DE102011006762A1 - Battery direct converter in ring configuration - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem mit einem Wechselrichter zum Versorgen einer n-phasigen elektrischen Maschine (11), wobei n ≥ 2, mit einer Vielzahl von Energiespeichermodulen (2a, 2b, 2c, 2d), welche in Reihenschaltung in einer Ringleitung (1) angeordnet sind, wobei jedes der Vielzahl von Energiespeichermodulen (2a, 2b, 2c, 2d) einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, eine Energiespeicherzelle, welche mindestens einen Energiespeicher (6a, 6b, 6c, 6d) aufweist, und welche zwischen den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss gekoppelt ist, eine Ringschalteinrichtung (5a, 5b, 5c, 5d), welche dazu ausgelegt ist, die Energiespeicherzelle mit dem ersten Anschluss des Energiespeichermoduls (2a, 2b, 2c, 2d) schaltbar zu verbinden, und eine erste Koppeleinrichtung (21a–21c; 22a–22c; 23a–23c; 24a–24c), welche dazu ausgelegt ist, einen Knoten zwischen dem zweiten Anschluss und der Energiespeicherzelle schaltbar mit einer der Phasenleitungen (11a, 11b, 11c) der elektrischen Maschine (11) zu verbinden, aufweist.The invention relates to an electric drive system with an inverter for supplying an n-phase electric machine (11), where n ≥ 2, with a plurality of energy storage modules (2a, 2b, 2c, 2d) connected in series in a ring line (1). wherein each of the plurality of energy storage modules (2a, 2b, 2c, 2d) has a first terminal and a second terminal, an energy storage cell having at least one energy store (6a, 6b, 6c, 6d), and which between the first terminal and the second terminal is coupled, a ring switching device (5a, 5b, 5c, 5d), which is designed to connect the energy storage cell to the first terminal of the energy storage module (2a, 2b, 2c, 2d) switchable, and a first coupling device ( 21a-21c; 22a-22c; 23a-23c; 24a-24c) adapted to connect a node between the second terminal and the energy storage cell switchably with one of the phase lines (11a, 11b 11c) of the electric machine (11).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Batteriedirektumrichter mit Energiespeichermodulen, welche in Ringkonfiguration angeordnet sind, zum Speisen einer elektrischen Maschine.The invention relates to a battery direct converter with energy storage modules, which are arranged in a ring configuration, for feeding an electric machine.

Stand der TechnikState of the art

Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft sowohl bei stationären Anwendungen, wie zum Beispiel Windkraftanlagen, wie auch in Fahrzeugen, wie Hybrid- oder Elektrofahrzeugen, vermehrt elektronische Systeme zum Einsatz kommen, die neue Energiespeichertechnologien mit elektrischer Antriebstechnik kombinieren. Um die für eine jeweilige Anwendung gegebenen Anforderungen an Leistung und Energie erfüllen zu können, werden üblicherweise mehrere Batteriezellen in Serie geschaltet. Da der von einem derartigen Antriebssystem bereitgestellte Strom durch alle Batteriezellen fließen muss und eine Batteriezelle nur einen begrenzten Strom leiten kann, werden oft zusätzlich Batteriezellen parallel geschaltet, um den maximalen Strom zu erhöhen.It is becoming apparent that in the future, both in stationary applications, such as wind turbines, as well as in vehicles such as hybrid or electric vehicles, increasingly electronic systems will be used, which combine new energy storage technologies with electric drive technology. In order to meet the given requirements for a given application in terms of performance and energy, usually several battery cells are connected in series. Since the current provided by such a drive system must flow through all battery cells and a battery cell can only conduct a limited current, battery cells are often additionally connected in parallel in order to increase the maximum current.

Die Serienschaltung mehrerer Batteriezellen bringt neben einer hohen Gesamtspannung das Problem mit sich, dass der gesamte Energiespeicher ausfällt, wenn eine einzige Batteriezelle ausfällt, weil dann kein Batteriestrom mehr fließen kann. Ein solcher Ausfall des Energiespeichers kann zu einem Ausfall des Gesamtsystems führen. Bei einem Fahrzeug kann ein Ausfall der Antriebsbatterie zum ”Liegenbleiben” des Fahrzeugs führen. Bei anderen Anwendungen, wie z. B. der Rotorblattverstellung von Windkraftanlagen, kann es bei ungünstigen Rahmenbedingungen, wie z. B. starkem Wind, sogar zu sicherheitsgefährdenden Situationen kommen. Daher ist stets eine hohe Zuverlässigkeit des Energiespeichers anzustreben, wobei mit ”Zuverlässigkeit” die Fähigkeit eines Systems bezeichnet wird, für eine vorgegebene Zeit fehlerfrei zu arbeiten.The series connection of several battery cells in addition to a high total voltage involves the problem that the entire energy storage fails if a single battery cell fails, because then no battery power can flow. Such a failure of the energy storage can lead to a failure of the entire system. In a vehicle, failure of the traction battery can result in the vehicle "stalling". For other applications, such as. B. the rotor blade adjustment of wind turbines, it may be in unfavorable conditions such. B. strong wind, even come to safety-threatening situations. Therefore, a high reliability of the energy storage is always desirable, with "reliability" is the ability of a system to work for a given time error-free.

Es ist daher möglich, Batterien mit mehreren Batteriemodulsträngen zu betreiben, welche direkt an Phasenleitungen einer elektrischen Maschine anschließbar sind. Die Batteriemodulstränge weisen dabei eine Mehrzahl von in Serie geschalteten Batteriemodulen auf, wobei jedes Batteriemodul mindestens eine Batteriezelle und eine zugeordnete steuerbare Koppeleinheit aufweist, welche es erlaubt, in Abhängigkeit von Steuersignalen den jeweiligen Batteriemodulstrang zu unterbrechen, oder die jeweils zugeordnete mindestens eine Batteriezelle zu überbrücken, oder die jeweils zugeordnete mindestens eine Batteriezelle in den jeweiligen Batteriemodulstrang zu schalten. Durch geeignete Ansteuerung der Koppeleinheiten, z. B. mit Hilfe von Pulsweitenmodulation, können auch geeignete Phasensignale zur Steuerung der elektrischen Maschine bereitgestellt werden, so dass auf einen separaten Pulswechselrichter verzichtet werden kann.It is therefore possible to operate batteries with several battery module strings, which can be connected directly to phase lines of an electrical machine. The battery module strands in this case have a plurality of battery modules connected in series, each battery module having at least one battery cell and an associated controllable coupling unit, which makes it possible to interrupt the respective battery module string depending on control signals, or to bridge the respectively assigned at least one battery cell, or to switch the respectively assigned at least one battery cell into the respective battery module string. By suitable control of the coupling units, z. B. by means of pulse width modulation, suitable phase signals for controlling the electric machine can be provided, so that can be dispensed with a separate pulse inverter.

