern eine zweite Entladephase 50 anschließt, so dass der Ladezustand 20 erst nach einem Wiedererreichen des zweiten Ladezustandsbereichs 26 durch ein Laden erhöht wird. Dadurch sollen insbesondere Memory-Effekte vermieden werden.FIG. 2 shows a plot 200 of a state of charge 20 of a rechargeable battery segment (not shown) over a time course. In this case, a time axis 21 and a state of charge axis 22 is shown. A state of charge 20 of the accumulator segment is divided into a first state of charge region 24, a second state of charge region 26 and a third state of charge region 28. The first state of charge region 24 defines an almost fully charged state region of the accumulator segment, which is defined by a reference value full charge capacity 32, and an upper threshold value 30. If the charge state 20 of the rechargeable battery is in the first charge state region 24, if possible, no further recharging of the rechargeable battery segment occurs with a newly available amount of energy. The second state of charge region 26 is limited by a reference value for a lower threshold value 34 and a full discharge capacity 36 of the accumulator segment. If the charge state 20 of the accumulator segment is within the second charge state region 26, no further discharge of the accumulator segment takes place if possible. The third state of charge range 28 is defined by the upper threshold 30 and the lower threshold 34. By way of example, a charge state 20 of an accumulator segment, which is located in the second charge state region 26, can be charged at a disposable amount of energy of a first charge phase 40. If there is no more energy available for charging, the accumulator segment is not unloaded, if possible, but held in a first rest phase 42 until further energy is available for charging in a second charging phase 46. If the state of charge 20 reaches the first state of charge region 24 and an amount of energy from the segment is required, this can be done in a first discharge phase 46. If the energy demand is satisfied, then the accumulator segment is in a second resting phase 48, to which, if possible, no further charging phase, but a second discharge 50 connects, so that the state of charge 20 only after a re-reaching the second state of charge range 26 by charging is increased. This should be avoided in particular memory effects.
Der beschriebene Verlauf des Ladezustands 20 ist selbstverständlich beispielhaft zu verstehen. Sollte in einer der Ruhephasen 42, 48 die Notwendigkeit bestehen, Energie bereitzustellen und/oder Energie aufzunehmen, so ist dies selbstverständlich möglich. Auch ist es offensichtlich, dass eine Vielzahl von Ruhephasen stattfinden kann.The described course of the state of charge 20 is of course to be understood as an example. Should there be a need to provide energy and / or energy in one of the rest periods 42, 48, this is of course possible. Also, it is obvious that a lot of rest periods can take place.
In Figur 3 sind zehn Akkumulatorsegmente 1', 2', 3', 4', 5', 6', 7', 8', 9', 10' eines Akkumulators 100' mit einem skizziertem ersten Ladezustandsbereich 24', einem zweiten Ladezustand 26' und einem dritten Ladezustandsbereich 28' dargestellt. Jedes der Akkumulatorsegmente 1' bis 10' kann sich in einem entladenen Zustand 60, einem geladenen Zustand 62 oder einem von zwei möglichen Zuständen 64, 66 innerhalb des dritten Ladezustandsbereich 28' befinden. Dabei wird unterschieden, ob sich ein Akkumulatorsegment im Zustand einer Energieaufnahme 64 oder einer Energieabgabe 66 befindet. Diese Unterscheidung wird getroffen, um insbesondere Memory-Effekte zu minimieren. Zielsetzung ist es immer, Akkumulator- Segmente bis zum Erreichen des ersten Ladezustandsbereich 24 oder des zweiten Ladezustandsbereich 26 ausschließlich zu laden und/oder zu entladen.FIG. 3 shows ten accumulator segments 1 ', 2', 3 ', 4', 5 ', 6', 7 ', 8', 9 ', 10' of an accumulator 100 'with a first charge state region 24', a second state of charge 26 'and a third state of charge region 28' are shown. Each of the accumulator segments 1 'to 10' may be in a discharged state 60, a charged state 62, or one of two possible states 64, 66 within the third state of charge region 28 '. In this case, a distinction is made as to whether an accumulator segment is in the state of an energy intake 64 or an energy delivery 66. This distinction is made to minimize in particular memory effects. The objective is always to charge and / or discharge accumulator segments until the first charge state region 24 or the second charge state region 26 is reached.
