DE102019001506A1

DE102019001506A1 - System with converter, in particular DC / DC converter, and energy storage

Info

Publication number: DE102019001506A1
Application number: DE102019001506.1A
Authority: DE
Inventors: Josef Schmidt; Matthias Hauck; Jens Schäfer; Thomas Zöller; Christian Schumann
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2019-09-26

Abstract

System mit Wandler und Energiespeicher,wobei der Energiespeicher zumindest ein erstes Modul aufweist,wobei der Energiespeicher mit einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Wandlers elektrisch verbunden ist,wobei das erste Modul eine Energiespeicherzelle aufweist, deren elektrischer Anschluss mittels steuerbarer Halbleiterschalter elektrisch trennbar von einem Leistungsanschluss des ersten Moduls ist,wobei das Modul eine Steuerelektronik und ein Mittel zur Erzeugung eines Einschaltsignals aufweist,wobei das Mittel derart mit einem Eingang der Steuerelektronik verbunden ist, insbesondere also das Einschaltsignal dem Eingang zuführbar ist, dass abhängig vom Einschaltsignal die Steuerelektronik die steuerbaren Halbleiterschalter ansteuert.System with converter and energy storage, wherein the energy store has at least a first module, wherein the energy store is electrically connected to a first DC side terminal of the converter, wherein the first module has an energy storage cell whose electrical connection by means of controllable semiconductor switch electrically separable from a power terminal of the first Module is, wherein the module has control electronics and means for generating a switch-on signal, wherein the means is connected to an input of the control electronics, in particular so that the turn-on signal is supplied to the input, that depending on the turn-on signal, the control electronics controls the controllable semiconductor switch.

Description

Die Erfindung betrifft ein System mit Wandler, insbesondere DC/DC-Wandler, und Energiespeicher.The invention relates to a system with converter, in particular DC / DC converter, and energy storage.

Als Energiespeicher ist ein Akkumulator allgemein bekannt.As energy storage, an accumulator is well known.

Aus der US 2016 / 0 064 776 A1 ist eine Batterie als Energiespeicher bekannt.From the US 2016/0 064 776 A1 a battery is known as energy storage.

Aus der EP 0322 734 A1 ist eine Anordnung zum Umsetzen einer innerhalb eines großen Bereichs veränderlicher Spannung in ein binäres Informationssignal bekannt.From the EP 0322734 A1 For example, an arrangement for converting a variable voltage within a wide range to a binary information signal is known.

Aus der DE 10 2015 105 426 A1 ist eine Sicherheitsvorrichtung für einen wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher bekannt.From the DE 10 2015 105 426 A1 a safety device for a rechargeable electric energy storage is known.

Aus der DE 601 30 508 T2 ist eine Energiespeichervorrichtung bekannt.From the DE 601 30 508 T2 an energy storage device is known.

Aus der DE 10 2010 030 353 A1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung von Gleichspannungsquellen bekannt.From the DE 10 2010 030 353 A1 a device for controlling DC voltage sources is known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen modular aufgebauten Energiespeicher in einfacher Weise anzuschalten.The invention is therefore based on the object to turn on a modular energy storage in a simple manner.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the system according to the features indicated in claim 1.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System mit Wandler, insbesondere DC/DC-Wandler, und Energiespeicher sind, dass der Energiespeicher zumindest ein erstes Modul aufweist,
wobei der Energiespeicher mit einem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Wandlers elektrisch verbunden ist,
wobei das erste Modul eine Energiespeicherzelle aufweist, deren elektrischer Anschluss mittels steuerbarer Halbleiterschalter elektrisch trennbar, insbesondere galvanisch elektrisch trennbar, von einem Leistungsanschluss des ersten Moduls ist, insbesondere oder mit diesem Leistungsanschluss elektrisch verbindbar,
insbesondere wobei der Leistungsanschluss des ersten Moduls dem dem ersten gleichspannungsseitigen Anschluss des Wandlers elektrisch verbunden ist,
wobei das Modul eine Steuerelektronik und ein Mittel zur Erzeugung eines Einschaltsignals aufweist,
wobei das Mittel derart mit einem Eingang der Steuerelektronik verbunden ist, insbesondere also das Einschaltsignal dem Eingang zuführbar ist, dass abhängig vom Einschaltsignal die Steuerelektronik die steuerbaren Halbleiterschalter ansteuert,
insbesondere wobei bei Zuführen des Einschaltsignals die Steuerelektronik ein Schließen der steuerbaren Halbleiterschalter bewirkt und bei Fehlen des Einschaltsignals ein Öffnen der steuerbaren Halbleiterschalter.Important features of the invention in the system with converter, in particular DC / DC converter, and energy storage are that the energy storage has at least a first module,
wherein the energy store is electrically connected to a first DC side terminal of the converter,
wherein the first module has an energy storage cell whose electrical connection is electrically separable by means of controllable semiconductor switches, in particular can be separated electrically, from a power connection of the first module, in particular or can be electrically connected to this power connection,
in particular, wherein the power connection of the first module is electrically connected to the first direct-voltage side connection of the converter,
the module having control electronics and means for generating a turn-on signal,
wherein the means is so connected to an input of the control electronics, in particular so that the turn-on signal can be supplied to the input, that depending on the turn-on signal, the control electronics controls the controllable semiconductor switches,
in particular wherein upon supplying the switch-on signal, the control electronics cause the controllable semiconductor switches to close and, in the absence of the switch-on signal, open the controllable semiconductor switches.

Von Vorteil ist dabei, dass eine im Leistungsstrompfad galvanisch abgetrennte Energiespeicherzelle abhängig von einem Einschaltsignal mit dem Leistungsanschluss des Moduls verbindbar und aktivierbar ist. Dabei wird das Einschaltsignal entweder von einem Taster bewirkt oder durch Aktivieren eines anderen der Module.It is advantageous in this case that an energy storage cell which is galvanically isolated in the power current path can be connected to and activated by the power connection of the module as a function of a turn-on signal. The switch-on signal is either effected by a push-button or by activating another of the modules.