Die Druckschrift US 5,642,275 offenbart beispielsweise ein Antriebssystem für eine dreiphasige elektrische Maschine mit kaskadierten Wechselrichtern, denen jeweils eine einzelne Batteriezelle zugeordnet ist.The publication US 5,642,275 For example, discloses a drive system for a three-phase electric machine with cascaded inverters, each associated with a single battery cell.

Die Druckschrift US 6,577,087 B2 offenbart ein mehrstufiges Antriebssystem mit einem Pulswechselrichter und einem Strang selektiv überbrückbarer Batteriezellen zur Versorgung eines elektrischen Maschine mit abgestuften Versorgungsspannungen.The publication US 6,577,087 B2 discloses a multi-stage drive system having a pulse inverter and a string of selectively bridgeable battery cells for supplying an electrical machine with stepped supply voltages.

Die Druckschrift JP 2000-0341964 A offenbart ebenfalls ein Antriebssystem mit mehrstufig schaltbarer Versorgungsspannung.The publication JP 2000-0341964 A also discloses a drive system with multi-stage switchable supply voltage.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gemäß einer Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung einen Wechselrichter zum Versorgen einer n-phasigen elektrischen Maschine, wobei n ≥ 2, mit einer Vielzahl von Energiespeichermodulen, welche in Reihenschaltung in einer Ringleitung angeordnet sind, wobei jedes der Vielzahl von Energiespeichermodulen einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, eine Energiespeicherzelle, welche mindestens einen Energiespeicher aufweist, und welche zwischen den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss gekoppelt ist, eine Ringschalteinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, die Energiespeicherzelle mit einem ersten Anschluss des Energiespeichermoduls schaltbar zu verbinden, und eine erste Koppeleinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, einen Knoten zwischen dem zweiten Anschluss und der Energiespeicherzelle schaltbar mit einer der Phasenleitungen der elektrischen Maschine zu verbinden, aufweist.According to one embodiment, the present invention provides an inverter for supplying an n-phase electric machine, where n ≥ 2, having a plurality of energy storage modules arranged in series in a loop, each of the plurality of energy storage modules having a first terminal and a second Connection, an energy storage cell which has at least one energy store, and which is coupled between the first terminal and the second terminal, a ring switching device which is adapted to switchably connect the energy storage cell with a first terminal of the energy storage module, and a first coupling device, which is configured to switchably connect a node between the second terminal and the energy storage cell to one of the phase lines of the electrical machine comprises.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindung ein System mit einem erfindungsgemäßen Wechselrichter und einer n-phasigen elektrischen Maschine, wobei n ≥ 2, welche über n Phasenleitungen jeweils mit den ersten Koppeleinrichtungen der Vielzahl der Energiespeichermodule des Wechselrichters verbunden ist.According to a further embodiment, the present invention provides a system comprising an inverter according to the invention and an n-phase electric machine, wherein n ≥ 2, which is connected via n phase lines respectively to the first coupling means of the plurality of energy storage modules of the inverter.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform schafft die vorliegende Erfindungs ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Systems. Das Verfahren umfasst die Schritte des Öffnens einer der Ringschalteinrichtungen der Vielzahl von Energiespeichermodulen bei gleichzeitigem Schließen der übrigen Ringschalteinrichtungen, und des selektivens Ansteuerns der ersten Koppeleinrichtungen zum Verbinden der n Phasenleitungen mit jeweils einem der Vielzahl von Energiespeichermodulen.According to a further embodiment, the present invention provides a method for operating a system according to the invention. The method includes the steps of opening one of the ring switching devices of the plurality of energy storage modules while simultaneously closing the remaining ring switching devices, and selectively driving the first coupling devices to connect the n phase lines to each of the plurality of energy storage modules.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Eine Idee der Erfindung ist es, ein batteriegetriebenes Antriebssystem zu schaffen, welches eine abgestufte Versorgungsspannung für eine n-phasige elektrische Maschine bereitstellen kann. Dazu werden Energiespeichermodule in einem Ring angeordnet, welcher an frei wählbaren Stellen über Schalteinrichtungen in eine Kette von Energiespeichermodulen aufgetrennt werden kann. Dadurch können Energiespeicherzellen, welche in den Energiespeichermodulen angeordnet sind, variabel in die Kette zur Energieversorgung von Phasenleitungen der elektrischen Maschine zugeschaltet werden.An idea of the invention is to provide a battery powered drive system which can provide a stepped supply voltage to an n-phase electric machine. For this purpose, energy storage modules are arranged in a ring, which can be separated at arbitrary points via switching devices in a chain of energy storage modules. As a result, energy storage cells, which are arranged in the energy storage modules, can be variably connected in the chain for supplying energy to phase lines of the electrical machine.

Diese Topologie ermöglicht überdies eine gleichmäßige Belastung aller Energiespeicherzellen bzw. aller Energiespeichermodule, so dass zum Erreichen eines jeweiligen Versorgungsspannungswertes die einzelnen Energiespeicherzellen durch entsprechende Zu- und Abschaltung unterschiedlich stark strombelastet werden können. Damit kann im zeitlichen Mittel eine gleichmäßige Durchschnittsbelastung aller Energiespeicherzellen erreicht werden.This topology also allows a uniform load on all energy storage cells or all energy storage modules, so that to achieve a respective supply voltage value, the individual energy storage cells can be charged different current by appropriate connection and disconnection. This can be achieved on average over time a uniform average load of all energy storage cells.