Steht nun eine Energiemenge zum Aufladen von Akkumulatoren- Segmenten zur Verfügung, werden vorzugsweise die Akkumulatoren- Segmente 1', 7', die sich in einem Zustand der Energieaufnahme 64 befinden, geladen, bis sie den ersten Ladezustandsbereich 24' erreicht haben. Steht weiterhin Energiemenge zur Verfugung, so werden sie bevorzugt durch die sich im zweiten Ladezustandsbereich 26' befindenden Akkumulator- Segmente 2', 5', 9' ersetzt. Sollte weiterhin Energie zum Laden zur Verfügung stehen, wird diese auf die verbleibenden Segmente 3', 4', 6', T, 10' seriell verteilt.If an amount of energy is now available for charging accumulator segments, it is preferable to charge the accumulator segments 1 ', 7', which are in a state of energy absorption 64, until they have reached the first state of charge region 24 '. If energy remains available, they are preferably replaced by the accumulator segments 2 ', 5', 9 'located in the second state of charge region 26'. Should energy continue to be available for charging, it will be distributed serially to the remaining segments 3 ', 4', 6 ', T, 10'.
Besteht ein Bedarf an einer im Akkumulator gespeicherten Energiemenge, so werden vorzugsweise erst virtuelle Akkumulatoren aus den sich im Zustand der Energieabgabe 66 befindenden Akkumulator- Segmente 4', 6', 8' gebildet. Ist die in diesem Akkumulator- Segmenten 4', 6', 8' gespeicherte Energiemenge nicht ausreichend, werden die sich im geladenen Zustand 62 befindlichen Akkumulator- Segmente 3', 10' zu dem bereits gebildeten virtuellen Akkumulator hinzugenommen und/oder ein zweiter virtueller Akkumulator wird für das Bereitstellen der benötigten Energiemenge gebildet.If there is a need for an amount of energy stored in the accumulator, preferably only virtual accumulators are formed from the accumulator segments 4 ', 6', 8 'which are in the state of the energy delivery 66. If the energy stored in this accumulator segments 4 ', 6', 8 'is insufficient, the accumulator segments 3', 10 'in the charged state 62 are added to the already formed virtual accumulator and / or a second virtual accumulator is formed for providing the required amount of energy.
Es ist selbstverständlich auch möglich, die Akkumulatoren- Segmente 1', T für eine Abgabe von Energie einzusetzen, wobei dies bevorzugt vermieden wird bis sie den ersten Ladezustandsbereich 24' erreicht haben. Entsprechend kann bei einer zur Verfügung stehenden E- nergiemenge es auch möglich sein, die Akkumulatoren- Segmente 4', 6', 8' die für eine Energieabgabe 66 vorgesehen sind.It is of course also possible to use the accumulator segments 1 ', T for a release of energy, this being preferably avoided until they have reached the first state of charge region 24'. Accordingly, with an available amount of energy, it may also be possible to use the accumulator segments 4 ', 6', 8 'which are provided for an energy output 66.
Dabei ist vorgesehen, dass einzelne Akkumulatorsegmente bei Bedarf auch separat ausgetauscht werden können.It is envisaged that individual accumulator segments can also be replaced separately if necessary.
In Figur 4 ist skizzenhaft ein Fahrzeug 300 dargestellt. Dieses umfasst vier Räder 301, welche jeweils paarweise über Achsen 302 verbunden sind. Eine erstes Achse 302 kann dabei mit einem Motor 303 verbunden sein und eine zweite Achse 302' mit einem Generator 304. Sowohl der Motor 303 als auch der Generator 304 sind über Leitungen 305 mit einem Akkumulator 306 verbunden. Wird beispielsweise für einen Fahrbetrieb eine Energiemenge für eine Drehmomenterzeugung durch den Motor 303 aus dem Akkumulator 306 benötigt, kann diese Energiemenge von einem ersten virtuellen Akkumulator 307 bereitgestellt werden. Gleichzeitig kann vorgesehen sein, dass eine beispielsweise durch Bremsen bereitstehende Energiemenge für ein Aufladen von zu einem zweiten virtuellen Akkumulator 308 verschalteten Akkumulator- Segmenten eingesetzt wird.FIG. 4 shows a sketch of a vehicle 300. This includes four wheels 301, which are each connected in pairs via axes 302. A first axis 302 may be connected to a motor 303 and a second axis 302 'to a generator 304. Both the motor 303 and the generator 304 are connected via lines 305 to an accumulator 306. If, for example, a quantity of energy for torque generation by the motor 303 from the accumulator 306 is required for a driving operation, this amount of energy can be provided by a first virtual accumulator 307. At the same time, provision may be made for an energy quantity, for example, which is provided by braking, to be used for charging accumulator segments connected to a second virtual accumulator 308.