Denn die Module sind in parallelgeschalteten Reihenschaltungen angeordnet. Sobald ein Taster betätigt wird, wird ein Modul aktiviert, so dass die Energiespeicherzelle verbunden wird mit dem Leistungsanschluss des Moduls. Somit fließt aber ein Ladestrom für die eingangsseitige Kapazität des Wandlers. Auf diese Weise liegt dann eine rückwärtige oder vorwärtige Spannung am Leistungsanschluss des oder eines der Module an, so dass dies erkennbar ist und ein Einschalten des Moduls bewirkbar ist.Because the modules are arranged in parallel series connections. As soon as a button is pressed, a module is activated, so that the energy storage cell is connected to the power connection of the module. Thus, however, a charging current flows for the input-side capacitance of the converter. In this way, then a backward or forward voltage is applied to the power connection of the or one of the modules, so that this is recognizable and a turning on of the module is effected.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein zweiter Anschluss, insbesondere ein zweiter gleichspannungsseitiger Anschluss, des Wandlers mit einer elektrischen Leistungsquelle, insbesondere Ladegerät oder netzgespeister Gleichrichter, oder mit einer Leistungssenke, insbesondere wechselrichtergespeister Elektromotor, verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass der Energiespeicher aufladbar oder entladbar ist.In an advantageous embodiment, a second connection, in particular a second connection on the DC side, of the converter is connected to an electrical power source, in particular a charger or mains-fed rectifier, or to a power sink, in particular an inverter-fed electric motor. The advantage here is that the energy storage is rechargeable or dischargeable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Energiespeicherzelle mit einem Shunt-Widerstand, mit einer weiteren Energiespeicherzelle und/oder mit einer Sicherung in Reihe geschaltet,
wobei das obere Potential oder ein erster Anschluss dieser Reihenschaltung mittels eines ersten der steuerbaren Halbleiterschalter mit einem für das obere Potential des Leistungsanschlusses vorgesehenen Anschlusselement des Leistungsanschlusses elektrisch verbindbar ist,
wobei das untere Potential oder ein zweiter Anschluss dieser Reihenschaltung mittels eines zweiten der steuerbaren Halbleiterschalter mit einem für das untere Potential des Leistungsanschlusses vorgesehenen Anschlusselement des Leistungsanschlusses elektrisch verbindbar ist,
insbesondere wobei das Modul zur Stromerfassung ein Mittel zur Erfassung der am Shunt-Widerstand abfallenden Spannung im Modul aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Stromerfassung ermöglicht ist und somit abhängig von der am Shuntwiderstand erfassten Spannung diese auf einen Sollwert hinregelbar ist, indem die am gleichspannungsseitigen Anschluss des Wandlers anliegende Spannung entsprechend gestellt wird.In an advantageous embodiment, the energy storage cell is connected in series with a shunt resistor, with a further energy storage cell and / or with a fuse,
wherein the upper potential or a first terminal of this series connection is electrically connectable by means of a first of the controllable semiconductor switches to a connection element of the power connection provided for the upper potential of the power connection,
wherein the lower potential or a second terminal of this series connection is electrically connectable by means of a second one of the controllable semiconductor switches to a connection element of the power connection provided for the lower potential of the power connection,
in particular, wherein the module for current detection has a means for detecting the voltage drop across the shunt resistor in the module. The advantage here is that a simple current detection is possible and thus depending on the voltage detected at the shunt resistor this is hinregelbar to a desired value by the voltage applied to the dc side terminal of the converter voltage is set accordingly.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Energiespeicher weitere Module auf,
wobei der Energiespeicher eine Parallelschaltung von Reihenschaltungen von Modulen aufweist,
insbesondere wobei die weiteren Module baugleich und/oder identisch zum ersten Modul ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein modular aufgebauter Energiespeicher in einfacher Weise herstellbar ist. In an advantageous embodiment of the energy storage on other modules,
wherein the energy store has a parallel connection of series circuits of modules,
in particular wherein the further modules are of identical design and / or identical to the first module. The advantage here is that a modular energy storage device can be produced in a simple manner.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Mittel zur Erzeugung eines Einschaltsignals einen Taster auf, dessen Betätigung ein Einschaltsignal bewirkt, insbesondere wobei das obere Potential der Energiespeicherzelle mittels des Tasters dem Eingang der Steuerelektronik zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein manuelles Einschalten ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the means for generating a switch-on signal on a button whose operation causes a switch-on, in particular wherein the upper potential of the energy storage cell is supplied by means of the probe to the input of the control electronics. The advantage here is that a manual switch is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Mittel zur Erzeugung eines Einschaltsignals einen Taster auf und abhängig von dessen Betätigung ein Potential der Energiespeicherzelle, insbesondere als Einschaltsignal, an den Eingang der Steuerelektronik weiterleitet oder nicht. Von Vorteil ist dabei, dass ein manuelles Einschalten ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the means for generating a switch-on a button and depending on its operation, a potential of the energy storage cell, in particular as a turn-on, forwards the input of the control electronics or not. The advantage here is that a manual switch is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Mittel zur Erzeugung eines Einschaltsignals ein Spannungserkennungsmittel auf, welches derart ausgeführt ist, dass es bei Anliegen einer positiven oder negativen, nicht verschwindenden Spannung am Leistungsanschluss des Moduls ein Einschaltsignal bewirkt,In an advantageous embodiment, the means for generating a switch-on signal comprises a voltage detection means which is designed such that it causes a switch-on when a positive or negative, non-zero voltage is applied to the power connection of the module,

insbesondere welches dem Eingang der Steuerelektronik zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die nicht mittels Taster betätigten Module des Energiespeichers automatisch einschaltbar sind.in particular, which is fed to the input of the control electronics. The advantage here is that the not actuated by buttons modules of the energy storage are automatically switched on.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Spannungserkennungsmittel ein Vorwärtsspannungserkennungsmittel und ein Rückwärtsspannungserkennungsmittel auf. Von Vorteil ist dabei, dass einen nicht verschwindende Spannung erkennbar ist und somit das Modul aktiviert wird.In an advantageous embodiment, the voltage detection means comprises a forward voltage detection means and a reverse voltage detection means. The advantage here is that a non-vanishing voltage can be seen and thus the module is activated.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Mittel zur Erzeugung eines Einschaltsignals ein Vorwärtsspannungserkennungsmittel auf, welches derart ausgeführt ist, dass es bei Anliegen einer positiven nicht verschwindenden Spannung am Leistungsanschluss des Moduls ein Einschaltsignal bewirkt,In an advantageous embodiment, the means for generating a switch-on signal comprises a forward voltage detection means which is designed such that it causes a turn-on signal when a positive non-zero voltage is applied to the power connection of the module,

