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1. WO2020109093 - SCHALTUNGSANORDNUNG FÜR EINE BATTERIE

Veröffentlichungsnummer WO/2020/109093
Veröffentlichungsdatum 04.06.2020
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2019/081838
Internationales Anmeldedatum 19.11.2019
IPC
G01R 31/396 2019.01
GPhysik
01Messen; Prüfen
RMessen elektrischer Größen; Messen magnetischer Größen
31Anordnungen zum Prüfen auf elektrische Eigenschaften; Anordnungen zur Bestimmung des Ortes elektrischer Fehler; Anordnungen zum elektrischen Prüfen, gekennzeichnet durch den zu prüfenden Gegenstand, soweit nicht anderweitig vorgesehen
36Anordnungen zum Prüfen, Messen oder Überwachen des elektrischen Zustands von Akkumulatoren oder elektrischen Batterien, z.B. der Kapazität oder des Ladezustands
396Erfassen oder Verarbeiten von Daten zum Prüfen oder Überwachen einzelner Zellen oder Gruppen von Zellen in einer Batterie
H02J 7/00 2006.01
HElektrotechnik
02Erzeugung, Umwandlung oder Verteilung von elektrischer Energie
JSchaltungsanordnungen oder Systeme für die Abgabe oder Verteilung elektrischer Leistung; Systeme zum Speichern elektrischer Energie
7Schaltungsanordnungen zum Laden oder Depolarisieren von Batterien oder zum Speisen von Stromverbrauchern durch Batterien
CPC
G01R 31/396
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
31Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
H02J 7/0016
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
7Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
0013acting upon several batteries simultaneously or sequentially
0014Circuits for equalisation of charge between batteries
0016using shunting, discharge or bypass circuits
H02J 7/00309
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
7Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
0029with safety or protection devices or circuits
00309Overheat or overtemperature protection
Anmelder
  • DAIMLER AG [DE]/[DE]
Erfinder
  • BOEHME, Urs
  • CANDIR, Akin
  • HASPEL, André
Vertreter
  • WELLER, Juergen
Prioritätsdaten
10 2018 009 391.429.11.2018DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) SCHALTUNGSANORDNUNG FÜR EINE BATTERIE
(EN) CIRCUIT ASSEMBLY FOR A BATTERY
(FR) ENSEMBLE CIRCUIT POUR UNE BATTERIE
Zusammenfassung
(DE)
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine elektrische Batterie (1), umfassend eine Mehrzahl elektrisch in Reihe geschalteter Einzelzellen (2.1, 2.2, 2.3) oder Module. Jeder der Zellen (2.1, 2.2, 2.3) oder jedem der Module ist eine Bypass-Diode (D1, D2, D3) parallel geschaltet, derart, dass eine Anode der Bypass-Diode (D1, D2, D3) mit einem Minuspol einer der Zellen (2.1, 2.2, 2.3) oder eines der Module und eine Katode derselben Bypass-Diode (D1, D2, D3) mit einem Pluspol derselben Zelle (2.1, 2.2, 2.3) oder desselben Moduls verbunden ist. Alternativ ist jeder der Zellen (2.1, 2.2, 2.3) oder jedem der Module ein Halbleiterschalter (F1, F2, F3) parallel geschaltet, wobei jede der Zellen (2.1, 2.2, 2.3) oder jedes der Module eine Spannungsmesseinheit (5) zur Messung einer Zellspannung (U1, U2, U3) oder Modulspannung aufweist, wobei eine Strommesseinheit (6) zur Messung eines Stromes (I) durch die Batterie (1) vorgesehen ist, wobei mindestens eine Steuereinheit (7) vorgesehen ist, die mit der Spannungsmesseinheit (5) einer der Zellen (2.1, 2.2, 2.3) und mit der Strommesseinheit (6) verbunden und so ausgebildet ist, dass sie den Halbleiterschalter (F1, F2, F3) derselben Zelle (2.1, 2.2, 2.3) öffnet, wenn ein Strom (I) fließt, der oder dessen Absolutwert größer als ein oder gleich einem vorgebbaren Stromschwellwert (ITH) ist und wenn die jeweilige Zellspannung (U1, U2, U3) beim Fließen des Stroms (I) unter einen vorgebbaren Spannungsschwellwert (UTH) abfällt oder diesen erreicht.
