DE102011018682A1 - Capacitor module for use in energy management system for accelerating e.g. charging process in battery of vehicle, has capacitor closed parallel to battery, where negative pole of capacitor is connected with that of battery - Google Patents

Capacitor module for use in energy management system for accelerating e.g. charging process in battery of vehicle, has capacitor closed parallel to battery, where negative pole of capacitor is connected with that of battery Download PDF

Info

Publication number
DE102011018682A1
DE102011018682A1 DE102011018682A DE102011018682A DE102011018682A1 DE 102011018682 A1 DE102011018682 A1 DE 102011018682A1 DE 102011018682 A DE102011018682 A DE 102011018682A DE 102011018682 A DE102011018682 A DE 102011018682A DE 102011018682 A1 DE102011018682 A1 DE 102011018682A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capacitor
accumulator
pole
possibly
charging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011018682A
Other languages
German (de)
Inventor
wird später genannt werden Erfinder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102011018682A priority Critical patent/DE102011018682A1/en
Publication of DE102011018682A1 publication Critical patent/DE102011018682A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

The module has a capacitor (1) whose positive or negative pole is connected with a positive or a negative pole of a battery (6) over a charging element (3) and a discharging element (2). The negative pole of the capacitor is connected together with the negative pole of the battery. Function of the module is disabled such that the capacitor is switched with the positive pole through the charging element and the discharging element. The capacitor is closed parallel to the battery, and a direct current (DC) transducer comprises an input capacitor and an output capacitor. An independent claim is also included for an energy management system.

Description

Heutzutage das Grundproblem der modernen Antriebe ist die enorme Belastung der DC-Versorgung mit Zwischenkreis, DC-Bordnetzen, der Akkumulatoren, der HV-Li-Ionen-Akkumulatoren durch die Anlaufströme der Motoren und dann Überspannung – Energieüberschuss verbunden mit Rekuperation, dann auch eingeschränkte Lebensdauer wegen ziemlich schnellen und intensiven Ladungstransports, womit die chemischen Abläufe stark beansprucht werden und bei der Trafo-Versorgung ist die übermäßige Dimensionierung des Transformators/Drossel für die maximalen Stromanforderungen für die Anlaufströme. Weiterer Einschränkung der Batterie bei Entladen durch schnelle Stromschaltvorgänge in den Antrieben ist die ziemlich schlechte Dynamik – Spannungszusammenbruch – Dropout) wegen ziemlich hohen inneren Widerstand der Batterie, des Akkumulators, eines Zwischenkreises (ZK) ebenso bei beim Ladenvorgang – schnelle Ladungsüberschuss, was zu Überspannung führen konnte. Zusätzlich durch den sehr intensiven Ladungstransports zwischen Batterie und Last kann weiter zur starken Senkung der HV-Speicherkapazität, Senkung der Kapazität der 12 V-Batterie, Lebensdauer führen, aufgrund der starken Beanspruchung der chemischen Prozessen in den Energiespeicher.Nowadays the basic problem of modern drives is the enormous load of the DC supply with DC link, DC on-board networks, the accumulators, the HV Li-ion accumulators through the starting currents of the motors and then overvoltage - energy surplus connected with recuperation, then also limited lifetime because of fairly fast and intense charge transport, which puts heavy strain on the chemical processes, and in the transformer supply, the excessive sizing of the transformer / choke is the maximum current requirements for the starting currents. Further limitation of the battery when discharged by fast current switching operations in the drives is the rather poor dynamics - voltage breakdown - dropout) due to rather high internal resistance of the battery, the accumulator, a DC link (DC) also during charging - fast excess charge, resulting in overvoltage could. In addition, due to the very intense charge transport between battery and load can further lead to strong reduction of the HV storage capacity, reducing the capacity of the 12 V battery, life, due to the heavy use of chemical processes in the energy storage.

Die problematischen Eigenschaften der DC-Versorgung, des Akkumulators löst gerade nach der Anmeldung das Kondensatormodul zur Beschleunigung eines Lade-Entladevorgangs insbesondere eines Akkumulators, eventuell eines Zwischenkreises, das damit gekennzeichnet ist, dass zu der Beschleunigung und der Stromunterstützung der Lade-, Entladevorgängen wird ein Kondensator 1 so eingeschaltet, dass sein +–Pol wird mit dem +–Pol des Akkumulators 6 über einen Ladeelement 3 und Entladenelement 2 und eventuell mit langsamen Entladenelement 4 verbunden Wobei der –Pol des Kondensators 1 und –Pol des Akkumulators 6 zusammen verbunden sind. Bei einem Ladungsüberschuss eventuell mit der entsprechenden kleinen Überspannung auf dem ZK-Zwischenkreis, Akkumulator 6 verbunden, wird das Ladeelement 3 aktiviert und das Ladungsüberschuss in den Kondensator 1 schnell abgeführt. Das Ladungsüberschuss wird dann langsam und schönend über das langsame Entladenelement 4 an den Akkumulator 6 übertragen bis sich die beide Spannungen gleichen aus. Umgekehrt wenn es plötzlich zu Ladungsanforderung, eventuell mit einer Spannungs-Drop-Out verbunden, kommt, öffnet sich schnell das Entladenelement 2 und die notwendige Ladungsmenge aus dem Kondensator (1) wird an den Akkumulator 6 eventuell an einer parallel geschaltete Last übertragen bis sich bis sich die beide Spannungen ausgleichen. Die Funktion des Kondensatormoduls eventuell deaktiviert wird, damit dass der Kondensator 1 über das Ladeelement 3 und/oder Entladenelement 2 mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet wird und der Kondensator 1 als parallel zu dem Akkumulator 6 angeschlossene Kapazität dient. In dem Zusammenhang die Elemente – das Ladeelement 3 und/oder das Entladenelement 2 und/oder das langsame Entladenelement 4, als analog- oder digitalgesteuerten (ev. PWM) aktiven Zweipolen beschaltet sein können und von den entsprechenden Ausgängen der ZK/AMS-Einheit – 17 (Zwischenkreis/Akkumulator Management Systems) gesteuert sein können. Die ZK/AMS-Einheit 17 direkt und optimal nach Bedarf bestimmt, bei welchen Spannungsdifferenzen zwischen ZK-Spannung und Spannung auf dem Kondensator 1, die einzelne Elemente, das Ladeelement 3, das Entladenelement 2 und das langsame Entladenelement 4 – schalten sollten, die einzelne – Ladevorgang, Entladevorgang und langsame Entladevorgang aktiviert werden. Weiter zu Verbesserung der dynamischen Eigenschaften des ZKs, Akkumulators kann man einsetzen einen Kondensatormodul mit Boost-DC-DC-Wandler zur Beschleunigung des Lade-, Entladevorgangs eines Akkumulators, eventuell eines Zwischenkreises, ist damit gekennzeichnet, dass zu der Beschleunigung und der Strom-, Energieunterstützung der Lade-, Entladevorgängen wird ein standardbeschalteter Boost-DC-DC-Wandler mit zwei Kondensatoren – Eingangskondensator (1A) und Ausgangskondensator (1B), deren +Pole über eine, in Reihe angeschlossene, Sammlungsinduktivität 13 und diode 14 verbunden sind. Ein Pol des Schaltelementes 15 ist zwischen der Sammlungsinduktivität 13 und Anode der diode 14 angeschlossen; der zweite Pol des Schaltelementes 15 ist mit –Pol der beiden Kondensatoren und –Pol des Akkumulators 6 und –Pol des notwendigen Reglers verbunden. Wobei der +–Pol des Eingangskondensators (1A) ist mit dem +–Pol des Akkumulators 6 über ein Ladeelement 3 verbunden und umgekehrt +–Pol des Ausgangskondensator (1B) ist mit dem +–Pol des Akkumulators 6 über ein Entladenelement 2 und eventuell mit langsamen Entladenelement 4 verbunden.The problematic properties of the DC supply, the accumulator solves just after the application, the capacitor module to accelerate a charge-discharge, in particular a battery, possibly an intermediate circuit, which is characterized in that to the acceleration and the current support of the charging, discharging is a capacitor 1 So turned on, that its + pole is connected to the + pole of the accumulator 6 via a charging element 3 and unloading element 2 and possibly with a slow discharge element 4 Where the pole of the capacitor 1 and -Pol of the accumulator 6 connected together. In the event of excess charge, this may be due to the corresponding low overvoltage on the DC link, accumulator 6 connected, the charging element becomes 3 activated and the charge surplus in the capacitor 1 quickly dissipated. The charge surplus then becomes slow and beautiful over the slow discharge element 4 to the accumulator 6 transferred until the two voltages are the same. Conversely, when it suddenly comes to charge request, possibly connected to a voltage drop-out, the discharge element quickly opens 2 and the necessary amount of charge from the capacitor ( 1 ) goes to the accumulator 6 possibly transmitted to a parallel load until the two voltages equalize. The function of the capacitor module may be disabled so that the capacitor 1 over the charging element 3 and / or unloading element 2 with the + Pol certain time is switched and the capacitor 1 as parallel to the accumulator 6 connected capacity is used. In this context the elements - the charging element 3 and / or the unloading element 2 and / or the slow discharge element 4 , can be connected as analog or digitally controlled (possibly PWM) active dipoles and from the corresponding outputs of the ZK / AMS unit - 17 (DC link / accumulator management systems) can be controlled. The ZK / AMS unit 17 determined directly and optimally as needed, at which voltage differences between the ZK voltage and voltage on the capacitor 1 , the individual elements, the charging element 3 , the unloading element 2 and the slow unloading element 4 - should turn on the individual - charging, discharging and slow discharging process are activated. Further to improve the dynamic characteristics of the ZKs, one can use a capacitor module with boost DC-DC converter to accelerate the charging and discharging of an accumulator, possibly an intermediate circuit, is characterized in that to the acceleration and the current, Charge / Discharge Energy Support is a standard two-capacitor boost DC-DC converter - input capacitor ( 1A ) and output capacitor ( 1B ), whose + poles have a collection inductance connected in series 13 and diode 14 are connected. One pole of the switching element 15 is between the collection inductance 13 and anode of the diode 14 connected; the second pole of the switching element 15 is with -Pol of the two capacitors and pole of the accumulator 6 and pole of the necessary regulator connected. Where the + pole of the input capacitor ( 1A ) is with the + pole of the accumulator 6 via a charging element 3 connected and vice versa + pole of the output capacitor ( 1B ) is with the + pole of the accumulator 6 via a discharge element 2 and possibly with a slow discharge element 4 connected.