Darüber hinaus ist das System gegenüber einem Ausfall oder Defekt einer einzelnen Energiespeicherzelle bzw. eines einzelnen Energiespeichermoduls robust, denn jede der Energiespeicherzellen kann entweder über die Ringschalteinrichtungen dauerhaft an das Ende der Energieversorgungskette geschaltet werden, wo sie weder stört noch nützt, oder über eine der Phasenleitungen mithilfe der ersten Koppeleinrichtungen überbrückt werden. In beiden Fällen kann das Antriebssystem mit den übrigen Energiespeichermodulen noch sicher weiter betrieben werden, so dass die Ausfallsicherheit des gesamten Systems sehr hoch ist.In addition, the system is robust to a failure or failure of a single energy storage cell or energy storage module because each of the energy storage cells can either be permanently switched to the end of the power supply chain via the ring switching devices where it does not bother or benefit, or through one of the phase lines be bridged by means of the first coupling devices. In both cases, the drive system with the other energy storage modules can still be operated safely, so that the reliability of the entire system is very high.

Die Anzahl der zur Erzeugung beliebiger Drehstromsysteme erforderlichen Energiespeicherzellen ist bei dem erfindungsgemäßen System sehr gering, wodurch eine platzsparende und kostengünstige Ausführung möglich ist.The number of energy storage cells required for the production of any three-phase systems is very low in the system according to the invention, whereby a space-saving and cost-effective design is possible.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems; 1 a schematic representation of an embodiment of a system according to the invention;

1a eine schematische Darstellung eines Energiespeichermoduls des Systems in 1 in höherem Detail gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; 1a a schematic representation of an energy storage module of the system in 1 in greater detail in accordance with another embodiment of the invention;

2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems; 2 a schematic representation of another embodiment of a system according to the invention;

3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems; und 3 a schematic representation of another embodiment of a system according to the invention; and

4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform. 4 a schematic representation of a method for operating a system according to the invention according to another embodiment.

1 zeigt ein elektrisches Antriebssystem 10 zur Versorgung einer elektrischen Maschine 11 mit einer Versorgungsspannung. Die elektrische Maschine 11 ist dabei eine n-phasige Maschine mit n ≥ 2. Das elektrische Antriebssystem 10 umfasst daher n Phasenleitungen 11a... 11n, von denen in 1 beispielhaft zwei Phasenleitungen 11a und 11n gezeigt sind. Zur Versorgung der elektrischen Maschine mit Strom ist eine Ringleitung 1 vorgesehen, in der eine Anzahl m Energiespeichermodule 2a... 2m in Serie geschaltet sind, von denen in 1 beispielhaft drei Energiespeichermodule 2a, 2b, 2m gezeigt sind. Die Anzahl der Energiespeichermodule 2a...2m ist dabei beliebig. Die Energiespeichermodule 2a...2m sind jeweils über Versorgungsanschlüsse 3a... 3n mit den n Phasenleitungen 11a... 11n verbunden. Beispielsweise ist die Phasenleitung 11a über jeweils einen Versorgungsanschluss 3a mit jedem der Energiespeichermodule 2a, 2b, 2m verbunden. Dabei ist die Anzahl der Versorgungsanschlüsse 3a... 3n von der Anzahl der Phasenleitungen 11a... 11n abhängig. 1 shows an electric drive system 10 for supplying an electrical machine 11 with a supply voltage. The electric machine 11 is an n-phase machine with n ≥ 2. The electric drive system 10 therefore includes n phase lines 11a ... 11n of which in 1 exemplified two phase lines 11a and 11n are shown. To supply the electrical machine with electricity is a loop 1 provided in which a number m energy storage modules 2a ... 2m are connected in series, of which in 1 exemplary three energy storage modules 2a . 2 B . 2m are shown. The number of energy storage modules 2a ... 2m is arbitrary. The energy storage modules 2a ... 2m are each via supply connections 3a ... 3n with the n phase lines 11a ... 11n connected. For example, the phase line 11a via one supply connection each 3a with each of the energy storage modules 2a . 2 B . 2m connected. Here is the number of supply connections 3a ... 3n from the number of phase lines 11a ... 11n dependent.

In 1a ist in höherem Detail der Aufbau eines Energiespeichermoduls 2 gezeigt. Die Energiespeichermodule 2a...2m der 1 können dabei wie das in 2 gezeigte Energiespeichermodul 2 aufgebaut sein. Das Energiespeichermodul 2 umfasst einen ersten Anschluss 4a und einen zweiten Anschluss 4b. Weiterhin umfasst das Energiespeichermodul 2 eine Energiespeicherzelle 6. Die Energiespeicherzelle 6 kann dabei mindestens einen Energiespeicher, wie beispielsweise eine Batterie umfassen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass in der Energiespeicherzelle 6 mehrere Energiespeicher in Reihe oder parallel geschaltet werden. Die Anzahl und Anordnung der Energiespeicher in der Energiespeicherzelle 6 kann sich dabei nach den Anforderungen des Antriebssystems 10 richten.In 1a is in more detail the structure of an energy storage module 2 shown. The energy storage modules 2a ... 2m of the 1 can do like that in 2 shown energy storage module 2 be constructed. The energy storage module 2 includes a first port 4a and a second connection 4b , Furthermore, the energy storage module comprises 2 an energy storage cell 6 , The energy storage cell 6 may include at least one energy storage, such as a battery. It may be provided that in the energy storage cell 6 several energy storage devices can be connected in series or in parallel. The number and arrangement of energy storage in the energy storage cell 6 can adapt to the requirements of the drive system 10 judge.

Das Energiespeichermodul 2 umfasst weiterhin eine Schalteinrichtung 5, welche den ersten Anschluss 4a des Energiespeichermoduls 2 schaltbar mit der Energiespeicherzelle 6 verbindet. Die Schalteinrichtung 5 kann auch als Ringschalteinrichtung 5 bezeichnet werden, da sie in geöffnetem Zustand den Ring, welcher durch die Ringleitung 1 über alle Energiespeichermodule 2 gebildet wird, unterbricht. Das Energiespeichermodul 2 umfasst weiterhin einen Knoten 7, welcher zwischen dem zweiten Anschluss 4b und der Energiespeicherzelle 6 angeordnet ist. Mit dem Knoten 7 ist eine Koppeleinrichtung 8 verbunden, welche die Versorgungsanschlüsse 3a... 3n des Energiespeichermoduls 2 mit dem Knoten 7 verbindet. Die Koppeleinrichtung 8 kann beispielsweise Schalteinrichtungen umfassen, welche jede der Phasenleitungen 11a... 11n über die Versorgungsanschlüsse 3a... 3n separat und unabhängig voneinander schaltbar mit dem Knoten 7 verbinden kann.The energy storage module 2 further comprises a switching device 5 which the first connection 4a of the energy storage module 2 Switchable with the energy storage cell 6 combines. The switching device 5 Can also be used as ring switching device 5 be designated as they are in the open state the ring passing through the loop 1 about all energy storage modules 2 is formed, interrupts. The energy storage module 2 also includes a node 7 which is between the second port 4b and the energy storage cell 6 is arranged. With the node 7 is a coupling device 8th connected to the supply connections 3a ... 3n of the energy storage module 2 with the node 7 combines. The coupling device 8th For example, it may include switching devices that connect each of the phase lines 11a ... 11n via the supply connections 3a ... 3n separately and independently switchable with the node 7 can connect.