insbesondere welches dem Eingang der Steuerelektronik zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass bei Anliegen einer Vorwärtsspannung, also positiven Spannung, das Modul aktivierbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Mittel zur Erzeugung eines Einschaltsignals ein Rückwärtsspannungserkennungsmittel auf, welches derart ausgeführt ist, dass es bei Anliegen einer negativen, nicht verschwindenden Spannung am Leistungsanschluss des Moduls ein Einschaltsignal bewirkt,
insbesondere welches dem Eingang der Steuerelektronik zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass bei Anliegen einer Rückwärtsspannung, also negativen Spannung, das Modul aktivierbar ist.in particular, which is fed to the input of the control electronics. The advantage here is that when applying a forward voltage, so positive voltage, the module is activated. In an advantageous embodiment, the means for generating a switch-on signal comprises a reverse voltage detection means which is designed such that it causes a turn-on signal when a negative, non-zero voltage is applied to the power connection of the module,
in particular, which is fed to the input of the control electronics. The advantage here is that when applying a reverse voltage, ie negative voltage, the module is activated.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Spannungserkennungsmittel einen Brückengleichrichter auf, dessen wechselspannungsseitiger Eingang mit dem Leistungsanschluss des Moduls verbunden ist und dessen gleichspannungsseitiger Ausgang einen Optokoppler, insbesondere den primären Teil eines Optokopplers, speist,
wobei der Optokoppler das Eingangssignal bewirkt, insbesondere indem der sekundärseitige Teil des Optokopplers abhängig von der Bestromung des primärseitigen Teils des Optokopplers ein insbesondere oberes Potential der Energiespeicherzelle, insbesondere als Einschaltsignal, an den Eingang weiterleitet oder nicht,
insbesondere wobei im Vorwärtsstrompfad des Brückengleichrichters ein Kondensator angeordnet ist, insbesondere zum Erzeugen eine pulsförmigen Einschaltsignals. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfacher Aufbau der Signalelektronik des Moduls ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the voltage detection means comprises a bridge rectifier, whose AC-side input is connected to the power connection of the module and whose DC-side output an optocoupler, in particular the primary part of an optocoupler feeds
wherein the optocoupler effects the input signal, in particular in that the secondary-side part of the opto-coupler, depending on the energization of the primary-side part of the opto-coupler, forwards a particular upper potential of the energy storage cell, in particular as a turn-on signal, to the input or not,
in particular wherein a capacitor is arranged in the forward current path of the bridge rectifier, in particular for generating a pulse-shaped turn-on signal. The advantage here is that a simple structure of the signal electronics of the module is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Vorwärtsspannungserkennungsmittel eine mit dem Leistungsanschluss des Moduls verbundene Reihenschaltung auf, welche zumindest eine Diode und einen Optokoppler, insbesondere einen primären Teil eines Optokopplers, aufweist,
wobei der Optokoppler abhängig von der Bestromung des primärseitigen Teils des Optokopplers ein insbesondere oberes Potential der Energiespeicherzelle, insbesondere als Einschaltsignal, an den Eingang weiterleitet oder nicht,
insbesondere wobei die Reihenschaltung zusätzlich auch einen Kondensator oder eine Parallelschaltung aus einem Kondensator und einem Widerstand aufweist, insbesondere zum Erzeugen eine pulsförmigen Einschaltsignals. Von Vorteil ist dabei, dass die Aktivierung über eine galvanische Trennung hinweg ausgeführt ist.In an advantageous embodiment, the forward voltage detection means has a series circuit connected to the power connection of the module, which has at least one diode and one optocoupler, in particular a primary part of an opto-coupler,
wherein the optocoupler depending on the energization of the primary-side part of the optocoupler a particular upper potential of the energy storage cell, in particular as a turn-on, forwards to the input or not,
in particular wherein the series connection additionally also has a capacitor or a parallel circuit comprising a capacitor and a resistor, in particular for generating a pulse-shaped switch-on signal. The advantage here is that the activation is performed across a galvanic separation away.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Rückwärtsspannungserkennungsmittel eine mit dem Leistungsanschluss des Moduls verbundene Reihenschaltung auf, welche zumindest eine Diode und einen zweiten Optokoppler, insbesondere einen primären Teil eines zweiten Optokopplers, aufweist,
wobei der zweiten Optokoppler abhängig von der Bestromung des primärseitigen Teils des zweiten Optokopplers ein insbesondere oberes Potential der Energiespeicherzelle, insbesondere als Einschaltsignal, an den Eingang weiterleitet oder nicht. Von Vorteil ist dabei, dass eine Aktivierung des Moduls in sicherer Weise ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the reverse voltage detection means has a series circuit connected to the power connection of the module, which has at least one diode and a second optocoupler, in particular a primary part of a second opto-coupler,
wherein the second optocoupler depends on the energization of the primary-side part of the second optocoupler a particular upper potential of the energy storage cell, in particular as a turn-on signal, to the entrance or not. The advantage here is that activation of the module is possible in a secure manner.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Eingang eine Treiberstufe auf, welchem das Einschaltsignal zugeführt wird,In an advantageous embodiment, the input has a driver stage to which the turn-on signal is supplied,

und/oder dass die Steuerelektronik ein Ausgangssignal erzeugt, welches dem Eingang über eine Diode zugeleitet wird zur Erzeugung eines dauerhaften Einschaltsignals insbesondere wobei die Treiberstufe einen steuerbaren Halbleiterschalter (S1) aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass das Einschaltsignal verstärkt wird und somit auch bei fast entladener Energiespeicherzelle eine Aktivierung des Moduls ermöglicht ist. Nach Aktivierung ist dann ein Aufladen der Energiespeicherzelle ausführbar, da die steuerbaren Halbleiterschalter bei der Aktivierung in den leitenden Zustand versetzt sind. Außerdem ist von Vorteil, dass nach Aktivieren die Steuerelektronik ein dauerhaftes Aktivieren bewirkt, bis nach dem vorgesehenen Betrieb ein Ausschalten des Moduls von der Steuerelektronik ausgelöst wirdand / or that the control electronics generates an output signal which is fed to the input via a diode for generating a permanent switch-on signal, in particular wherein the driver stage comprises a controllable semiconductor switch ( S1 ) having. The advantage here is that the turn-on signal is amplified and thus an activation of the module is also possible with almost discharged energy storage cell. After activation of a charging of the energy storage cell is then executable, since the controllable semiconductor switches are set in the activation state in the conductive state. In addition, it is advantageous that after activating the control electronics causes a permanent activation until after the intended operation, a switch-off of the module is triggered by the control electronics

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Eingang ein Kondensator angeordnet, insbesondere gegen ein unteres Potential einer oder der Energiespeicherzelle zur Ermöglichung eines anfänglichen Stromflusses durch einen oder den Optokoppler und/oder durch den Taster. Von Vorteil ist dabei, dass beim Aktivieren ein anfänglicher Stromfluss bewirkt wird und dieser dann detektierbar ist, also das Einschaltsignal erzeugbar ist.In an advantageous embodiment, a capacitor is arranged at the input, in particular against a lower potential of one or the energy storage cell to allow an initial current flow through one or the optocoupler and / or by the probe. The advantage here is that when activating an initial current flow is effected and this is then detectable, so the turn-on signal can be generated.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination options of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or the task posing by comparison with the prior art arise.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der 1 ist ein schematisches Schaltbild des Energiespeichers dargestellt, wobei der Energiespeicher baugleiche Module (1, 2, 3, 4) aufweist.
In der 2 ist der Leistungsstrompfad eines Moduls (1, 2, 3, 4) dargestellt.
In der 3 ist eine alternative Ausführung zu 2 dargestellt.
In der 4 ist der funktionale Aufbau des Moduls (1, 2, 3, 4) schematisch dargestellt, wobei der Leistungsstrompfad nicht dargestellt ist.
In der 5 ist der signalelektronische Teil des Moduls (1, 2, 3, 4) dargestellt
In der 6 ist eine alternative Ausführung zu 5 dargestellt