(EN)
The invention relates to a circuit assembly for an electric battery (1), comprising a plurality of individual cells (2.1, 2.2, 2.3) or modules electrically connected in series. A bypass diode (D1, D2, D3) is connected in parallel with each of the cells (2.1, 2.2, 2.3) or each of the modules in such a way that an anode of the bypass diode (D1, D2, D3) is connected to a negative pole of one of the cells (2.1, 2.2, 2.3) or of one of the modules and a cathode of the same bypass diode (D1, D2, D3) is connected to a positive pole of the same cell (2.1, 2.2, 2.3) or of the same module. Alternatively, a semiconductor switch (F1, F2, F3) is connected in parallel with each of the cells (2.1, 2.2, 2.3) or each of the modules, each of the cells (2.1, 2.2, 2.3) or each of the modules having a voltage-measuring unit (5) for measuring a cell voltage (U1, U2, U3) or module voltage, a current-measuring unit (6) being provided for measuring a current (I) through the battery (1), at least one control unit (7) being provided, which is connected to the voltage-measuring unit (5) of one of the cells (2.1, 2.2, 2.3) and to the current-measuring unit (6) and is designed in such a way that said control unit opens the semiconductor switch (F1, F2, F3) of the same cell (2.1, 2.2, 2.3) if a current (I) which, or the absolute value of which, is greater than or equal to a specifiable current threshold value (ITH) flows or if the cell voltage (U1, U2, U3) in question falls below or reaches a specifiable voltage threshold value (UTH) as the current (I) flows.
(FR)
L'invention concerne un ensemble circuit pour une batterie électrique (1), comprenant une pluralité de cellules individuelles (2.1, 2.2, 2.3) ou de modules électriques commuté(s)s en série. Une diode de dérivation (D1, D2, D3) est commutée en parallèle avec chacune des cellules (2.1, 2.2, 2.3) ou chacun des modules, de manière telle que l'anode de la diode de dérivation (D1, D2, D3) est connectée à un pôle négatif d'une des cellules (2.1, 2.2, 2.3) ou d'un des modules et une cathode de la même diode de dérivation (D1, D2, D3) est connectée à un pôle positif de la même cellule (2.1, 2.2, 2.3) ou du même module. En variante, un interrupteur à semi-conducteurs (F1, F2, F3) est commuté en parallèle avec chacune des cellules (2.1, 2.2, 2.3) ou chacun des modules, chacune des cellules (2.1, 2.2, 2.3) ou chacun des modules présentant une unité de mesure de la tension (5) pour la mesure d'une tension de cellule (U1, U2, U3) ou d'une tension de module, une unité de mesure de courant (6) étant utilisée pour la mesure d'un courant (I) à travers la batterie (1), au moins une unité de commande (7) étant utilisée, qui est connectée à l'unité de mesure de la tension (5) d'une des cellules (2.1, 2.2, 2.3) et à l'unité de mesure du courant (6) et conçue de manière telle qu'elle ouvre l'interrupteur à semi-conducteurs (F1, F2, F3) de la même cellule (2.1, 2.2, 2.3) lorsqu'un courant (I), qui est supérieur ou égal ou dont la valeur absolue est supérieure ou égale à une valeur seuil de courant pouvant être prédéfinie (ITH), circule et lorsque la tension de cellule (U1, U2, U3) respective lors de la circulation du courant (I) descend sous ou atteint une valeur seuil de tension pouvant être prédéfinie (UTH).
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