Zusammen mit den Koppeleinrichtungen 8 bilden Energiespeichermodule 2, welche in eine Ringleitung 1 gemäß der Topologie nach 1 in Reihe geschaltet sind, einen Wechselrichter, welcher eine von den Energiespeicherzellen 6 gelieferte Gleichspannung über eine aktive Ansteuerung der Koppeleinrichtungen 8 in eine Wechselspannung für eine elektrische Maschine umrichten kann. Die Granularität der Umsetzung der digitalen Ansteuersignale für die Koppeleinrichtungen 8 der Energiespeichermodule 2 in eine analoge Ausgangswechselspannung hängt dabei unter anderem von der Anzahl der verwendeten Energiespeichermodule 2 bzw. der verwendeten Energiespeicherzellen 6 sowie der Taktrate der Ansteuerung der Koppeleinrichtungen 8 ab.Together with the coupling devices 8th form energy storage modules 2 which is in a loop 1 according to the topology 1 are connected in series, an inverter, which is one of the energy storage cells 6 supplied DC voltage via an active control of the coupling devices 8th can convert into an AC voltage for an electrical machine. The granularity of the implementation of the digital drive signals for the coupling devices 8th the energy storage modules 2 in an analog output AC voltage depends, inter alia, on the number of energy storage modules used 2 or the energy storage cells used 6 as well as the clock rate of the control of the coupling devices 8th from.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Antriebssystem 20. Das Antriebssystem 20 entspricht dabei der Konfiguration des in 1 gezeigten Antriebssystems 10. Das Antriebssystem 20 dient beispielhaft zur Drehstromerzeugung für eine dreiphasige elektrische Maschine 11 mit drei Phasenleitungen 11a, 11b, 11c, welche auch mit U, V und W bezeichnet werden können. Das Antriebssystem 20 umfasst dabei beispielhaft vier Energiespeichermodule 2a, 2b, 2c, 2d, welche in der Ringleitung 1 in Serie geschaltet sind. Jedes der Energiespeichermodule 2a, 2b, 2c, 2d umfasst dabei eine Ringschalteinrichtung 5a, 5b, 5c, 5d, eine Energiespeicherzelle 6a, 6b, 6c, 6d sowie Koppeleinrichtungen zum Koppeln der Energiespeichermodule 2a, 2b, 2c, 2d mit den jeweiligen Phasenleitungen 11a, 11b, 11c. 2 shows a schematic representation of an embodiment of a drive system 20 , The drive system 20 corresponds to the configuration of in 1 shown drive system 10 , The drive system 20 serves as an example for three-phase current generation for a three-phase electrical machine 11 with three phase lines 11a . 11b . 11c , which can also be called U, V and W. The drive system 20 includes four energy storage modules by way of example 2a . 2 B . 2c . 2d , which in the ring line 1 are connected in series. Each of the energy storage modules 2a . 2 B . 2c . 2d includes a ring switching device 5a . 5b . 5c . 5d , an energy storage cell 6a . 6b . 6c . 6d and coupling means for coupling the energy storage modules 2a . 2 B . 2c . 2d with the respective phase lines 11a . 11b . 11c ,

Die Koppeleinrichtungen umfassen dabei pro Energiespeichermodul jeweils drei Schalteinrichtungen, welche die Ringleitung 1 in dem jeweiligen Energieversorgungsmodul mit einer der drei Phasenleitungen 11a, 11b, 11c schaltbar verbinden. Beispielsweise umfasst das Energiespeichermodul 2a die Schalteinrichtungen 21a, 21b und 21c, wobei die Schalteinrichtung 21a die Phasenleitung 11a schaltbar mit der Ringleitung 1 in dem Energiespeichermodul 2a verbindet, die Schalteinrichtung 21b die Phasenleitung 11b schaltbar mit der Ringleitung 1 in dem Energiespeichermodul 2a verbindet und die Schalteinrichtung 21c die Phasenleitung 11c schaltbar mit der Ringleitung 1 in dem Energiespeichermodul 2a verbindet. Analog weisen die Energiespeichermodule 2b, 2c, 2d jeweils Schalteinrichtungen 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c sowie 24a, 24b und 24c auf.The coupling devices in this case each comprise three switching devices per energy storage module, which encircle the loop 1 in the respective power supply module with one of the three phase lines 11a . 11b . 11c connect switchable. For example, the energy storage module comprises 2a the switching devices 21a . 21b and 21c , wherein the switching device 21a the phase line 11a switchable with the ring line 1 in the energy storage module 2a connects, the switching device 21b the phase line 11b switchable with the ring line 1 in the energy storage module 2a connects and the switching device 21c the phase line 11c switchable with the ring line 1 in the energy storage module 2a combines. Analog have the energy storage modules 2 B . 2c . 2d each switching devices 22a . 22b . 22c . 23a . 23b . 23c such as 24a . 24b and 24c on.