Wie beim Boost-Wandler üblich ist steuert der Regler – ZK/AMS-Einheit 17 PWM-mäßig das Schaltelement 15 über seinen Steuereingang eventuell sein Gate so, dass die Spannung Uca =<< Uzk auf dem Eingangskondensator (1A) wird möglich niedrig vom Regler gehalten um Ladungsüberschuss am Akkumulator 6 – eventuell am Zwischenkreis (ZK) über das Ladeelement 3 schnell, je nach dynamischen Anforderungen – bei kleiner Überspannung und/oder bei steiler Flanke und/oder einer externen Anforderung, abführen zu können. Hier wird die Ladung an den Ausgangskondensator (1B) abgeführt und damit auch gewisse Ladungsüberschuss und maximale Spannung Ucb >= Uzk gehalten um schnelle Leistung/Stromanforderung vom ZK – Zwischenkreis, je nach dynamischen Anforderungen – z. B. bei kleiner Unterspannung und/oder bei steiler fallenden Flanke und/oder einer Energieanforderung, ausführen zu können. Entladenelement 2 oder eventuell das langsame Entladenelement 4 eventuell mit einem in Reihe angeschlossenen Filter 7 sorgt dafür das Ladungsüberschuss vom Ausgangskondensator (1B) langfristig an den Akkumulator 6 zu übertragen. Die Funktion des Kondensatormoduls eventuell deaktiviert wird, damit dass der Eingangskondensator (1A) über das Ladeelement 3 und der Ausgangskondensator (1B) uber das Entladenelement 2 mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet wird und die beide Kondensatoren als parallel zu dem Akkumulator 6 angeschlossene Kapazität dienen.As is usual with the boost converter, the controller controls the ZK / AMS unit 17 PWM-moderately the switching element 15 via its control input, its gate may be such that the voltage Uca = << Uzk on the input capacitor ( 1A ) is kept low by the regulator to charge surplus at the accumulator 6 - possibly on the DC link (ZK) via the charging element 3 fast, depending on dynamic requirements - to be able to dissipate - with small overvoltage and / or with steep edge and / or an external requirement. Here, the charge to the output capacitor ( 1B ) and thus also certain charge surplus and maximum voltage Ucb> = Uzk kept to fast power / current demand from the DC link, depending on dynamic requirements - eg. B. at low undervoltage and / or at steep falling edge and / or a power requirement, to be able to execute. discharging element 2 or possibly the slow unloading element 4 possibly with a filter connected in series 7 ensures the charge surplus from the output capacitor ( 1B ) long term to the accumulator 6 transferred to. The function of the capacitor module may be disabled so that the input capacitor ( 1A ) over the loading element 3 and the output capacitor ( 1B ) over the unloading element 2 with the + Pol certain time is switched and the two capacitors as parallel to the accumulator 6 connected capacity serve.

Eventuell weiter wird die Energiequelle – der Akkumulators 6 vom Last – Zwischenkreis über ein von der ZK/AMS-Einheit 17 gesteuerten Schaltelement 20 getrennt und dann die beide Kondensatoren – der Eingangskondensator (1A), Ausgangskondensator (1B), die diode 14 und die Sammlungsinduktivität 13 als Filter dienen.Further possibly becomes the energy source - the accumulator 6 from the load DC link via one of the ZK / AMS unit 17 controlled switching element 20 separated and then the two capacitors - the input capacitor ( 1A ), Output capacitor ( 1B ), the diode 14 and the collection inductance 13 serve as a filter.