The invention will now be explained in more detail with reference to schematic illustrations:

In the 1 is a schematic diagram of the energy storage shown, the energy storage identical modules ( 1 . 2 . 3 . 4 ) having.
In the 2 is the power current path of a module ( 1 . 2 . 3 . 4 ).
In the 3 is an alternative to 2 shown.
In the 4 is the functional structure of the module ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is shown schematically, wherein the power current path is not shown.
In the 5 is the signal electronic part of the module ( 1 . 2 . 3 . 4 )
In the 6 is an alternative to 5 shown

Wie in den Figuren dargestellt, weist der Energiespeicher insbesondere zwei parallel geschaltete Reihenschaltung von Modulen (1, 2, 3, 4).As shown in the figures, the energy store has, in particular, two parallel series connections of modules ( 1 . 2 . 3 . 4 ).

Dabei ist das obere Potential + des ersten Moduls 1 mit dem oberen Potential eines ersten Gleichspannungsanschlusses eines DC/DC-Wandlers 6 verbunden.Here is the upper potential + of the first module 1 with the upper potential of a first DC voltage terminal of a DC / DC converter 6 connected.

An diesem Gleichspannungsanschluss weist der DC/DC-Wandler 6 eine Eingangskapazität C_W des DC/DC-Wandlers auf.At this DC voltage connector, the DC / DC converter 6 an input capacity c_w of the DC / DC converter.

Das untere Potential - eines zweiten Moduls 2 ist mit dem unteren Potential des ersten Gleichspannungsanschlusses eines DC/DC-Wandlers 6 verbunden.The lower potential - a second module 2 is at the lower potential of the first DC voltage terminal of a DC / DC converter 6 connected.

Das obere Potential + des zweiten Moduls 2 ist mit dem unteren Potential - des ersten Moduls 1 verbunden.The upper potential + of the second module 2 is with the lower potential - of the first module 1 connected.

In gleicher Weise ist die Reihenschaltung, bestehend aus einem dritten Modul 3 und einem vierten Modul 4, parallel zum ersten Gleichspannungswandler des DC/DC-Wandlers 6 verbunden.In the same way is the series connection, consisting of a third module 3 and a fourth module 4 , parallel to the first DC-DC converter of the DC / DC converter 6 connected.

Da alle Module (1, 2, 3, 4) baugleich sind, weist jedes dieser Module (1, 2, 3, 4) Anschlüsse (T1, T2) für einen Taster 5 auf, wobei aber nur am ersten Modul 1 ein Taster angeschlossen ist.Because all modules ( 1 . 2 . 3 . 4 ) are identical, each of these modules ( 1 . 2 . 3 . 4 ) Connections ( T1 . T2 ) for a button 5 on, but only on the first module 1 a button is connected.

Der andere Gleichspannungsanschluss des DC/DC-Wandlers 6 ist mit zumindest einer Leistungsquelle oder Leistungssenke verbunden. Hierbei ist als Leistungssenke beispielhaft der von einem Wechselrichter gespeiste elektrischen Antriebsmotor eines Mobilteils vorgesehen und als Leistungssenke der gleichspannungsseitige Anschluss eines netzgespeisten Gleichrichters oder der gleichspannungsseitige Anschluss eines von einer Sekundärwicklung gespeisten Gleichrichters, welche von einem stationär in einer Anlage verlegten Primärleiters induktiv versorgbar ist.The other DC terminal of the DC / DC converter 6 is connected to at least one power source or power sink. Here, by way of example, the electrical drive motor of a mobile part fed by an inverter is provided as a power sink, and the DC voltage side connection of a mains-fed rectifier or the DC voltage side connection of a rectifier fed by a secondary winding, which can be supplied inductively by a stationary installed in a plant primary conductor.

Wenn also der Energiespeicher aufgeladen werden soll, wird von der Leistungsquelle elektrische Leistung dem DC/DC-Wandler 6 zugeführt, so dass dieser am ersten Gleichspannungsanschluss eine Ladespannung verfügbar hält.Thus, when the energy storage is to be charged, electric power from the power source becomes the DC / DC converter 6 fed so that this holds a charging voltage available at the first DC voltage terminal.

Wenn die Leistungsquelle nicht ausreichend oder keine Leistung liefert, wird dem DC/DC-Wandler 6 vom Energiespeicher Leistung zugeführt und somit die am anderen Gleichspannungsanschluss des DC/DC-Wandlers 6 angeordnete Leitungssenke, insbesondere den wechselrichtergespeisten Motor, versorgt. If the power source does not supply enough power, the DC / DC converter will 6 supplied by the energy storage power and thus the other DC voltage connection of the DC / DC converter 6 arranged line sink, in particular the inverter-powered motor supplied.

Wie in 2 gezeigt, weist das Modul (1, 2, 3, 4) jeweils eine Energiespeicherzelle 20, insbesondere Akkumulatorzelle oder Doppelschichtkondensatorzelle, auf, welche in Reihe mit einem Shuntwiderstand 23 und einer Sicherung 24 gegen Überstrom geschaltet ist. Die am Shuntwiderstand 23 abfallende Spannung wird zur Erfassung des Ladestroms verwendet, so dass eine Ladestromregelung ermöglicht ist, also der Ladestrom auf einen Sollwert hin regelbar ist, indem die Spannung am Gleichspannungsanschluss des DC/DC-Wandlers 6 entsprechend gestellt wird.As in 2 shown, the module ( 1 . 2 . 3 . 4 ) each have an energy storage cell 20 , in particular accumulator cell or double-layer capacitor cell, which in series with a shunt resistor 23 and a fuse 24 is switched against overcurrent. The on shunt resistor 23 decreasing voltage is used to detect the charging current, so that a charging current control is enabled, so the charging current is regulated to a set point out by the voltage at the DC voltage terminal of the DC / DC converter 6 is made accordingly.