Die Ringschalteinrichtungen 5a, 5b, 5c, 5d dienen zur Unterbrechung der Ringleitung 1 an geeigneter Stelle, so dass jeweils eine Kette der Energieversorgungsmodule 2a, 2b, 2c, 2d entsteht. Die Schalteinrichtungen der Koppeleinrichtungen der Energiespeichermodule 2a, 2b, 2c, 2d können dabei so angesteuert werden, dass pro Phasenleitung 11a, 11b, 11c jeweils nur eine Schalteinrichtung geschlossen ist. Dadurch resultiert auf jeder der Phasenleitungen 11a, 11b, 11c eine Versorgungsspannung, die von der jeweils geschlossenen Schalteinrichtung der Koppeleinrichtungen und der Unterbrechungsstelle der Ringleitung 1 durch die jeweilige Ringschalteinrichtung 5a, 5b, 5c, 5d abhängig ist. Beispielsweise liegt an der Phasenleitung 11a bei geöffneter Ringschalteinrichtung 5c und geschlossener Schalteinrichtung 21a eine Versorgungsspannung an, die der Summe der durch die Energiespeicherzellen 6a, 6b und 6c bereitgestellten Spannung abzüglich der durch die Energiespeicherzellen 6d bereitgestellten Spannung entspricht.The ring switching devices 5a . 5b . 5c . 5d serve to interrupt the loop 1 at a suitable location, so that in each case a chain of power supply modules 2a . 2 B . 2c . 2d arises. The switching devices of the coupling devices of the energy storage modules 2a . 2 B . 2c . 2d can be controlled so that per phase line 11a . 11b . 11c in each case only one switching device is closed. This results in each of the phase lines 11a . 11b . 11c a supply voltage from the respective closed switching device of the coupling devices and the point of interruption of the loop 1 through the respective ring switching device 5a . 5b . 5c . 5d is dependent. For example, is due to the phase line 11a with open ring switching device 5c and closed switching device 21a a supply voltage to that of the sum of the energy storage cells 6a . 6b and 6c provided voltage minus that through the energy storage cells 6d provided voltage corresponds.

Bei der Ausgangsspannung des Systems 20 ist lediglich die Differenz zwischen den Versorgungsspannungen der einzelnen Phasenleitungen 11a, 11b, 11c relevant. Damit kann mit dem System 20 eine siebenstufige Einstellung der Ausgangsspannung als Differenz zwischen je zwei Phasenleitung 11a, 11b, 11c möglich, da die der jeweils geöffneten Ringschalteinrichtung 5a, 5b, 5c, 5d zugeordnete Energiespeicherzelle 6a, 6b, 6c bzw. 6d für die Ausgangsspannungsdifferenz nicht nutzbar ist. Generell ist es möglich, eine (2m – 1)-stufige Ausgangsspannung bei Nutzung von m Energiespeichermodulen mit Energiespeicherzellen gleicher Spannung bereitzustellen.At the output voltage of the system 20 is only the difference between the supply voltages of the individual phase lines 11a . 11b . 11c relevant. This can be done with the system 20 a seven-level setting of the output voltage as the difference between each two phase line 11a . 11b . 11c possible because of the respective opened ring switching device 5a . 5b . 5c . 5d assigned energy storage cell 6a . 6b . 6c respectively. 6d can not be used for the output voltage difference. In general, it is possible to provide a (2m-1) -stepped output voltage when using m energy storage modules with energy storage cells of the same voltage.

Durch rechtzeitiges Umschalten der Schalteinrichtungen der Koppeleinrichtungen der Energiespeichermodule kann man die Ausgangsspannung einer Sinusspannung annähern. Dabei können beispielsweise Zwischenwerte zwischen den Stufen der Ausgangsspannung über entsprechendes Hin- und Herschalten zwischen zwei Schalteinstellung der Schalteinrichtungen realisiert werden, so dass im zeitlichen Mittel ein Zwischenwert der Ausgangsspannung an den jeweiligen Phasenleitungen anliegt.By timely switching the switching devices of the coupling devices of the energy storage modules can approach the output voltage of a sine wave voltage. In this case, for example, intermediate values between the stages of the output voltage can be realized via corresponding switching back and forth between two switching settings of the switching devices, so that an intermediate value of the output voltage is applied to the respective phase lines in the time average.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 30, welches sich von dem in 2 gezeigten Antriebssystem 20 nur darin unterscheidet, dass eines des Energieversorgungsmodule, beispielhaft in 3 gezeigt das Energieversorgungsmodul 2d, mit einer zusätzlichen Koppeleinrichtung ausgestattet wird. Die zusätzliche Koppeleinrichtung verbindet dabei einen Knoten zwischen der Ringschalteinrichtung 5d und der Energiespeicherzelle 6d des Energieversorgungsmoduls 2d mit den Phasenleitungen 11a, 11b, 11c. Beispielsweise können dazu Schalteinrichtungen 34a, 34b und 34c vorgesehen sein, welche jeweils eine der Phasenleitungen 11a, 11b bzw. 11c mit der Ringleitung 1 in dem Energieversorgungsmodul 2d verbinden. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Koppeleinrichtung in einem anderen der Energieversorgungsmodule 2a, 2b oder 2c anzuordnen. 3 shows a schematic representation of a drive system 30 which is different from the one in 2 shown drive system 20 only differs in that one of the power supply modules, exemplified in 3 shown the power supply module 2d , with an additional Coupling device is equipped. The additional coupling device connects a node between the ring switching device 5d and the energy storage cell 6d of the power supply module 2d with the phase lines 11a . 11b . 11c , For example, switching devices can be used 34a . 34b and 34c be provided, which in each case one of the phase lines 11a . 11b respectively. 11c with the ring line 1 in the power supply module 2d connect. It is of course also possible, the coupling device in another of the power supply modules 2a . 2 B or 2c to arrange.

Die Schalteinrichtungen 34a, 34b und 34c können dabei ähnlich den Koppeleinrichtungen in 2 angesteuert werden. Sie bieten den Vorteil, dass auch die Energiespeicherzelle 6d bei der Bildung der Differenz zwischen den Versorgungsspannungen zweier Phasenleitungen 11a, 11b, 11c berücksichtigt werden kann, wenn die Ringschalteinrichtung 5d die geöffnete Ringschalteinrichtung ist. Auf diese Weise kann mit dem System 30 eine (2m + 1)-stufige Ausgangsspannungseinstellung, hier beispielhaft neunstufig, gegenüber einer nur (2m – 1)-stufigen mit dem System 20 in 2 erreicht werden.The switching devices 34a . 34b and 34c can be similar to the coupling devices in 2 be controlled. They offer the advantage that even the energy storage cell 6d in forming the difference between the supply voltages of two phase lines 11a . 11b . 11c can be taken into account when the ring switching device 5d the opened ring switching device is. That way, with the system 30 a (2m + 1) -stepped output voltage setting, here for example nine-stage, compared to only (2m - 1) -step with the system 20 in 2 be achieved.