Für den Fall, eines Ladungs-Spannungsüberschusses auf dem ZK ist gedacht ein Kondensatormodul mit Boost-DC-DC-Wandler zur Beschleunigung des Entladevorgangs eines Akkumulators, eventuell eines Zwischenkreises, dass damit gekennzeichnet ist, ist damit gekennzeichnet, dass zu der Beschleunigung und der Stromunterstützung der Ladevorgänge wird ein standartbeschalteter Boost-DC-DC-Wandler mit bloß einem Kondensatoren – Eingangskondensator (1A), dessen +Pole über eine, in Reihe angeschlossene, Sammlungsinduktivität 13 und die Diode 14 mit dem +–Pol des Akkumulators 6 entweder direkt oder über das Entladeelement 2 verbunden ist. Ein Pol des Schaltelementes 15 ist zwischen der Sammlungsinduktivität 13 und Anode der Diode 14 angeschlossen; der zweite Pol des Schaltelementes 15 ist mit –Pol des Eingangs-kondensators (1A), und –Pol der Batterie und –Pol des notwendigen Reglers – ZK/AMS-Einheit 17 verbunden ist. Der Regler steuert PWM-mäßig das Schaltelement 15 über seinen Steuereingang eventuell sein Gate so, dass die Ladung vom Eingangskondensator (1A) an den Akkumulator 6 eventuell Zwischenkreis abgeführt wird, so dass der Eingangskondensator (1A) bereit ist, bei kleiner Überspannung und/oder bei steiler steigenden Flanke und/oder einer Anforderung, eine transiente Überspannung – Ladungsüberschuss vom Akkumulator 6 – Zwischenkreis entsprechend schnell über das Ladeelement 3 zu übernehmen. Der +–Pol des Eingangskondensators (1A) ist mit dem +–Pol des Akkumulators 6 über ein Ladeelement 3 verbunden. Die Spannung auf dem Eingangskondensator (1A) wird möglich niedrig vom Regler gehalten um eine Überspannung – Ladungsüberschuss am Akkumulator 6 eventuell am ZK über das Ladeelement 3 schnell abführen zu können. Die Funktion des Kondensatormoduls eventuell deaktiviert wird, damit dass der Eingangskondensator (1A) über das Ladeelement 3 mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet wird und der Kondensator als parallel zu dem Akkumulator 6 angeschlossene Kapazität dient Eventuell weiter wir die Energiequelle – der Akkumulators 6 vom Last – Zwischenkreis über ein von der ZK/AMS-Einheit 17 gesteuerten Schaltelement 20 getrennt und dann der Eingangskondensator (1A), die diode 14 und die Sammlungsinduktivität 13 als Filter dienen. Für den Fall der schnellen Stromanforderung auf dem ZK ist gedacht das Kondensatormodul mit Boost-DC-DC-Wandler zur Beschleunigung des Entladevorgangs eines Akkumulators, eventuell eines Zwischenkreises, das damit gekennzeichnet ist, dass zu der Beschleunigung und der Stromunterstützung der Lade-, Entladevorgängen wird ein standartbeschalteter Boost-DC-DC-Wandler mit bloß einem Ausgangskondensator (1B), dessen +Pole über eine, in Reihe angeschlossene, Diode 14 und die Sammlungsinduktivität 13 direkt oder eventuell über Ladeelement 3 und gleichzeitig über Entladeelement 2 mit dem +Pol des Akkumulators verbunden ist. Ein Pol des Schaltelementes 15 ist zwischen der Sammlungsinduktivität 13 und Anode der Diode 14 angeschlossen; der zweite Pol des Schaltelementes 15 ist mit –Pol des Ausgangskondensators (1B) und –Pol des Akkumulators und –Pol des notwendigen Reglers verbunden.In the event of a charge voltage surplus on the ZK is thought of a capacitor module with boost DC-DC converter to accelerate the discharge of an accumulator, possibly an intermediate circuit that is characterized, is characterized in that the acceleration and the current support the charging process, a stand-alone boost DC-DC converter with just one capacitor input capacitor ( 1A ), whose + pole has a series inductance connected in series 13 and the diode 14 with the + -pol of the accumulator 6 either directly or via the discharge element 2 connected is. One pole of the switching element 15 is between the collection inductance 13 and anode of the diode 14 connected; the second pole of the switching element 15 is with -Pol of the input capacitor ( 1A ), and -Pol of the battery and -Pol of the necessary regulator - ZK / AMS unit 17 connected is. The controller controls the switching element PWM-moderately 15 via its control input may be its gate so that the charge from the input capacitor ( 1A ) to the accumulator 6 possibly intermediate circuit is discharged, so that the input capacitor ( 1A ) is ready, at low overvoltage and / or at steep rising edge and / or a request, a transient overvoltage - charge surplus from the accumulator 6 - DC link correspondingly fast over the charging element 3 to take over. The + pole of the input capacitor ( 1A ) is with the + pole of the accumulator 6 via a charging element 3 connected. The voltage on the input capacitor ( 1A ) is kept low by the regulator around an overvoltage - charge surplus at the accumulator 6 possibly at the central station via the charging element 3 to dissipate quickly. The function of the capacitor module may be disabled so that the input capacitor ( 1A ) over the loading element 3 with the + Pol certain time is switched and the capacitor as parallel to the accumulator 6 connected capacity Any further we serve the power source - the accumulator 6 from the load DC link via one of the ZK / AMS unit 17 controlled switching element 20 separated and then the input capacitor ( 1A ), the diode 14 and the collection inductance 13 serve as a filter. In the case of the rapid power requirement on the CC, the capacitor module with boost DC-DC converter is intended to accelerate the discharge of an accumulator, possibly an intermediate circuit, which is characterized in that the acceleration and the current support of the charging and discharging operations a stand-alone boost DC-DC converter with only one output capacitor ( 1B ), whose + pole is connected via a diode connected in series 14 and the collection inductance 13 directly or possibly via charging element 3 and at the same time via unloading element 2 connected to the + pole of the accumulator. One pole of the switching element 15 is between the collection inductance 13 and anode of the diode 14 connected; the second pole of the switching element 15 is with -Pol of the output capacitor ( 1B ) and pole of the accumulator and pole of the necessary regulator.

Wie beim Standard-Boost-Wandler steuert der Regler PWM-mäßig das Schaltelement 15 über seinen Steuereingang eventuell Gate so, dass eine hoher Spannung Ucb > Uzk (Ladungsüberschuss, Energiereserve) auf dem Ausgangskondensators (1B) gebildet wird um eine schnelle Leistung/Stromanforderung an ZK – Zwischenkreis, eventuell Akkumulator 6, bei kleiner Unterspannung und/oder bei steiler fallenden Flanke und/oder einer Energieanforderung, vom Ausgangskondensators (1B) über das Entladeelement 2 an ZK entsprechend schnell überführen zu können. Die Funktion des Kondensatormoduls eventuell deaktiviert wird, damit dass der Ausgangskondensator (1B) über das Entladenelement 2 mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet wird und als parallel angeschlossene Kapazität zu dem Akkumulator 6 dient. Eventuell weiter wird die Energiequelle – der Akkumulators 6 vom Last – Zwischenkreis über ein von der ZK/AMS-Einheit 17 gesteuerten Schaltelement 20 getrennt und dann der Ausgangskondensators (1B), die Diode 14 und die Sammlungsinduktivität 13 als Filter dienen.As with the standard boost converter, the controller PWM-moderately controls the switching element 15 via its control input possibly gate so that a high voltage Ucb> Uzk (charge surplus, energy reserve) on the output capacitor ( 1B ) is formed by a fast power / current requirement at DC link, possibly accumulator 6 , with a small undervoltage and / or with a steep falling edge and / or a power requirement, from the output capacitor ( 1B ) via the unloading element 2 to transfer to ZK accordingly fast. The function of the capacitor module may be disabled so that the output capacitor ( 1B ) over the unloading element 2 is switched with the + Pol certain time and as a parallel connected capacity to the accumulator 6 serves. Further possibly becomes the energy source - the accumulator 6 from the load DC link via one of the ZK / AMS unit 17 controlled switching element 20 separated and then the output capacitor ( 1B ), the diode 14 and the collection inductance 13 serve as a filter.

Bei den beschriebenen Kondensatormodulen können die Steuerungseingänge des Ladeelements 3, des Entladenelements 2 und des langsamen Entladenelements 4 von der Ausgängen der eigenen Spannungskomparatoren 5 eventuell mit der Hysteresis gesteuert sein, wobei die Differenz-Eingänge der Spannungskomparatoren 5 immer zwischen +Pol des Akkumulators 6 und +Pol des Kondensators 1 oder eventuell +Pol des Eingangskondensators 1A, oder +Pol des Ausgangskondensators 1B angeschlossen sind. Die Hysteresis der einzelnen Komparatoren 5 bestimmen, bei welchen Spannungsdifferenzen zwischen dem ZK, Akkumulator 6 und Kondensator 1 oder die einzelne – Ladevorgang und Entlade-Vorgang und langsame Entlade-Vorgang aktiviert werden.In the described capacitor modules, the control inputs of the charging element 3 , the unloading element 2 and the slow unloading element 4 from the outputs of its own voltage comparators 5 possibly controlled by the hysteresis, with the differential inputs of the voltage comparators 5 always between + pole of the accumulator 6 and + pole of the capacitor 1 or possibly + pole of the input capacitor 1A , or + pole of the output capacitor 1B are connected. The hysteresis of the individual comparators 5 determine at which voltage differences between the ZK, accumulator 6 and capacitor 1 or the individual - charging and discharging process and slow discharge process can be activated.