Die an dieser aus Energiespeicherzelle 20, Sicherung 24 und Shuntwiderstand 24 bestehende Reihenschaltung anliegende Spannung U1 liegt nur zwischen den beiden Potentialen (+, -) des Moduls (1, 2, 3, 4) an, wenn die beiden steuerbaren Halbleiterschalter (21, 22) leitend sind. Durch Öffnen dieser beiden Halbleiterschalter (21, 22) ist ein vollständiges Abtrennen, also Potentialtrennen der Energiespeicherzelle 20 und der Leistungsanschlüsse (+, -) des Moduls (1, 2, 3, 4) ermöglicht.The at this from energy storage cell 20 , Fuse 24 and shunt resistance 24 existing series connection voltage applied U1 lies only between the two potentials ( + . - ) of the module ( 1 . 2 . 3 . 4 ), when the two controllable semiconductor switches ( 21 . 22 ) are conductive. By opening these two semiconductor switches ( 21 . 22 ) is a complete separation, so potential separation of the energy storage cell 20 and the power connections ( + . - ) of the module ( 1 . 2 . 3 . 4 ).

Mittels der beiden steuerbaren Halbleiterschalter (21, 22) ist der Ladestrom, insbesondere auch negative Ladestrom, also Entladestrom, steuerbar. Somit ist mittels des ersten steuerbaren Halbleiterschalters 21 das obere Potential + frei gebbar oder sperrbar und mittels des anderen steuerbaren Halbleiterschalters 22 das untere Potential -.By means of the two controllable semiconductor switches ( 21 . 22 ) is the charging current, in particular negative charging current, ie discharge, controllable. Thus, by means of the first controllable semiconductor switch 21 the upper potential + freely chargeable or lockable and by means of the other controllable semiconductor switch 22 the lower potential - ,

Die in 3 gezeigte Alternative weist in der Reihenschaltung noch eine zusätzliche Energiespeicherzelle 30, insbesondere Akkumulatorzelle oder Doppelschichtkondensatorzelle, auf.In the 3 Alternative shown has in the series circuit nor an additional energy storage cell 30 , in particular accumulator cell or double-layer capacitor cell, on.

Wie in der 4 gezeigt, speist die an der Reihenschaltung anliegende Spannung U1 des Moduls (1, 2, 3, 4) eine mittels eines Einschaltsignales 45 einschaltbare Spannungsversorgungseinheit 41, welche einer Steuerelektronik 42 eine Versorgungsspannung zur Verfügung stellt. Die Steuerelektronik 42 weist vorzugsweise auch eine Regeleinheit zur Ladestromregelung, eine Überwachungselektronik und ein Mittel zur Erfassung einer Temperatur der Energiespeicherzelle 20 auf.Like in the 4 shown, feeds the voltage applied to the series circuit voltage U1 of the module ( 1 . 2 . 3 . 4 ) one by means of a switch-on signal 45 switchable power supply unit 41 , which control electronics 42 provides a supply voltage. The control electronics 42 preferably also has a control unit for charging current control, a monitoring electronics and means for detecting a temperature of the energy storage cell 20 on.

Das Einschaltsignal 45 wird entweder durch Tasterbetätigung 40, also Erkennung der Betätigung des Tasters 5, erzeugt oder durch Vorwärtsspannungserkennung 43 oder durch Rückwärtsspannungserkennung 44, wobei für die beiden letztgenannten Erkennungen die Spannung am Anschluss des Moduls verwendet wird.The switch-on signal 45 is either by push-button operation 40 , so detection of the operation of the button 5 , generated or by forward voltage detection 43 or by reverse voltage detection 44 , wherein for the last two detections, the voltage is used at the connection of the module.

Die Vorwärtsspannungserkennung 43 weist eine Diode auf und ein hierzu in Reihe geschaltete Erkennungsmittel, wobei diese so gebildete Reihenschaltung aus der zwischen dem oberen + und unteren - Potential des Moduls anliegende Spannung versorgt ist.The forward voltage detection 43 comprises a diode and a detection means connected in series therewith, said series circuit thus formed being supplied by the voltage applied between the upper + and - potential of the module.

Die Rückwärtsspannungserkennung 44 weist im Unterschied zur Vorwärtsspannungserkennung 43 eine umgekehrt orientierte Diode auf.The reverse voltage detection 44 points in contrast to the forward voltage detection 43 a reverse-oriented diode.

Das jeweilige Erkennungsmittel erzeugt ein Einschaltsignal 45, welches der Spannungsversorgungseinheit 41 zugeführt wird.The respective detection means generates a switch-on signal 45 , which is the power supply unit 41 is supplied.

Wenn also der Taster 5 betätigt wird und somit das erste Modul 1 eingeschaltet wird, also die steuerbaren Halbleiterschalter (21, 22) des ersten Moduls 1 geschlossen werden, wird mittels der Rückwärtsspannungserkennung 44 des Moduls 2 eine dort anliegende Spannung erkannt, da zu Beginn ein Ladestrom zum Aufladen der Eingangskapazität C_W des DC/DC-Wandlers auftritt. Die Rückwärtsspannungserkennung 44 des Moduls 2 stellt hierzu einen Strompfad zur Verfügung und erkennt dabei die an einem Shunt-Widerstand abfallende Spannung, so dass ein Einschaltsignal 45 im Modul 2 bewirkt wird. Dies führt dazu, dass die steuerbaren Halbleiterschalter (21, 22) des zweiten Moduls 2 geschlossen werden und somit auch das zweite Modul 2 Spannung zwischen seinem oberen + und unteren - Potential bereit stellt.So if the button 5 is pressed and thus the first module 1 is turned on, so the controllable semiconductor switch ( 21 . 22 ) of the first module 1 is closed, by means of the reverse voltage detection 44 of the module 2 detected there a voltage, since at the beginning of a charging current for charging the input capacitance c_w of the DC / DC converter occurs. The reverse voltage detection 44 of the module 2 provides a current path for this purpose and detects the voltage dropping across a shunt resistor, so that a switch-on signal 45 in the module 2 is effected. This leads to the fact that the controllable semiconductor switches ( 21 . 22 ) of the second module 2 be closed and thus the second module 2 Tension between his upper + and lower - Potential provides.

Sobald an der Eingangskapazität C_W des DC/DC-Wandlers eine Spannung anliegt, wird den anderen in Reihe geschalteten Module (3, 4) von ihrer jeweiligen Vorwärtsspannungserkennung 43 ein Einschaltsignal 45 zugeführt, so dass diese ihre Funktion aufnehmen, indem ihre jeweiligen steuerbaren Halbleiterschalter (21, 22) schließen und somit ebenfalls Spannung bereit stellen.Once at the input capacity c_w of the DC / DC converter is applied to the other series-connected modules ( 3 . 4 ) from their respective forward voltage detection 43 a switch-on signal 45 so that they take up their function by their respective controllable semiconductor switches ( 21 . 22 ) and thus also provide tension.

Sodann ist ein Entladen oder aufladen des Energiespeichers ausführbar. Hierbei wird ein entsprechender Ladestrom vom DC/DC-Wandler 6 entsprechend gesteuert.Then it is possible to discharge or charge the energy store. In this case, a corresponding charging current from the DC / DC converter 6 controlled accordingly.