In den Systemen 10, 20 und 30 der 1, 2 bzw. 3 ist es generell auch möglich, die Ringschalteinrichtungen und die Koppeleinrichtungen zum Aufladen der Energiespeicherzellen aus einem Drehstromnetz anzusteuern.In the systems 10 . 20 and 30 of the 1 . 2 respectively. 3 In general, it is also possible to control the ring switching devices and the coupling devices for charging the energy storage cells from a three-phase network.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 40 zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems eines der 1, 2 oder 3. In einem ersten Schritt 41 wird eine der Ringschalteinrichtungen der Energiespeichermodule geöffnet, während die übrigen jeweils geschlossen werden, um die Ringleitung 1 an einer Stelle zu unterbrechen und eine Kette an Energieversorgungsmodulen bereitzustellen. In einem zweiten Schritt 42 können dann die Koppeleinrichtungen angesteuert werden, um eine gewünschte Ausgangsspannung für die elektrische Maschine an den Phasenleitungen zu erzeugen. 4 shows a schematic representation of a method 40 for operating an electric drive system one of 1 . 2 or 3 , In a first step 41 one of the ring switching devices of the energy storage modules is opened while the others are each closed to the loop 1 at one point to interrupt and provide a chain of power modules. In a second step 42 Then, the coupling devices can be controlled to produce a desired output voltage for the electric machine to the phase lines.

In einem Schritt 43 kann überprüft werden, ob die Einstellung der Ringschalteinrichtungen verändert werden soll. Dies kann je nach Einstellung des Antriebssystems geschehen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass stets die gleiche Ringschalteinrichtung geöffnet werden soll, beispielsweise in dem System 30 der 3, wenn die maximale Ausgangsspannung benötigt wird, die nur bei einem Öffnen der Ringschalteinrichtung 5d erreicht werden kann. In diesem Fall kehrt das Verfahren nach dem Überprüfungsschritt 43 wieder an den Beginn des Verfahrens zurück.In one step 43 can be checked whether the setting of the ring switching devices to be changed. This can be done depending on the setting of the drive system. For example, it can be provided that always the same ring switching device should be opened, for example in the system 30 of the 3 when the maximum output voltage is needed, which only when opening the ring switching device 5d can be achieved. In this case, the method returns to the checking step 43 back to the beginning of the procedure.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, beispielsweise in periodischen Abständen die geöffnete Ringschalteinrichtung zu wechseln. Dies kann vorteilhaft sein, um die Strombelastung der Energiespeicherzellen im zeitlichen Mittel für jede der Energiespeicherzellen gleich zu halten. Hierzu erfolgt in einem Schritt 44 die Überprüfung, ob sich das System noch im Normalbetriebszustand befindet, das heißt, ob alle Energiespeicherzellen bzw. Energiespeichermodule fehlerfrei arbeiten. Sollte dies der Fall sein, kann in einem Schritt 45 die in Schritt 41 zu öffnende Ringschalteinrichtung gewechselt werden. Es kann dabei möglich sein, eine festgelegte Reihenfolge des Ringschalteinrichtungswechsels in Schritt 45 einzuhalten, um eine möglichst gleichmäßige Belastung der Energiespeicherzellen über einen längeren Zeitraum hinweg zu erzielen. Die Periode, mit der die Ringschalteinrichtung gewechselt wird, kann dabei wesentlich länger sein als eine Schaltperiode der Koppeleinrichtungen der Energiespeichermodule zur Erzeugung einer Sinusvollwelle der Ausgangsspannung.However, it can also be provided, for example, to change the open ring switching device at periodic intervals. This can be advantageous in order to keep the current load of the energy storage cells the same for each of the energy storage cells in the time average. This is done in one step 44 Checking whether the system is still in the normal operating state, that is, whether all energy storage cells or energy storage modules work properly. Should this be the case, in one step 45 the in step 41 to be opened ring switching device to be changed. It may be possible to set a fixed order of the Ringschalteinrichtungswechsels in step 45 be maintained in order to achieve a uniform load on the energy storage cells over a longer period of time. The period with which the ring switching device is changed, can be much longer than a switching period of the coupling devices of the energy storage modules for generating a sine wave of the output voltage.

In bestimmten Kettenformationen, das heißt, beim Öffnen bestimmter Ringschalteinrichtungen ergibt sich weiterhin die Möglichkeit, gleiche Versorgungsspannungen an den Phasenleitungen mit unterschiedlicher Einstellung der Koppeleinrichtungen der Energiespeichermodule zu erhalten. Dies ist dann möglich, wenn die einzustellende Ausgangsspannung geringer als die maximal mögliche Ausgangsspannung ist, wobei die Auswahl der jeweils drei geschlossenen Schalteinrichtungen für die drei Phasenleitungen in Relation zueinander gleich bleibt, aber entlang der Kette zwischen den Enden verschoben wird. Durch gleichmäßige Wahl der verschiedenen gleichwertigen Einstellungen der Koppeleinrichtungen in Schritt 42 ist es so möglich, die Strombelastung der einzelnen Energiespeicherzellen im zeitlichen Mittel auszugleichen.In certain chain formations, that is, when certain ring switching devices are opened, it is still possible to obtain the same supply voltages on the phase lines with different settings of the coupling devices of the energy storage modules. This is possible if the output voltage to be set is less than the maximum possible output voltage, with the selection of the three closed switching devices for the three phase lines remaining the same in relation to one another, but shifted along the chain between the ends. By uniform choice of the different equivalent settings of the coupling devices in step 42 It is thus possible to balance the current load of the individual energy storage cells in the time average.

Sollte in dem Schritt 44 jedoch festgestellt werden, dass eine der Energiespeicherzellen bzw. eines der Energiespeichermodule sich nicht in einem Normalbetriebszustand befindet, also beispielsweise defekt, gestört oder ausgefallen ist, kann vorgesehen sein, in einem Schritt 46 zwischen zwei alternativen Notbetriebszuständen auszuwählen. Die Auswahl kann dabei beispielsweise von der gewünschten Ausgangsspannung abhängen.Should in the step 44 However, it can be determined that one of the energy storage cells or one of the energy storage modules is not in a normal operating state, that is, for example, defective, disturbed or failed, can be provided in one step 46 between two alternative emergency modes. The selection may depend, for example, on the desired output voltage.