Der Kondensatormodul kann diskret aufgebaut sein und die Steuerungseingänge des Ladeelements 3, des Entladenelements 2 und des langsamen Entladenelements 4 von der Ausgängen der eigenen Spannungskomparatoren 5 eventuell mit Hysteresis, angeschlossen und gesteuert sein, wobei die Differenz-Eingänge der Spannungskomparatoren 5 immer zwischen +Pol des Akkumulators 6 und +Pol des Kondensators 1 oder eventuell +Pol des Eingangskondensators (1A), oder +Pol des Ausgangskondensators (1B) angeschlossen sind. Die Spannungsdifferenz an der einzelnen Komparatoren 5 und/oder die Steilheit der Spannungsflanken +Uzk (Ub) und/oder die dynamischen Anforderungen an +Uzk (+Ub) bestimmen, bei welchen Spannung +Uzk, +Ub Akkumulator 6, +Uc Kondensator 1 und mit welcher Verzögerung die einzelne – Ladevorgang und Entlade-Vorgang und langsame Entlade-Vorgang aktiviert werden.The capacitor module may be constructed discretely and the control inputs of the charging element 3 , the unloading element 2 and the slow unloading element 4 from the outputs of its own voltage comparators 5 possibly with hysteresis, connected and controlled, with the differential inputs of the voltage comparators 5 always between + pole of the accumulator 6 and + pole of the capacitor 1 or possibly + pole of the input capacitor ( 1A ), or + pole of the output capacitor ( 1B ) are connected. The voltage difference at the individual comparators 5 and / or the steepness of the voltage edges + Uzk (Ub) and / or the dynamic requirements of + Uzk (+ Ub) determine at which voltage + Uzk, + Ub accumulator 6 , + Uc capacitor 1 and with what delay the individual - charging and discharging process and slow discharging process are activated.

Bei den Kondensatormodulen insbesondere bei den Kondensatormodulen mit Boost-DC-DC-Wandler kann die Funktion des Reglers durch der ZK/AMS-Einheit 17 (Zwischenkreis/Akkumulator Management Systems) implementiert sein und die einzelne Elemente – das Schaltelement 15 das Ladeelement 3, das Entladeelement 2 und eventuell das langsame Entladenelement 4 von der ZK/AMS-Einheit 17, über die entsprechende Steuerungseingänge gesteuert sein.In the case of the capacitor modules, in particular in the case of the capacitor modules with boost DC-DC converter, the function of the controller can be performed by the ZK / AMS unit 17 (DC link / accumulator management systems) to be implemented and the individual elements - the switching element 15 the charging element 3 , the discharge element 2 and possibly the slow unloading element 4 from the CC / AMS unit 17 be controlled via the corresponding control inputs.

Die Funktion der ZK/AMS-Einheit 17 liegt in der Daueraufnahme der Spannungen aus dem Zwischenkreis +Uzk, des Akkumulators 6 einschließlich der Steilheit der steigenden/fallenden Flanken, je nach Beschattung, die Spannungen aus dem Ausgangskondensators (1B), eventuell +Uca aus dem Eingangskondensators (1A), weiter in der Auswertung der Daten und der Auswertung der dynamischen Anforderungen – direkt aus der Spannungen oder durch ein Kommunikationsbus und in der Steuerung der einzelnen Elementen – das Schaltelement 15 das Ladeelement 3, das Entladeelement 2 und eventuell das langsame Entladenelement 4 optimal (digital EIN/AUS, PWM) und damit nach Bedarf die einzelne – Ladevorgänge, Entladevorgänge und eventuell die langsame Entladevorgänge.The function of the ZK / AMS unit 17 lies in the permanent recording of the voltages from the intermediate circuit + Uzk, the accumulator 6 including the slope of the rising / falling edges, depending on shading, the voltages from the output capacitor ( 1B ), possibly + Uca from the input capacitor ( 1A ), in the evaluation of the data and the evaluation of the dynamic requirements - directly from the voltages or by a communication bus and in the control of the individual elements - the switching element 15 the charging element 3 , the discharge element 2 and possibly the slow unloading element 4 Optimal (digital ON / OFF, PWM) and thus as required, the individual - loading, unloading and possibly the slow unloading.

Bei der Beschreibung der einzelnen Kondensatormodulen kann der Akkumulator 6 auch ein Lithium-Ionen-Akkumulator, ein Blei-Akkumulator, Nicd-Akkumulator oder eine aufladbare Batterie – eine Lithium-Ionen-Batterie, oder eine DC-Versorgung, ein DC-Bordnetz darstellen.In the description of the individual capacitor modules, the accumulator 6 Also, a lithium-ion battery, a lead-acid battery, Nicd accumulator or a rechargeable battery - a lithium-ion battery, or a DC supply to represent a DC electrical system.

Als der Kondensator 1, Eingangskondensator 1A, Ausgangskondensator 1B – können die Ultra-Cup-Kondensatoren oder/und die Folienkondensator oder/und die Elektrolytkondensatoren angewendet sein und die genannten einzelnen Kondensatoren können eventuell eine Kondensator-Batterie aus zwei oder mehreren Kondensatoren bilden. Das Ladeelement 3 und Entladenelement 2 können entweder als Zweipolen beschaltet sein und die weiter aus Dioden oder aus Überspannungsschutz-Dioden und (R)-Elementen und eventuell aus Widerständen, eventuell aus Kondensatoren, eventuell aus Induktivitäten je nach Anforderungen bestehen; und/oder dass die Ladeelemente 3, Entladenelemente 2 und die langsame Entladenelemente 4 als digitalgesteuerten aktiven Zweipolen (Ein/Aus, PWM) beschaltet sind und aus gesteuerten elektrischen/elektronischen Schalter – Relais, IGBT, MOSFET und eventuell weiter aus RC-Glied, RCL-Glied je nach Anforderungen bestehen. Als das Schaltelement 15 ist ein gesteuerter elektronischer Halbleiter-Schalter, ein Transistor IGBT, MOSFET vorgesehen.As the capacitor 1 , Input capacitor 1A , Output capacitor 1B The ultra-cup capacitors and / or the film capacitor and / or the electrolytic capacitors may be used, and said individual capacitors may possibly form a capacitor battery of two or more capacitors. The charging element 3 and unloading element 2 can either be connected as a two-terminal and further consist of diodes or surge protection diodes and (R) elements and possibly resistors, possibly of capacitors, possibly of inductors depending on requirements; and / or that the loading elements 3 , Unloading elements 2 and the slow unloading elements 4 are connected as digitally controlled active bipolar (on / off, PWM) and consist of controlled electrical / electronic switch - relay, IGBT, MOSFET and possibly further from RC element, RCL element depending on requirements. As the switching element 15 a controlled electronic semiconductor switch, a transistor IGBT, MOSFET is provided.

Die Funktion der beiden einzelne Elementen – des Ladeelementes 3 und das Entladeelementes 2 und eventuell auch des langsamen Entladenelementes 4 kann ein Element, entweder das Ladeelement 3 oder das Entladeelement 2, übernehmen.The function of the two individual elements - the charging element 3 and the discharge element 2 and possibly also the slow unloading element 4 can be an element, either the charging element 3 or the discharge element 2 , take.

Für die dynamischen Management auf dem ZK, Akkumulator ist vorgeschlagen ein Energiemanagementsystem eines Zwischenkreises mit Kondensatormodulen, dass damit gekennzeichnet ist, dass ein oder mehrere Kondensatormodulen 11 mit zwei – mit dem Eingangskondensator (1A) und dem Ausgangskondensator (1B), und/oder ein oder mehrere Kondensatormodulen 11 mit einem Kondensator – mit dem Kondensator 1, Eingangskondensator (1A) oder mit dem Ausgangskondensator (1B), parallel auf dem Zwischenkreis, eventuell parallel zu dem Akkumulator 6 oder DC-Bordnetz, beschaltet werden und von der ZK/AMS-Einheit 17 gesteuert werden, so dass nach bedarf ein oder mehrere Eingangskondensatoren (1A) leer gesteuert werden (Uca =<< Uzk) und ein oder mehrere Ausgangskondensatoren (1B), mit Überspannung – Energieüberschuss (Ucb >= Uzk) gesteuert werden. Die leere Eingangskondensatoren (1A) werden damit vorbereiten um eine Überspannung (Energieüberschuss) auf dem ZK über die Ladeelemente 3, bei kleiner Überspannung und/oder bei steiler Flanke und/oder einer Anforderung, aufzunehmen und umgekehrt die Ausgangskondensatoren (1B) werden damit vorbereiten ein schneller Energiebedarf dem ZK über die Entladenelemente 2, bei kleiner Unterspannung und/oder bei steiler fallenden Flanke und/oder einer Energieanforderung, abzugeben, um ein Spannungszusammenbruch des ZK zu verhindern. Der einen oder mehreren Kondensatormodulen 11 und die die einzelne – Ladevorgänge, Entladevorgänge und eventuell die langsame Entladevorgänge werden von der ZK/AMS-Einheit 17 (Zwischenkreis/Akkumulator-Managementsystem) optimal je nach Bedarf und je nach der Auswertung der Spannungsverhältnissen am ZK, Akkumulator 6, je nach dynamischen Strom/Leistungsanforderungen eventuell aus einem Kommunikationsbus, gesteuert.For the dynamic management on the ZK, accumulator is proposed an energy management system of a DC link with capacitor modules that is characterized in that one or more capacitor modules 11 with two - with the input capacitor ( 1A ) and the output capacitor ( 1B ), and / or one or more capacitor modules 11 with a capacitor - with the capacitor 1 , Input capacitor ( 1A ) or with the output capacitor ( 1B ), parallel to the DC link, possibly parallel to the accumulator 6 or DC on-board network, and are wired by the ZK / AMS unit 17 be controlled so that, as needed, one or more input capacitors ( 1A ) are controlled empty (Uca = << Uzk) and one or more output capacitors ( 1B ), with overvoltage - energy surplus (Ucb> = Uzk). The empty input capacitors ( 1A ) will prepare for an overvoltage (excess energy) on the ZK via the charging elements 3 , with a small overvoltage and / or with a steep edge and / or a request, and vice versa, the output capacitors ( 1B ) will thus prepare a quick energy demand to the CC via the unloading elements 2 , with a small undervoltage and / or with a steep falling edge and / or a power requirement to deliver to To prevent voltage breakdown of the ZK. The one or more capacitor modules 11 and the single - load operations, unloads and possibly the slow unloads are done by the ZK / AMS unit 17 (DC link / accumulator management system) optimally as needed and depending on the evaluation of the voltage conditions at the ZK, accumulator 6 , possibly controlled by a communication bus, depending on the dynamic current / power requirements.