Wie in 5 dargestellt, ist bei einer ersten konkreten Ausführung der Signalelektronik die Rückwärtsspannungserkennung 44 durch eine Reihenschaltung aus Diode V2, dem primärseitigen Teil, insbesondere Leuchtdiode, eines Optokopplers und einem Widerstand R1 gebildet. Wenn also eine negative Spannung an den Leistungsklemmen (+, -) des Moduls anliegt, welche im angeschalteten Betrieb später das obere und das untere Potential (+, -) aufweisen, leuchtet die Leuchtdiode des Optokopplers O2 auf und bewirkt somit das Schließen des sekundärseitigen Teils, also photosensitiven Elements, insbesondere Phototransistors, des Optokopplers 02. Da dieses über den Widerstand R4 mit dem oberen Potential der Spannung U1, also mit der an der aus Energiespeicherzelle 20, Sicherung 24 und Shuntwiderstand 24 bestehenden Reihenschaltung anliegenden Spannung U1, verbunden ist und mit seinem anderen Anschluss über einen Kondensator C2 mit dem unteren Potential der Spannung U1, fließt ein Strompuls zur Aufladung des Kondensators C2.As in 5 is shown in a first concrete embodiment of the signal electronics, the reverse voltage detection 44 by a series connection of diode V2 , the primary-side part, in particular light-emitting diode, an opto-coupler and a resistor R1 educated. So if a negative voltage at the power terminals ( + . - ) of the module, which in the switched-on operation later the upper and the lower potential ( + . - ), the LED of the opto-coupler lights up O2 and thus causes the closing of the secondary-side part, ie photosensitive element, in particular phototransistor, of the optocoupler 02 , Because this is about the resistance R4 with the upper potential of the voltage U1 So with the on from energy storage cell 20 , Fuse 24 and shunt resistance 24 existing series connection voltage applied U1 , is connected and with its other connection via a capacitor C2 with the lower potential of the voltage U1 , a current pulse flows to charge the capacitor C2 ,

Die am Kondensator C2 anliegende Spannung ist gleichzeitig Steuerspannung für einen Halbleiterschalter S1, welcher mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist, wobei die Reihenschaltung dieser beiden Bauelemente aus der Spannung U1 versorgt ist. Vorzugsweise ist der Halbleiterschalter ein MOSFET Transistor.The on the capacitor C2 applied voltage is at the same time control voltage for a semiconductor switch S1 , which is connected in series with a resistor, wherein the series connection of these two components from the voltage U1 is supplied. Preferably, the semiconductor switch is a MOSFET transistor.

Die am Kondensator C2 anliegende Spannung fungiert also als Einschaltsignal 45. Denn sobald der Halbleiterschalter S1 angesteuert wird, ändert die am zwischen dem Widerstand und dem Halbleiterschalter S1 angeordneten Mittelabgriff anliegende Spannung ihr Potential, so dass diese Spannung als Enable Signal 51 für die Spannnungsversorgungseinheit 41 verwendbar ist.The on the capacitor C2 applied voltage thus acts as a turn-on signal 45 , Because as soon as the semiconductor switch S1 is driven, changes the on between the resistor and the semiconductor switch S1 arranged center tap voltage applied their potential, so this voltage as an enable signal 51 for the voltage supply unit 41 is usable.

Sobald aber die Spannungsversorgungseinheit 41 aktiviert ist, erzeugt sie neben der Versorgungsspannung für die Steuerelektronik 42 auch eine dauerhafte Spannung, welche insbesondere über eine Diode V5 den Kondensator C2 im geladenen Zustand hält, so dass das Signal 51 dauerhaft die Spannungsversorgungeinheit 41 im angeschalteten Zustand hält.But as soon as the power supply unit 41 is activated, generates it in addition to the supply voltage for the control electronics 42 also a permanent voltage, which in particular via a diode V5 the capacitor C2 in the charged state holds, so the signal 51 permanently the power supply unit 41 kept in the on state.

Zu Beginn kann statt von der Rückwärtsspannungserkennung 44 das Einschaltsignal 45 auch vom Taster T oder von der Vorwärtsspannungserkennung 43 erzeugt werden.At the beginning, instead of the reverse voltage detection 44 the switch-on signal 45 also from the pushbutton T or from the forward voltage detection 43 be generated.

Hierzu ist der erste Anschluss T1 des Tasters 5 ebenfalls über den Widerstand R4 mit dem oberen Potential der Spannung U1 verbunden und der andere Anschluss T2 des Tasters 5 mit dem Steuereingang des Halbleiterschalters S1. Somit bewirkt auch die Betätigung des Tasters 5 einen Einschaltsignal 45.This is the first connection T1 of the button 5 also about the resistance R4 with the upper potential of the voltage U1 connected and the other connection T2 of the button 5 with the control input of the semiconductor switch S1 , Thus, also causes the operation of the button 5 a switch-on signal 45 ,

Entsprechend der Rückwärtsspannungserkennung 44 weist auch die Vorwärtsspannungserkennung 45 eine Reihenschaltung aus einer Diode V1, dem primären Teil eines Optokopplers O1 und einem Widerstand R1 auf, welche von der zwischen den Leistungsklemmen, also zwischen dem oberen Potential + des Moduls und dem unteren Potential - des Moduls, anliegenden Spannung versorgt ist. Zusätzlich kann die Reihenschaltung aber auch eine Parallelschaltung, bestehend aus einem Widerstand R3 und einem zu ihm parallel geschalteten Kondensator C1, aufweisen, so dass bei Auftreten einer Vorwärtsspannung kein dauerhafter Strom, sondern nur ein kurzzeitig auftretender Strompuls auftritt. Der sekundärseitige Teil des Optokopplers O1 wird bei Auftreten einer Vorwärtsspannung zwischen den Leistungsklemmen leitend. Somit ist dann wiederum der Steuereingang des Halbleiterschalters S1 über den Widerstand R4 mit dem oberen Potential der Spannung U1 verbunden. Auch dies führt zu einem Aufladestromimpuls, also einem Einschaltsignal 45.
Der sekundärseitige Teil des Optokopplers 01 ist ebenfalls in Reihe geschaltet mit dem Widerstand R4.According to the reverse voltage detection 44 also indicates the forward voltage detection 45 a series connection of a diode V1 , the primary part of an optocoupler O1 and a resistance R1 on which of the between the power terminals, so between the upper potential + of the module and the lower potential - of the module, applied voltage is supplied. In addition, the series connection but also a parallel circuit, consisting of a resistor R3 and a capacitor connected in parallel with it C1 , so that when a forward voltage occurs no permanent current, but only a momentary current pulse occurs. The secondary-side part of the optocoupler O1 becomes conductive upon the occurrence of a forward voltage between the power terminals. Thus, then again the control input of the semiconductor switch S1 about the resistance R4 with the upper potential of the voltage U1 connected. This also leads to a charging current pulse, ie a turn-on signal 45 ,
The secondary-side part of the optocoupler 01 is also connected in series with the resistor R4 ,

Im Unterschied zu der Ausführung nach 5 ist bei der Ausführung nach 6 nur ein einziger Optokoppler 01 notwendig, weil die Rückwärtsspannungserkennung 44 Bauelemente der Vorwärtsspannungerkennung 43 nutzt.Unlike the execution after 5 is in the execution after 6 only a single optocoupler 01 necessary because the reverse voltage detection 44 Components of forward voltage detection 43 uses.