Es ist dabei offensichtlich, dass auch eine Vielzahl von Motoren und/oder Generatoren mit dem Akkumulator 307 verbindbar seien können und auch eine Großzahl benötigter virtueller Akkumulatoren vorgesehen sind. Die in der voran stehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. It is obvious that a large number of motors and / or generators can also be connected to the accumulator 307 and a large number of required virtual accumulators are also provided. The features of the invention disclosed in the foregoing description, claims and drawings may be essential both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
L l ', 2, 2', 3, 3', 4, 4', 5, 5'L l ', 2, 2', 3, 3 ', 4, 4', 5, 5 '
6, 6', 7, 7', 8, 8', 9, 9', 10, 10' Akkumulator-Segment6, 6 ', 7, 7', 8, 8 ', 9, 9', 10, 10 'accumulator segment
11, 11 % 12, 12', 13, 13' Schalt-Element11, 11% 12, 12 ', 13, 13' switching element
14, 14', 15, 15' Kontakte14, 14 ', 15, 15' contacts
20 Ladezustand20 charge state
21 Zeitachse21 Timeline
22 Ladezustands- Achse (%)22 State of Charge (%)
24, 24' erster Ladezustandsbereich24, 24 'first state of charge area
26, 26' zweiter Ladezustandsbereich26, 26 'second state of charge area
28, 28' dritter Ladezustandsbereich28, 28 'third state of charge
30 oberer Schwellwert30 upper threshold
32 Vollladungskapazität32 full charge capacity
34 unterer Schwellwert34 lower threshold
36 Vollentladungskapazität36 full discharge capacity
40 erste Ladephase40 first loading phase
42 erste Ruhephase42 first resting phase
44 zweite Ladephase44 second charging phase
46 erste Entladephase46 first discharge phase
48 zweite Ruhephase48 second rest period
50 zweite Entladephase50 second unloading phase
60 Entladen60 unloading
62 Geladen62 Loaded
64 Energieaufnahme64 energy intake
66 Energieabgabe66 energy tax
100, 100' Akkumulator100, 100 'accumulator
200 Ladezustände200 charge states
300 Fahrzeug300 vehicle
301 Rad301 wheel
302, 302' Achse302, 302 'axis
303 Motor 304 Generator303 engine 304 generator
305 Leitungen305 lines
306 Akkumulator306 accumulator
307 virtuelle Achse307 virtual axis
308 virtueller Akkumulator 308 virtual accumulator

Claims

Ansprüche claims
1. Akkumulator, umfassend zumindest zwei Akkumulator-Module, gekennzeichnet durch mindestens eine Schalteinrichtung zum Zu- und/oder Freischalten zumindest eines ersten und/oder eines zweiten Akkumulator-Moduls in Abhängigkeit von benötigten und/oder verfügbaren Strömen und/oder Spannungen des Akkumulators.1. accumulator, comprising at least two accumulator modules, characterized by at least one switching device for connecting and / or disconnecting at least a first and / or a second accumulator module in response to required and / or available currents and / or voltages of the accumulator.
2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Akkumulator-Modul an zumindest eine Messeinrichtung mit wenigstens einer Speichereinrichtung zum Erfassen und Speichern von mindestens einem Parameter anschließbar ist, in dem Speichermittel von zumindest einem Akkumulator- Modul eine Wert für die Vollladungskapazität, die Vollentladungskapazität, ein erster Referenzwert niedriger als die Vollladungskapazität und/oder ein zweiter Referenzwert als die Vollladungskapazität gespeichert ist und die Messeinrichtung mit der Schalteinrichtung in Wirkverbindung steht.2. Accumulator according to claim 1, characterized in that at least one accumulator module can be connected to at least one measuring device with at least one memory device for detecting and storing at least one parameter, in the storage means of at least one accumulator module a value for the full charge capacity, the full discharge capacity, a first reference value lower than the full charge capacity and / or a second reference value is stored as the full charge capacity and the measuring device is in operative connection with the switching device.
3. Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste Akkumulator-Modul und das zweite Akkumulator-Modul als Reihen- und/oder Parallelschaltung mittels der Schalteinrichtung verschaltbar sind und einen virtuellen Akkumulator bilden, welcher extern kontaktierbar ist.3. Accumulator according to claim 1 or 2, characterized in that at least the first accumulator module and the second accumulator module are connected as a series and / or parallel connection by means of the switching device and form a virtual accumulator, which is externally contacted.
4. Akkumulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Akkumulator-Modul unabhängig von den weiteren Akkumulator- Modulen physisch entfernt, hinzugefügt und/oder ersetzt werden kann.4. Accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that at least one accumulator module can be physically removed, added and / or replaced independently of the further accumulator modules.
5. Verfahren zum Betreiben einer Schalteinrichtung eines Akkumulators, insbesondere eines Akkumulators nach einem der vorangehenden Ansprüche, mittels derer zumin- dest zwei Akkumulator-Modulen miteinander verschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zu- und/oder Freischalten einzelner Akkumulator- Module in Abhängigkeit von benötigten und/oder verfügbaren Strömen und/oder Spannungen des Akkumulators erfolgt.5. A method for operating a switching device of a rechargeable battery, in particular a rechargeable battery according to one of the preceding claims, by means of which at least least two accumulator modules are interconnected, characterized in that a supply and / or disconnecting individual Akkumulator- modules depending on required and / or available currents and / or voltages of the accumulator takes place.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswahl von zum Bilden von virtuellen Akkumulatoren benötigten Akkumulator- Modulen in Abhängigkeit mindestens eines modulspezifischen ersten Parameters erfolgt, wobei es sich bei dem zumindest einen ersten Parameter um einen Ladezustand, eine Kapazität, eine Spannung, ein Alter und/oder eine Temperatur handeln kann.6. The method according to claim 5, characterized in that a selection of required for forming virtual accumulators Akkumulator- modules in response to at least one module-specific first parameter is carried out, wherein the at least one first parameter to a state of charge, a capacitance, a voltage , an age and / or a temperature can act.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem Akkumulator- Modul ein zweiter Parameter, insbesondere die letzte Ladezustandsänderung, in dem Speichermittel gespeichert ist und eine Auswahl von benötigten Akkumulator-Modulen zum Bilden von mindestens einem virtuellen Akkumulator in Abhängigkeit des ersten und zweiten Parameters oder des zweiten Parameters erfolgt.7. The method according to any one of claims 5 or 6, characterized in that at least one accumulator module, a second parameter, in particular the last charge state change, is stored in the storage means and a selection of required accumulator modules for forming at least one virtual accumulator in response to the first and second parameters or the second parameter.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ladezustand des Akkumulators durch ein Bestimmen des Ladezustands jedes einzelnen Akkumulator-Moduls und/oder jedes virtuellen Akkumulators erfolgt.8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that a state of charge of the accumulator is performed by determining the state of charge of each individual accumulator module and / or each virtual accumulator.
9. Computerprogrammprodukt, umfassend eine Vielzahl von Instruktionen die dazu geeignet sind, dass wenn sie in ein maschinenlesbares Medium eingebunden sind, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 5-8, durchzuführen.A computer program product comprising a plurality of instructions adapted to perform, when incorporated into a machine-readable medium, a method according to any of claims 5-8.
10. Mobiles elektronisches Gerät, umfassend einen Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4 10. A mobile electronic device comprising an accumulator according to one of claims 1 to 4
11. Fahrzeug, umfassend einen Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 411. A vehicle comprising an accumulator according to one of claims 1 to 4
12. Windkraftanlage, umfasst einen Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4. 12. Wind turbine, comprising an accumulator according to one of claims 1 to 4.
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