Die Funktion der Kondensatormodulen eventuell gewisse Zeit deaktiviert werden, damit dass die Eingangskondensator (1A), die Ausgangskondensatoren (1B) mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet werden und dann die beide Kondensatoren als parallel zu dem Akkumulator 6 angeschlossene Kapazität dienen. Eventuell weiter wird die Energiequelle – der Akkumulator 6 vom Last – Zwischenkreis über ein von der ZK/AMS-Einheit 17 gesteuerten Schaltelement 20 getrennt und dann die Kondensatoren – Eingangskondensatoren (1A), Ausgangskondensatoren (1B), die Dioden 14 und die Sammlungsinduktivitäten 13 als Filter dienen.The function of the capacitor modules may be deactivated for some time, so that the input capacitor ( 1A ), the output capacitors ( 1B ) with the + Pol are switched for a certain time and then the two capacitors as parallel to the accumulator 6 connected capacity serve. Eventually further will be the source of energy - the accumulator 6 from the load DC link via one of the ZK / AMS unit 17 controlled switching element 20 disconnected and then the capacitors - input capacitors ( 1A ), Output capacitors ( 1B ), the diodes 14 and the collection inductances 13 serve as a filter.

Das Kondensatormodul und das Energiemanagementsystem eines Zwischenkreises mit Kondensatormodulen können unter zwei Akkumulatoren, eventuell 2 DC-Bordnetzen betrieben werden. Wobei das ein oder mehrere Kondensatormodulen 11 mit zwei – mit dem Eingangskondensator 1A und dem Ausgangskondensator 1B, und/oder ein oder mehrere Kondensatormodulen 11 mit einem Kondensator – mit dem Kondensator 1, Eingangskondensator 1A oder mit dem Ausgangskondensator 1B von einem 2. Akkumulator 18, eventuell 2. Bordnetz gespeist werden und die eigene Eingänge an dem +Pol des 2. Akkumulators 18, eventuell 2.DC-Bordnetzes angeschlossen werden.The capacitor module and the energy management system of a DC link with capacitor modules can be operated under two accumulators, possibly 2 DC on-board networks. Whereby the one or more capacitor modules 11 with two - with the input capacitor 1A and the output capacitor 1B , and / or one or more capacitor modules 11 with a capacitor - with the capacitor 1 , Input capacitor 1A or with the output capacitor 1B from a 2nd accumulator 18 , possibly 2. electrical system are fed and their own inputs to the + pole of the 2nd accumulator 18 , possibly 2.DC electrical system can be connected.

Zu letzt ist vorgeschlagen eine Überspannungsschutz mit einem Kondensator, die damit gekennzeichnet ist, dass ein Pol eines Überspannungselements 8 ist mit dem +Pol Akkumulator 6 und eventuell +Pol des Zwischenkreises verbunden und der andere Pol des Überspannungselements 8 über eine Diode 16 in leitender Richtung mit dem +Pol des Kondensators 1 und gleichzeitig über ein Widerstand 12 mit de –Pol der Batterie und –Pol des Kondensators 1 Sobald auf der Akkumulator 6 und Zwischenkreis ein Ladungsüberschuss, mit der Überspannung verbunden, entsteht wird das Überspannungselement 8 über den Widerstand 12 aktiviert – geöffnet und der Ladungsüberschuss wird über die Diode 16 in den Kondensators 1 abgeführt. Diese Ladung ist weiter über ein Entladenelement 2 und/oder eventuell mit langsamem Entladenelement 4 in den Akkumulator 6 übertragen. Bei den einzelnen Kondensatormodulen und bei den Kondensatormodulen der Energiemanagementsystemen man geht davon aus, dass je nach Bedarf der Topologie sind die Steuerungseingänge der Ladeelementen 3 oder der Entladeelementen 2 oder der langsamen Entladenelementen 4, die Differenz-Eingänge und Ausgänge der Spannungskomparatoren 5 und eventuell weiter die Eingänge und die Ausgänge der ZK/AMS-Einheit 17 galvanisch getrennt sind.Last but not least proposed an overvoltage protection with a capacitor, which is characterized in that one pole of an overvoltage element 8th is with the + pole accumulator 6 and possibly + pole of the intermediate circuit connected and the other pole of the overvoltage element 8th over a diode 16 in the conducting direction with the + pole of the capacitor 1 and at the same time about a resistance 12 with de pole of the battery and pole of the capacitor 1 Once on the accumulator 6 and DC link a charge surplus, connected to the overvoltage, the overvoltage element is created 8th about the resistance 12 activated - open and the charge surplus is via the diode 16 in the capacitor 1 dissipated. This charge is still over a discharge element 2 and / or possibly with a slow discharge element 4 in the accumulator 6 transfer. For the individual capacitor modules and the capacitor modules of the energy management systems, it is assumed that depending on the needs of the topology are the control inputs of the charging elements 3 or the discharge elements 2 or the slow unloading elements 4 , the differential inputs and outputs of the voltage comparators 5 and possibly the inputs and outputs of the ZK / AMS unit 17 are galvanically isolated.

Das vorgeschlagene System mit den vorgeschlagenen Kondensatormodulen ermöglicht günstig und wesentlich effizienter Nutzung der parallel angeschlossener Folien-, Super-Cap-Kondensatoren, die Bordnetzstabilität und Zwischenkreisstabilität und für die hohe dynamische Anforderungen eines Fahrzeugs im Zeitbereich Millisekunden bis mehreren Hundert Sekunden, da jetzige Stand der Technik bietet günstige und schnelle Schaltelemente 15 (MOSFETs, IGBTs – 10–20 ns/100 kHz–1 MHz) und entsprechend kleine und günstige Sammlungsinduktivitäten 13. Weiter die vorgeschlagene Lösung dient schönend für die Energiespeicher bei der Ladungstransport, ermöglicht die starke Entlastung der 12 V-Batterien und der HV-Speicher (Li-Ionen-Batterie) bei den dynamischen Vorgängen, hohen dynamischen Anforderungen und damit auch verhindert die Erwärmung, die schnelle Kapazitätsverluste, kurze Lebensdauer der Energiespeicher.The proposed system with the proposed capacitor modules allows low-cost and much more efficient use of parallel connected film, super-cap capacitors, on-board stability and DC link stability and for the high dynamic requirements of a vehicle in the time range of milliseconds to several hundred seconds, since current state of the art offers cheap and fast switching elements 15 (MOSFETs, IGBTs - 10-20 ns / 100 kHz-1 MHz) and correspondingly small and inexpensive collection inductances 13 , Next, the proposed solution serves nicely for the energy storage in the charge transport, allows the strong discharge of the 12 V batteries and the HV memory (Li-ion battery) in the dynamic processes, high dynamic requirements and thus prevents the heating, the fast capacity losses, short life of energy storage.