Hierzu ist der primäre Teil des ersten Optokopplers O1 des Vorwärtserkennungsmittels 43 über zwei rückwärts gerichtete Dioden (V2, V4) und einen Widerstand R2 mit den Leistungsanschlüssen des Moduls verbunden. Falls somit eine negative Spannung an den Leistungsanschlüssen anliegt, insbesondere also ein niedrigeres Potential am Leistungsanschluss für das obere Potential + des Moduls anliegt als am Leistungsanschluss für das untere Potential - des Moduls, fließt ein Strom vom zweiten Leistungsanschluss durch die Diode V4 und den Widerstand R2 zum zweiten Anschluss des primären Teils des ersten Optokopplers, so dass Licht ausgesendet wird und der sekundäre Teil dieses Optokopplers O1 leitend wird. Aus dem ersten Anschluss des primären Teils des ersten Optokopplers O1 fließt dann der Strom weiter durch die Diode V2 zum ersten Leistungsanschluss, insbesondere also zu dem im Normalbetrieb für das obere Potential + des Moduls vorgesehenen Anschluss.This is the primary part of the first optocoupler O1 of the forward detection means 43 via two backward diodes ( V2 . V4 ) and a resistor R2 connected to the power connections of the module. Thus, if a negative voltage is applied to the power terminals, in particular a lower potential at the power terminal for the upper potential + of the module is present as at the power connection for the lower potential - of the module, a current flows from the second power connection through the diode V4 and the resistance R2 to the second terminal of the primary part of the first optocoupler so that light is emitted and the secondary part of this optocoupler O1 becomes conductive. From the first port of the primary part of the first optocoupler O1 then the current continues to flow through the diode V2 to the first power connection, in particular to the normal operation for the upper potential + of the module provided connection.

Bei positiver Spannung ist dieser rückwärtsgerichtete Strompfad mittels der Dioden V2 und V4 gesperrt.When the voltage is positive, this backward current path is through the diodes V2 and V4 blocked.

In jedem Fall wird bei leitend werdendem sekundären Teil des Optokopplers O1 das Einschaltsignal erzeugt, da ein Aufladestromimpuls frei gegeben wird zum Aufladen des Kondensators C2. Auf diese Weise ist somit Spannung an den Leistungsanschlüssen erkennbar und somit von der Steuerelektronik 42 die Spannungsversorgungseinheit 41 aktivierbar und somit dann auch die steuerbaren Halbleiterschalter (21, 22) in den leitenden Zustand bringbar, also das Modul aktivierbar.In any case, when becomes leittwendem secondary part of the optocoupler O1 the turn-on signal is generated because a charging current pulse is released to charge the capacitor C2 , In this way, voltage is thus recognizable at the power terminals and thus by the control electronics 42 the power supply unit 41 activatable and thus also the controllable semiconductor switches ( 21 . 22 ) Can be brought into the conductive state, so the module activated.

In 6 ist also ein Brückengleichrichter vorgesehen, dessen wechselspannungsseitiger Eingang mit dem Leistungsanschluss des Moduls verbunden ist und dessen gleichsspannungsseitiger Ausgang den Optokoppler O1 speist, insbesondere dessen primäres Teil, wobei dessen sekundäres Teil das obere Potential der Energiespeicherzelle dem Eingang der Steuerelektronik, also dem Steuereingang des Schalters S1 zuführt abhängig von der Bestromung des primären Teils.In 6 Thus, a bridge rectifier is provided whose Wechselspannungsseitiger Input is connected to the power connection of the module and its DC-side output the optocoupler O1 feeds, in particular its primary part, wherein the secondary part of the upper potential of the energy storage cell to the input of the control electronics, so the control input of the switch S1 feeds depending on the energization of the primary part.

Am wechselspannungsseitigen Eingang des Brückengleichrichters liegt keine Wechselspannung an sondern nur eine rückwärtige oder eine vorwärtige Spannung, insbesondere also negative oder positive Spannung.The AC-side input of the bridge rectifier is not AC voltage but only a backward or forward voltage, ie in particular negative or positive voltage.

Der Halbleiterschalter S1 fungiert als Treiberstufe des Eingangs. Zwischen dem Eingang und einem unteren Potential der Energiespeicherzelle ist ein Kondensator C2 angeordnet, welcher somit einen anfänglichen Stromfluss erlaubt. Über die Diode V5 führt ein Ausgang 50 nach dem anfänglichen Einschalten der Steuerelektronik des Moduls ein Potential zu, welches ein dauerhaftes Halten des Einschaltsignals bewirkt, insbesondere also ein dauerhaftes Aktivieren des Eingangs bewirkt.The semiconductor switch S1 acts as driver stage of the input. Between the input and a lower potential of the energy storage cell is a capacitor C2 arranged, which thus allows an initial current flow. About the diode V5 leads an exit 50 After the initial activation of the control electronics of the module to a potential which causes a permanent holding of the turn-on, in particular thus causes a permanent activation of the input.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind auch an anderen Modulen Taster angeschlossen.In further embodiments of the invention, buttons are also connected to other modules.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist ein erstes oder mehrerer der Module mit einem Leistungspfad nach 2 ausgeführt und die restlichen Module nach 3.In further embodiments of the invention, a first or more of the modules with a power path is after 2 executed and the remaining modules after 3 ,

Alternativ oder zusätzlich ist der signalelektronische Teil eines oder mehrerer Module nach 5 ausgeführt und der signalelektronische Teil der restlichen Module nach 6.Alternatively or additionally, the signal-electronic part of one or more modules is after 5 executed and the signal-electronic part of the remaining modules after 6 ,