Es kann beispielsweise in Schritt 47 vorgesehen sein, den Wechsel der Ringschalteinrichtungen aufzugeben. In diesem Fall kann diejenige Ringschalteinrichtung, welche sich in dem Energiespeichermodul mit der defekten Energiespeicherzelle befindet, dauerhaft als die in Schritt 41 zu öffnende Ringschalteinrichtung ausgewählt werden. In diesem Fall befindet sich die defekte Energiespeicherzelle dauerhaft am Minuspol, wodurch sie in keinem Fall in die Versorgungskette eingebunden ist. Für den speziellen Fall, dass die Energiespeicherzelle 6d in dem System 30 in 3 ausfällt, muss weiterhin noch dafür Sorge getragen werden, dass die zusätzlichen Schalteinichtungen 34a, 34b, 34c entsprechend angesteuert werden, um die Energiespeicherzelle 6d zuverlässig aus der Energieversorgungskette herauszuhalten.It can, for example, in step 47 be provided to give up the change of the ring switching devices. In this case, the one ring switching device, which is located in the energy storage module with the defective energy storage cell, permanently as the in step 41 to be opened ring switching device to be selected. In this case, the defective energy storage cell is permanently at the negative pole, which means that it is never integrated into the supply chain. For the special case that the energy storage cell 6d in the system 30 in 3 In the event of failure, it is still necessary to ensure that the additional switching devices 34a . 34b . 34c be driven accordingly to the energy storage cell 6d reliably keep out of the energy supply chain.

Alternativ kann beispielsweise in Schritt 48 vorgesehen sein, die defekte Energiespeicherzelle in der Kette zu überbrücken. Hierzu kann es vorgesehen sein, die der defekten Energiespeicherzelle zugeordnete Ringschalteinrichtung zusätzlich zu der für die Unterbrechung der Ringleitung 1 zu öffnenden Ringschalteinrichtung zu öffnen und die defekte Energiespeicherzelle mithilfe zweier Koppeleinrichtungen über eine der Phasenleitungen zu überbrücken. Wenn beispielsweise die Energiespeicherzelle 5c defekt ist, kann die Ringschalteinrichtung 5c zusätzlich geöffnet werden. Damit der Stromkreis wieder geschlossen wird, kann eine Überbrückung der Energiespeicherzelle 5c über eine der Phasenleitungen 11a, 11b, 11c erfolgen. Beispielsweise können die Schalteinrichtungen 24a und 23a dauerhaft geschlossen werden. In diesem Fall fließt der Strom von der (intakten) Energiespeicherzelle 6d über die Schalteinrichtung 24a, die Phasenleitung 11a und die Schalteinrichtung 23a zur Ringschalteinrichtung 5b, wodurch die geöffnete Ringschalteinrichtung 5c und die defekte Energiespeicherzelle 6c überbrückt worden sind. Die Phasenleitung 11a kann in diesem Fall allerdings nicht mehr für eine Änderung der Ausgangsspannung angesteuert werden, da außer den Schalteinrichtungen 24a und 23a keine weitere Schalteinrichtung zu der Phasenleitung 11a mehr geschlossen werden darf. Die maximale Ausgangsspannung wird also bei einem Überbrücken einer defekten Energiespeicherzelle über die entsprechende Spannung der Energiespeicherzelle niedriger. Falls mehrere Energiespeicherzellen gleichzeitig defekt sein sollten, kann eine Überbrückung über Koppeleinrichtungen und Phasenleitungen nur erfolgen, falls direkt benachbarte Energiespeicherzellen ausfallen.Alternatively, for example, in step 48 be provided to bridge the defective energy storage cell in the chain. For this purpose, it may be provided that the defective energy storage cell associated ring switching device in addition to that for the interruption of the loop 1 open to opening ring switching device and to bridge the defective energy storage cell using two coupling devices via one of the phase lines. For example, if the energy storage cell 5c is defective, can the ring switching device 5c additionally be opened. So that the circuit is closed again, a bridging of the energy storage cell 5c over one of the phase lines 11a . 11b . 11c respectively. For example, the switching devices 24a and 23a be permanently closed. In this case, the current flows from the (intact) energy storage cell 6d over the switching device 24a , the phase line 11a and the switching device 23a to ring switching device 5b , whereby the opened ring switching device 5c and the defective energy storage cell 6c have been bridged. The phase line 11a However, in this case can not be controlled for a change in the output voltage, because except the switching devices 24a and 23a no further switching device to the phase line 11a more may be closed. The maximum output voltage is thus lower when bridging a defective energy storage cell via the corresponding voltage of the energy storage cell. If several energy storage cells should be defective at the same time, bridging via coupling devices and phase lines can only take place if directly adjacent energy storage cells fail.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5642275 [0005] US 5642275 [0005]
  • US 6577087 B2 [0006] US 6577087 B2 [0006]
  • JP 2000-0341964 A [0007] JP 2000-0341964A [0007]

Claims (9)