1 zeigt ein Beispiel der Grundtopologie des Kondensatormoduls nach der Anmeldung 1 shows an example of the basic topology of the capacitor module after the application

2 zeigt ein Beispiel der Schaltung des des Kondensatormoduls nach der Anmeldung wo die einzelne Ladeelemente 3, Entladenelemente 2 und/oder eventuell mit langsamem Entladenelemente 4 mit Komparatoren 5 gesteuert werden und die ZK/AMS-Einheit 17 aktiviert die einzelne Komparatoren 5 2 shows an example of the circuit of the capacitor module after the application where the individual charging elements 3 , Unloading elements 2 and / or possibly with slow unloading elements 4 with comparators 5 be controlled and the ZK / AMS unit 17 activates the single comparators 5

3 zeigt ein Beispiel der Schaltung des des Kondensatormoduls nach der Anmeldung wo die einzelne Ladeelemente 3, Entladenelemente 2 und/oder eventuell mit langsamem Entladenelemente 4 direkt von der ZK/AMS-Einheit 17 gesteuert werden. 3 shows an example of the circuit of the capacitor module after the application where the individual charging elements 3 , Unloading elements 2 and / or possibly with slow unloading elements 4 directly from the ZK / AMS unit 17 to be controlled.

4 zeigt ein Beispiel der Schaltung des des Kondensatormoduls mit DC-DC-Boost-Wandler mit der ZK/AMS-Einheit 17 als Boost-Regler nach der Anmeldung, wo die einzelne Ladeelemente 3, Entladenelemente 2 und/oder eventuell mit langsamem Entladenelemente 4 von der ZK/AMS-Einheit 17 gesteuert werden, wobei der Eingangskondensator 1A ist mir der Spannung Uca << Uzk und Ausgangskondensators 1B ist mit der Spannung Ucb > Uzk gehalten. 4 shows an example of the circuit of the capacitor module with DC-DC-boost converter with the ZK / AMS unit 17 as a boost regulator after logging where the individual charging elements 3 , Unloading elements 2 and / or possibly with slow unloading elements 4 from the CC / AMS unit 17 be controlled, the input capacitor 1A I'm the voltage Uca << Uzk and output capacitor 1B is held with the voltage Ucb> Uzk.

5 zeigt ein Beispiel der Schaltung des Kondensatormoduls mit DC-DC-Boost-Wandler mit der ZK/AMS-Einheit 17 als Boost-Regler nach der Anmeldung bloß mit einem Eingangskondensator 1A wo die Spannung Uca << Uzk gehalten wird um eine transiente Überspannung aus dem ZK schnell zu übernehmen. 5 shows an example of the circuit of the capacitor module with DC-DC-boost converter with the ZK / AMS unit 17 as a boost regulator after logging only with an input capacitor 1A where the voltage Uca << Uzk is held to quickly take over a transient overvoltage from the ZK.

6 zeigt ein Beispiel der Schaltung des Kondensatormoduls mit DC-DC-Boost-Wandler mit der ZK/AMS-Einheit 17 als Boost-Regler nach der Anmeldung bloß mit einem Ausgangskondensator 1B, wo die Spannung Ucb > Uzk gehalten wird um eine dynamische Stromanforderung vom ZK zu übernehmen. 6 shows an example of the circuit of the capacitor module with DC-DC-boost converter with the ZK / AMS unit 17 as a boost regulator after logging only with an output capacitor 1B where the voltage Ucb> Uzk is held to take over a dynamic power request from the ZK.

7 zeigt ein Beispiel der Schaltung des Energiemanagementsystems eines Zwischenkreises mit mehreren Kondensatormodulen 11 gesteuert von der ZK/AMS-Einheit 17 7 shows an example of the circuit of the power management system of a DC link with multiple capacitor modules 11 controlled by the ZK / AMS unit 17

8 zeigt ein Beispiel der Schaltung des Energiemanagementsystems eines Zwischenkreises mit mehreren Kondensatormodulen 11, die aus dem 2. Akkumulators 18 gespeist sind. 8th shows an example of the circuit of the power management system of a DC link with multiple capacitor modules 11 coming from the 2nd accumulator 18 are fed.

9 zeigt ein Beispiel der Funktion des beschriebenen Kondensatormoduls mit dem Boost-Regler mit dem Ausgangskondensator 1B +Ucb > Uzk und den Einfluss – Ausgleich der Spannung auf +Uzk während der starken dynamischen Strombelastung des ZKs und gleichzeitiges Einschalten des Entladenelementes 2
ZK – Zwischenkreis
ZK/AMS-Einheit (17) – Einheit des Zwischenkreis/Akkumulator-Managementsystem
9 shows an example of the function of the described capacitor module with the boost regulator with the output capacitor 1B + Ucb> Uzk and the influence - compensation of the voltage to + Uzk during the strong dynamic current load of the ZKs and simultaneous switching on of the discharge element 2
ZK - DC link
ZK / AMS unit ( 17 ) - Unit of the DC link / accumulator management system

Claims (15)