Bei der Erfindung muss ein vollständiges Entladen der jeweiligen Energiespeicher aller Module vermieden werden, da ansonsten ein Anschalten nicht ermöglicht wird.In the invention, a complete discharge of the respective energy storage of all modules must be avoided, since otherwise turning on is not possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Modulmodule
22: Modulmodule
33: Modulmodule
44: Modulmodule
55: Tasterbutton
2020: Energiespeicherzelle, insbesondere Akkumulatorzelle oder DoppelschichtkondensatorzelleEnergy storage cell, in particular accumulator cell or double-layer capacitor cell
2121: steuerbarer Halbleiterschaltercontrollable semiconductor switch
2222: steuerbarer Halbleiterschaltercontrollable semiconductor switch
2323: Shuntwiderstandshunt resistor
2424: Sicherungfuse
3030: weitere Energiespeicherzelle, insbesondere Akkumulatorzelle oder Doppelschichtkondensatorzellefurther energy storage cell, in particular accumulator cell or double-layer capacitor cell
4040: Tasterbetätigung, Erkennung der TasterbetätigungPushbutton actuation, detection of pushbutton actuation
4141: SpannnungsversorgungseinheitSpan drying supply unit
4242: Steuerelektronik, insbesondere ÜberwachungselektronikControl electronics, in particular monitoring electronics
4343: VorwärtsspannungserkennungForward voltage detection
4444: RückwärtsspannungserkennungReverse voltage detection
4545: Einschaltsignalswitch-on
5050: Ausgang der Steuerelektronik Output of the control electronics
T1T1: erster Tasteranschlussfirst push-button connection
T2T2: zweiter Tasteranschluss second push-button connection
U1U1: verfügbare Modulspannungavailable module voltage
++: oberes Potential des Moduls, Leistungsklemme des ModulsUpper potential of the module, power terminal of the module
--: unteres Potential des Moduls, Leistungsklemme des Modulslower potential of the module, power terminal of the module
V1V1: Diodediode
V2V2: Diodediode
V3V3: Diodediode
V4V4: Diodediode
V5V5: Diodediode
R1R1: Widerstandresistance
R2R2: Widerstandresistance
R3R3: Widerstandresistance
R4R4: Widerstandresistance
R5R5: Widerstandresistance
O1O1: Optokoppleroptocoupler
O2O2: Optokoppleroptocoupler
C1C1: Kondensatorcapacitor
C_Wc_w: Eingangskapazität des DC/DC-WandlersInput capacitance of the DC / DC converter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20160064776 A1 [0003]
EP 0322734 A1 [0004]
DE 102015105426 A1 [0005]
DE 60130508 T2 [0006]
DE 102010030353 A1 [0007]

Claims

System with converter, which is designed as a DC / DC converter, and energy storage, wherein the energy store has at least a first module, wherein the energy store is electrically connected to a first DC side terminal of the converter, wherein the first module has an energy storage cell whose electrical Connection by means of controllable semiconductor switch electrically separable, in particular electrically separable from a power terminal of the first module is electrically or in particular electrically connectable with this power terminal, in particular wherein the power terminal of the first module is electrically connected to the first DC side terminal of the converter, characterized in that the module has control electronics and means for generating a turn-on signal, wherein the means is connected to an input of the control electronics, in particular so that the turn-on signal is supplied to the input that a Depending on the turn-on signal, the control electronics activates the controllable semiconductor switches, in particular wherein when the turn-on signal is supplied the control electronics cause the controllable semiconductor switches to close and, in the absence of the turn-on signal, open the controllable semiconductor switches.

System after Claim 1 Characterized in that a second connection, in particular a second DC-voltage side terminal, of the transducer with an electrical power source, in particular charger or AC-powered rectifier, or is connected to a power sink, and in particular inverter-fed electric motor.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the energy storage cell is connected in series with a shunt resistor, with a further energy storage cell and / or with a fuse, wherein the upper potential or a first terminal of this series connection means of a first controllable Semiconductor switch with a provided for the upper potential of the power terminal connecting element of the power terminal is electrically connected, wherein the lower potential or a second terminal of this series circuit by means of a second controllable semiconductor switch with a provided for the lower potential of the power terminal connection element of the power connection is electrically connectable, in particular wherein the module for current detection has a means for detecting the voltage drop across the shunt resistor in the module.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the energy store comprises further modules, wherein the energy store comprises a parallel connection of series circuits of modules, in particular wherein the further modules are constructed identical and / or identical to the first module.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the means for generating a switch-on has a button whose actuation causes a switch-on, in particular wherein the upper potential of the energy storage cell is supplied by means of the probe to the input of the control electronics and / or that the means for generating a switch-on signal has a button and, depending on its operation, a potential of the energy storage cell, in particular as a turn-on, forwards the input of the control electronics or not.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the means for generating a switch-on signal comprises a voltage detection means which is designed such that it causes a turn-on when applying a positive or negative, non-zero voltage at the power connection of the module, in particular which the Input of the control electronics is supplied.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the voltage detection means comprises a forward voltage detection means and a reverse voltage detection means.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the means for generating a switch-on a forward voltage detection means, which is designed such that it causes a turn-on when a positive non-zero voltage at the power terminal of the module, in particular which the input of the control electronics is supplied.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the means for generating a switch-on signal comprises a reverse voltage detection means, which is designed such that it causes a turn-on when a negative, non-zero voltage at the power terminal of the module, in particular which the input of the Control electronics is supplied.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the voltage detection means comprises a bridge rectifier whose AC-side input is connected to the power terminal of the module and its DC side output an optocoupler, in particular the primary part of an opto-coupler, feeds, wherein the optocoupler causes the input signal in particular in that the secondary-side part of the opto-coupler, depending on the energization of the primary-side part of the opto-coupler, forwards a particular upper potential of the energy storage cell, in particular as a turn-on signal to the input or not, in particular wherein in the forward current path of the bridge rectifier, a capacitor is arranged, in particular for generating a pulse-shaped switch-on signal.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the forward voltage detection means having a connected to the power terminal of the module series circuit comprising at least a diode and an optocoupler, in particular a primary part of an optocoupler, wherein the optocoupler depending on the energization of the primary side Part of the optocoupler in particular an upper potential of the energy storage cell, in particular as a turn-on, or on the input passes, in particular wherein the series circuit additionally also has a capacitor or a parallel circuit of a capacitor and a resistor, in particular for generating a pulse-shaped turn-on.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the reverse voltage detection means comprises a series connection connected to the power connection of the module, which comprises at least one diode and a second optocoupler, in particular a primary part of a second opto-coupler, the second optocoupler depending on the Current supply of the primary-side part of the second optocoupler, in particular a top potential of the energy storage cell, in particular as a turn-on, forwards to the input or not.

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the input has a driver stage to which the turn-on signal is supplied, and / or that the control electronics generates an output signal which is supplied to the input via a diode for generating a permanent turn-on signal. in particular wherein the driver stage has a controllable semiconductor switch (S1).

System according to at least one of the preceding claims, characterized in that a capacitor is arranged at the input, in particular against a lower potential of one or the energy storage cell to allow an initial current flow through one or the optocoupler and / or by the probe.