Wechselrichter zum Versorgen einer n-phasigen elektrischen Maschine (11), wobei n ≥ 2, mit einer Vielzahl von Energiespeichermodulen (2), welche in Reihenschaltung in einer Ringleitung (1) angeordnet sind, wobei jedes der Vielzahl von Energiespeichermodulen (2) aufweist: einen ersten Anschluss (4a) und einen zweiten Anschluss (4b); eine Energiespeicherzelle (6), welche mindestens einen Energiespeicher (6a, 6b, 6c, 6d) aufweist, und welche zwischen den ersten Anschluss (4a) und den zweiten Anschluss (4b) gekoppelt ist; eine Ringschalteinrichtung (5), welche dazu ausgelegt ist, die Energiespeicherzelle (6) mit dem ersten Anschluss (4a) des Energiespeichermoduls (2) schaltbar zu verbinden; und eine erste Koppeleinrichtung (8), welche dazu ausgelegt ist, einen Knoten (7) zwischen dem zweiten Anschluss (4b) und der Energiespeicherzelle (6) schaltbar mit einer der Phasenleitungen (11a, 11b, 11c) der elektrischen Maschine (11) zu verbinden.Inverter for supplying an n-phase electric machine ( 11 ), where n ≥ 2, with a plurality of energy storage modules ( 2 ), which are connected in series in a loop ( 1 ), each of the plurality of energy storage modules ( 2 ): a first port ( 4a ) and a second port ( 4b ); an energy storage cell ( 6 ), which at least one energy store ( 6a . 6b . 6c . 6d ), and which between the first port ( 4a ) and the second port ( 4b ) is coupled; a ring switching device ( 5 ), which is adapted to the energy storage cell ( 6 ) with the first connection ( 4a ) of the energy storage module ( 2 ) switchable to connect; and a first coupling device ( 8th ), which is designed to be a node ( 7 ) between the second port ( 4b ) and the energy storage cell ( 6 ) switchable with one of the phase lines ( 11a . 11b . 11c ) of the electric machine ( 11 ) connect to. Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei die ersten Koppeleinrichtungen (8) jeweils für jede Phasenleitung (11a, 11b, 11c) der elektrischen Maschine (11) einen steuerbaren Halbleiterschalter (21a, 21b, 21c; 22a, 22b, 22c; 23a, 23b, 23c; 24a, 24b, 24c) aufweist.Inverter according to claim 1, wherein the first coupling devices ( 8th ) for each phase line ( 11a . 11b . 11c ) of the electric machine ( 11 ) a controllable semiconductor switch ( 21a . 21b . 21c ; 22a . 22b . 22c ; 23a . 23b . 23c ; 24a . 24b . 24c ) having. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Energiespeicherzelle (6) eine Mehrzahl in Reihe oder parallel geschalteter Batterien (6a, 6b, 6c, 6d) aufweist.Inverter according to one of claims 1 or 2, wherein the energy storage cell ( 6 ) a plurality of series or parallel connected batteries ( 6a . 6b . 6c . 6d ) having. Wechselrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eines der Vielzahl von Energiespeichermodulen (2d) weiterhin aufweist: eine zweite Koppeleinrichtung (34a, 34b, 34c), welche dazu ausgelegt ist, einen Knoten zwischen der Ringschalteinrichtung (5d) und der Energiespeicherzelle (6d) schaltbar mit einer der Phasenleitungen (11a, 11b, 11c) der elektrischen Maschine (11) zu verbinden.Inverter according to one of the preceding claims, wherein one of the plurality of energy storage modules ( 2d ) further comprises: a second coupling device ( 34a . 34b . 34c ), which is adapted to a node between the ring switching device ( 5d ) and the energy storage cell ( 6d ) switchable with one of the phase lines ( 11a . 11b . 11c ) of the electric machine ( 11 ) connect to. System (10; 20; 30), mit: einem Wechselrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und einer n-phasigen elektrischen Maschine (11), wobei n ≥ 2, welche über n Phasenleitungen (11a, 11b, 11c) jeweils mit den ersten Koppeleinrichtungen (8) der Vielzahl der Energiespeichermodule (2) des Wechselrichters verbunden ist.System ( 10 ; 20 ; 30 ), comprising: an inverter according to one of the preceding claims; and an n-phase electric machine ( 11 ), where n ≥ 2, which are over n phase lines ( 11a . 11b . 11c ) each with the first coupling devices ( 8th ) of the plurality of energy storage modules ( 2 ) of the inverter is connected. Verfahren (40) zum Betreiben eines Systems (10; 20; 30) nach Anspruch 5, mit den Schritten: Öffnen einer der Ringschalteinrichtungen (5) der Vielzahl von Energiespeichermodulen (2) bei gleichzeitigem Schließen der übrigen Ringschalteinrichtungen (5); und selektives Ansteuern der ersten Koppeleinrichtungen (8) zum Verbinden der n Phasenleitungen (11a, 11b, 11c) mit jeweils einem der Vielzahl von Energiespeichermodulen (2).Procedure ( 40 ) for operating a system ( 10 ; 20 ; 30 ) according to claim 5, comprising the steps of: opening one of the ring switching devices ( 5 ) of the plurality of energy storage modules ( 2 ) while simultaneously closing the remaining ring switching devices ( 5 ); and selectively driving the first coupling devices ( 8th ) for connecting the n phase lines ( 11a . 11b . 11c ) each with one of the plurality of energy storage modules ( 2 ). Verfahren (40) nach Anspruch 6, wobei in dem Schritt des Öffnens einer der Ringschalteinrichtungen (5) die jeweils geöffnete Ringschalteinrichtung (5) periodisch zwischen allen Ringschalteinrichtungen (5) der Vielzahl von Energiespeichermodulen (2) gewechselt wird.Procedure ( 40 ) according to claim 6, wherein in the step of opening one of the ring switching devices ( 5 ) the opened ring switching device ( 5 ) periodically between all ring switching devices ( 5 ) of the plurality of energy storage modules ( 2 ) is changed. Verfahren (40) nach Anspruch 6, weiterhin mit den Schritten: Erfassen eines Defekts einer Energiespeicherzelle (6) eines der Vielzahl von Energiespeichermodulen (2); und permanentes Öffnen der Ringschalteinrichtung (5) desjenigen Energiespeichermoduls (2), bei dessen Energiespeicherzelle (6) ein Defekt erfasst wird.Procedure ( 40 ) according to claim 6, further comprising the steps of: detecting a defect of an energy storage cell ( 6 ) one of the plurality of energy storage modules ( 2 ); and permanent opening of the ring switching device ( 5 ) of the energy storage module ( 2 ), in whose energy storage cell ( 6 ) a defect is detected. Verfahren (40) nach Anspruch 6, weiterhin mit den Schritten: Erfassen eines Defekts einer Energiespeicherzelle (6) eines der Vielzahl von Energiespeichermodulen (2); und permanentes Überbrücken der defekten Energiespeicherzelle (6) über eine der Phasenleitungen (11a, 11b, 11c) durch Ansteuern der ersten Koppeleinrichtung (8) des Energiespeichermoduls (2) mit der defekten Energiespeicherzelle (6) und der ersten Koppeleinrichtung (8) eines dem Energiespeichermodul (2) mit der defekten Energiespeicherzelle (6) benachbarten Energiespeichermoduls (2).Procedure ( 40 ) according to claim 6, further comprising the steps of: detecting a defect of an energy storage cell ( 6 ) one of the plurality of energy storage modules ( 2 ); and permanent bridging of the defective energy storage cell ( 6 ) via one of the phase lines ( 11a . 11b . 11c ) by driving the first coupling device ( 8th ) of the energy storage module ( 2 ) with the defective energy storage cell ( 6 ) and the first coupling device ( 8th ) of the energy storage module ( 2 ) with the defective energy storage cell ( 6 ) adjacent energy storage module ( 2 ).
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