Kondensatormodul zur Beschleunigung eines Lade-, Entladevorgangs insbesondere eines Akkumulators, eventuell eines Zwischenkreises ist damit gekennzeichnet, dass zu der Beschleunigung und der Stromunterstützung der Lade-, Entladevorgängen wird ein Kondensator (1) so eingeschaltet, dass sein +–Pol wird mit dem +–Pol des Akkumulators (6) über einen Ladeelement (3) und Entladenelement (2) und eventuell mit langsamen Entladenelement (4) verbunden. Wobei der –Pol des Kondensators (1) und –Pol des Akkumulators (6) zusammen verbunden sind. Bei einem Ladungsüberschuss eventuell mit der entsprechenden kleinen Überspannung auf dem ZK-Zwischenkreis, Akkumulator (6) verbunden, wird das Ladeelement (3) aktiviert und das Ladungsüberschuss in den Kondensator (1) schnell abgeführt. Das Ladungsüberschuss wird dann langsam und schönend über das langsame Entladenelement (4) an den Akkumulator (6) übertragen bis sich die beide Spannungen gleichen aus. Umgekehrt wenn es plötzlich zu Ladungsanforderung, eventuell mit einer Spannungs-Drop-Out verbunden, kommt, öffnet sich schnell das Entladenelement (2) und die notwendige Ladungsmenge aus dem Kondensator (1) wird an den Akkumulator (6) eventuell an einer parallel geschaltete Last übertragen bis sich bis sich die beide Spannungen ausgleichen. Die Funktion des Kondensatormoduls eventuell deaktiviert wird, damit dass der Kondensator (1) über das Ladeelement (3) und/oder Entladenelement (2) mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet wird und der Kondensator (1) als parallel zu dem Akkumulator (6) angeschlossene Kapazität dient.Capacitor module for accelerating a charging and discharging process of a particular accumulator, possibly an intermediate circuit is characterized in that the acceleration and the current support of the charging, discharging is a capacitor ( 1 ) so that its + pole is connected to the + pole of the accumulator ( 6 ) via a charging element ( 3 ) and unloading element ( 2 ) and possibly with a slow discharge element ( 4 ) connected. Where the pole of the capacitor ( 1 ) and -Pol of the accumulator ( 6 ) are connected together. If there is a charge surplus, possibly with the corresponding low overvoltage on the DC link, accumulator ( 6 ), the charging element ( 3 ) and the excess charge in the capacitor ( 1 ) dissipated quickly. The charge surplus is then slow and beautiful over the slow discharge element ( 4 ) to the accumulator ( 6 ) until the two voltages are equal. Conversely, when it comes suddenly to charge request, possibly connected to a voltage drop-out, opens quickly the discharge element ( 2 ) and the necessary amount of charge from the capacitor ( 1 ) is sent to the accumulator ( 6 ) may be transferred to a parallel load until the two voltages equalize. The function of the capacitor module may be disabled so that the capacitor ( 1 ) via the charging element ( 3 ) and / or unloading element ( 2 ) with the + pole is switched for a certain time and the capacitor ( 1 ) as parallel to the accumulator ( 6 ) connected capacity is used. Kondensatormodul zur Beschleunigung eines Lade-, Entladenvorgangs nach Anspruch 1, ist damit gekennzeichnet, dass das Ladeelement (3) und/oder das Entladenelement (2) und/oder das langsame Entladenelement (4), als analog- oder digitalgesteuerten (ev. PWM) aktiven Zweipolen beschaltet, von den entsprechenden Ausgängen eines Zwischenkreis/Akkumulator Management Systems – einer ZK/AMS-Einheit – (17) gesteuert sind. Die ZK/AMS-Einheit (17) direkt und optimal nach Bedarf bestimmt, bei welchen Spannungsdifferenzen zwischen ZK-Spannung und Spannung auf dem Kondensator (1) und/oder Steilheit der Spannungs-flanke, die einzelne Elemente das Ladeelement (3), das Entladenelement (2) und das langsame Entladenelement (4) – schalten sollten, die einzelne – Ladevorgang, Entladevorgang und langsame Entladevorgang aktiviert werden. Die Funktion des Kondensatormoduls eventuell deaktiviert wird, damit dass der Kondensator (1) über das Ladeelement (3) und/oder Entladenelement (2) mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet wird und der Kondensator (1) als parallel zu dem Akkumulator (6) angeschlossene Kapazität dient.Capacitor module for accelerating a charging and discharging process according to claim 1, characterized in that the charging element ( 3 ) and / or the unloading element ( 2 ) and / or the slow unloading element ( 4 ), connected as analog or digitally controlled (possibly PWM) active dipoles, from the corresponding outputs of a DC link / accumulator management system - a ZK / AMS unit - ( 17 ) are controlled. The ZK / AMS unit ( 17 ) determined directly and optimally as needed, in which voltage differences between the ZK voltage and voltage on the capacitor ( 1 ) and / or slope of the voltage edge, the individual elements of the charging element ( 3 ), the unloading element ( 2 ) and the slow unloading element ( 4 ) - should be activated, the individual - charging, discharging and slow discharging process. The function of the capacitor module may be disabled so that the capacitor ( 1 ) via the charging element ( 3 ) and / or unloading element ( 2 ) with the + pole is switched for a certain time and the capacitor ( 1 ) as parallel to the accumulator ( 6 ) connected capacity is used. Kondensatormodul mit Boost-DC-DC-Wandler zur Beschleunigung des Lade-, Entladevorgangs eines Akkumulators, eventuell eines Zwischenkreises, ist damit gekennzeichnet, dass zu der Beschleunigung und der Stromunterstützung der Lade-, Entladevorgänge wird ein standardbeschalteter Boost-DC-DC-Wandler mit zwei Kondensatoren – Eingangskondensator (1A) und Ausgangskondensator (1B), deren +Pole über eine, in Reihe angeschlossene, Sammlungsinduktivität (13) und diode (14) verbunden sind. Ein Pol des Schaltelementes (15) ist zwischen der Sammlungsinduktivität (13) und Anode der diode (14) angeschlossen; der zweite Pol des Schaltelementes (15) ist mit –Pol der beiden Kondensatoren und –Pol des Akkumulators (6) und Pol des notwendigen Reglers verbunden. Wobei der +–Pol des Eingangskondensators (1A) ist mit dem +–Pol des Akkumulators (6) über ein Ladeelement (3) verbunden und umgekehrt +–Pol des Ausgangskondensator (1B) ist mit dem +–Pol des Akkumulators (6) über ein Entladenelement (2) und eventuell mit langsamen Entladenelement (4) verbunden. Wie beim Boost-Wandler üblich ist steuert der Regler – ZK/AMS-Einheit (17) PWM-mäßig das Schaltelement (15) über seinen Steuereingang eventuell sein Gate so, dass die Spannung Uca =<< Uzk auf dem Eingangskondensator (1A) wird möglich niedrig vom Regler gehalten um Ladungsüberschuss am Akkumulator (6) – eventuell am Zwischenkreis (ZK) über das Ladeelement (3) schnell, je nach dynamischen Anforderungen – bei kleiner Überspannung und/oder bei steiler Flanke und/oder einer externen Anforderung, abführen zu können. Hier wird die Ladung an den Ausgangskondensator (1B) abgeführt und damit auch gewisse Ladungsüberschuss und maximale Spannung Ucb >= Uzk gehalten um schnelle Leistung/Stromanforderung vom ZK – Zwischenkreis, je nach dynamischen Anforderungen – bei kleiner Unterspannung und/oder bei steiler fallenden Flanke und/oder einer Energieanforderung, ausführen zu können. Entladenelement (2) oder eventuell das langsame Entladenelement (4) eventuell mit einem in Reihe angeschlossenen Filter (7) sorgt dafür das Ladungsüberschuss vom Ausgangskondensator (1B) langfristig an den Akkumulator (6) zu übertragen. Die Funktion des Kondensatormoduls eventuell deaktiviert wird, damit dass der Eingangskondensator (1A) über das Ladeelement (3) und der Ausgangskondensator (1B) über das Entladenelement (2) mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet wird und die beide Kondensatoren als parallel zu dem Akkumulator (6) angeschlossene Kapazität dienen. Eventuell weiter wird die Energiequelle – der Akkumulators (6) vom Last – Zwischenkreis über ein von der ZK/AMS-Einheit (17) gesteuerten Schaltelement (20) getrennt und dann die beide Kondensatoren – der Eingangskondensator (1A), Ausgangskondensator (1B), die diode (14) und die Sammlungsinduktivität (13) als Filter dienen.Capacitor module with boost DC-DC converter for accelerating the charging and discharging of an accumulator, possibly an intermediate circuit, is characterized in that the acceleration and the current support of the charging and discharging is a standard connected Boost DC-DC converter with two capacitors - input capacitor ( 1A ) and output capacitor ( 1B ) whose + poles are connected via a collection inductance connected in series ( 13 ) and diode ( 14 ) are connected. One pole of the switching element ( 15 ) is between the collection inductance ( 13 ) and anode of the diode ( 14 ) connected; the second pole of the switching element ( 15 ) is with -Pol of the two capacitors and pole of the accumulator ( 6 ) and pole of the necessary regulator. Where the + pole of the input capacitor ( 1A ) is connected to the + pole of the accumulator ( 6 ) via a charging element ( 3 ) and vice versa + pole of the output capacitor ( 1B ) is connected to the + pole of the accumulator ( 6 ) via a discharge element ( 2 ) and possibly with a slow discharge element ( 4 ) connected. As usual with the boost converter, the controller - ZK / AMS unit ( 17 ) PWM-moderately the switching element ( 15 ) via its control input may be its gate so that the voltage Uca = << Uzk on the input capacitor ( 1A ) is possible kept low by the controller to charge excess on Accumulator ( 6 ) - possibly on the DC link (ZK) via the charging element ( 3 ) fast, depending on dynamic requirements - to be able to dissipate at low overvoltage and / or steep slope and / or an external requirement. Here, the charge to the output capacitor ( 1B ) and thus also certain charge surplus and maximum voltage Ucb> = Uzk maintained to fast power / current demand from the DC link, depending on dynamic requirements - to be able to run at low undervoltage and / or steeply falling edge and / or a power requirement. Unloading element ( 2 ) or possibly the slow discharge element ( 4 ) possibly with a filter connected in series ( 7 ) ensures the charge surplus from the output capacitor ( 1B ) in the long term to the accumulator ( 6 ) transferred to. The function of the capacitor module may be disabled so that the input capacitor ( 1A ) via the charging element ( 3 ) and the output capacitor ( 1B ) via the unloading element ( 2 ) is switched with the + pole for a certain time and the two capacitors as parallel to the accumulator ( 6 ) connected capacity serve. Eventually, the energy source - the accumulator ( 6 ) from the load DC link via one of the ZK / AMS unit ( 17 ) controlled switching element ( 20 ) and then the two capacitors - the input capacitor ( 1A ), Output capacitor ( 1B ), the diode ( 14 ) and the collection inductance ( 13 ) serve as a filter. Kondensatormodul mit Boost-DC-DC-Wandler zur Beschleunigung des Entladevorgangs eines Akkumulators, eventuell eines Zwischenkreises, ist damit gekennzeichnet, dass zu der Beschleunigung und der Stromunterstützung der Ladevorgänge wird ein standartbeschalteter Boost-DC-DC-Wandler mit bloß einem Kondensatoren – Eingangskondensator (1A), dessen +Pole über eine, in Reihe angeschlossene, Sammlungsinduktivität (13) und die Diode (14) mit dem +–Pol des Akkumulators (6) entweder direkt oder über Entladeelement (2) verbunden ist. Ein Pol des Schaltelementes (15) ist zwischen der Sammlungsinduktivität (13) und Anode der Diode (14) angeschlossen; der zweite Pol des Schaltelementes (15) ist mit –Pol des Eingangskondensators (1A), und –Pol der Batterie und –Pol des notwendigen Reglers – ZK/AMS-Einheit (17) verbunden ist. Der Regler steuert PWM-mäßig das Schaltelement (15) über seinen Steuereingang eventuell sein Gate so, dass die Ladung vom Eingangskondensator (1A) an den Akkumulator (6) eventuell Zwischenkreis abgeführt wird, so dass der Eingangskondensator (1A) bereit ist, bei kleiner Überspannung und/oder bei steiler steigenden Flanke und/oder einer Anforderung, eine transiente Überspannung – Ladungsüberschuss vom Akkumulator (6) – Zwischenkreis entsprechend schnell über das Ladeelement (3) zu übernehmen. Der +–Pol des Eingangskondensators (1A) ist mit dem +–Pol des Akkumulators (6) über ein Ladeelement (3) verbunden. Die Spannung auf dem Eingangskondensator (1A) wird möglich niedrig vom Regler gehalten um eine Überspannung – Ladungsüberschuss am Akkumulator (6) eventuell am ZK über das Ladeelement (3) schnell abführen zu können. Die Funktion des Kondensatormoduls eventuell deaktiviert wird, damit dass der Eingangskondensator (1A) über das Ladeelement (3) mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet wird und der Kondensator als parallel zu dem Akkumulator (6) angeschlossene Kapazität dient. Eventuell weiter wir die Energiequelle – der Akkumulators (6) vom Last – Zwischenkreis über ein von der ZK/AMS-Einheit (17) gesteuerten Schaltelement (20) getrennt und dann der Eingangskondensator (1A), die diode (14) und die Sammlungsinduktivität (13) als Filter dienen.Capacitor module with boost DC-DC converter for accelerating the discharge process of an accumulator, possibly an intermediate circuit, is characterized in that the acceleration and the current support of the charging operations is a standstill boosted DC-DC converter with only one capacitors - input capacitor ( 1A ) whose + poles are connected via a series-connected collector inductance ( 13 ) and the diode ( 14 ) with the + pole of the accumulator ( 6 ) either directly or via a discharge element ( 2 ) connected is. One pole of the switching element ( 15 ) is between the collection inductance ( 13 ) and anode of the diode ( 14 ) connected; the second pole of the switching element ( 15 ) is connected to -Pol of the input capacitor ( 1A ), and -Pol of the battery and -Pol of the necessary regulator - ZK / AMS unit ( 17 ) connected is. The controller controls the switching element PWM-moderately ( 15 ) may have its gate over its control input so that the charge from the input capacitor ( 1A ) to the accumulator ( 6 ) possibly intermediate circuit is discharged, so that the input capacitor ( 1A ) is ready, at low overvoltage and / or at steep rising edge and / or a request, a transient overvoltage - charge surplus from the accumulator ( 6 ) - DC link correspondingly fast over the charging element ( 3 ) to take over. The + pole of the input capacitor ( 1A ) is connected to the + pole of the accumulator ( 6 ) via a charging element ( 3 ) connected. The voltage on the input capacitor ( 1A ) is kept low possible by the controller by an overvoltage - charge surplus at the accumulator ( 6 ) possibly at the CC via the charging element ( 3 ) to dissipate quickly. The function of the capacitor module may be disabled so that the input capacitor ( 1A ) via the charging element ( 3 ) is switched with the + pole for a certain time and the capacitor as parallel to the accumulator ( 6 ) connected capacity is used. Eventually we continue the energy source - the accumulator ( 6 ) from the load DC link via one of the ZK / AMS unit ( 17 ) controlled switching element ( 20 ) and then the input capacitor ( 1A ), the diode ( 14 ) and the collection inductance ( 13 ) serve as a filter. Kondensatormodul mit Boost-DC-DC-Wandler zur Beschleunigung des Entladevorgangs eines Akkumulators, eventuell eines Zwischenkreises ist damit gekennzeichnet, dass zu der Beschleunigung und der Stromunterstützung der Lade-, Entladevorgängen wird ein standartbeschalteter Boost-DC-DC-Wandler mit bloß einem Ausgangskondensator (1B), dessen +Pole über eine, in Reihe angeschlossene, Diode (14) und die Sammlungsinduktivität (13) direkt oder eventuell über Ladeelement (3) und gleichzeitig über Entladeelement (2) mit dem +Pol des Akkumulators verbunden ist. Ein Pol des Schaltelementes (15) ist zwischen der Sammlungsinduktivität (13) und Anode der Diode (14) angeschlossen; der zweite Pol des Schaltelementes (15) ist mit –Pol des Ausgangskondensators (1B) und –Pol des Akkumulators und Pol des notwendigen Reglers verbunden. Wie beim Standard-Boost-Wandler steuert der Regler PWM-mäßig das Schaltelement (15) über seinen Steuereingang eventuell Gate so, dass eine hoher Spannung Ucb > Uzk (Ladungsüberschuss, Energiereserve) auf dem Ausgangskondensators (1B) gebildet wird um eine schnelle Leistung/Stromanforderung an ZK – Zwischenkreis, eventuell Akkumulator (6), bei kleiner Unterspannung und/oder bei steiler fallenden Flanke und/oder einer Energieanforderung, vom Ausgangskondensators (1B) über das Entladeelement (2) an ZK entsprechend schnell überführen zu können. Die Funktion des Kondensatormoduls eventuell deaktiviert wird, damit dass der Ausgangskondensator (1B) über das Entladenelement (2) mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet wird und als parallel angeschlossene Kapazität zu dem Akkumulator (6) dient. Eventuell weiter wird die Energiequelle – der Akkumulators (6) vom Last – Zwischenkreis über ein von der ZK/AMS-Einheit (17) gesteuerten Schaltelement (20) getrennt und dann der Ausgangskondensators (1B), die Diode (14) und die Sammlungsinduktivität (13) als Filter dienen.Capacitor module with boost DC-DC converter for accelerating the discharge of an accumulator, possibly an intermediate circuit is characterized in that the acceleration and the current support of the charging and discharging is a standartbeschalteter boost DC-DC converter with only one output capacitor ( 1B ) whose + pole is connected via a series connected diode ( 14 ) and the collection inductance ( 13 ) directly or possibly via charging element ( 3 ) and at the same time via unloading element ( 2 ) is connected to the + pole of the accumulator. One pole of the switching element ( 15 ) is between the collection inductance ( 13 ) and anode of the diode ( 14 ) connected; the second pole of the switching element ( 15 ) is connected to -Pol of the output capacitor ( 1B ) and pole of the accumulator and pole of the necessary regulator connected. As with the standard boost converter, the controller PWM-moderately controls the switching element ( 15 ) via its control input possibly gate so that a high voltage Ucb> Uzk (charge surplus, energy reserve) on the output capacitor ( 1B ) is formed by a fast power / current requirement at DC link, possibly accumulator ( 6 ), with a small undervoltage and / or with a steep falling edge and / or a power requirement, from the output capacitor ( 1B ) via the unloading element ( 2 ) to transfer to ZK accordingly fast. The function of the capacitor module may be disabled so that the output capacitor ( 1B ) via the unloading element ( 2 ) is switched with the + pole for a certain time and as parallel connected capacity to the accumulator ( 6 ) serves. Eventually, the energy source - the accumulator ( 6 ) from the load DC link via one of the ZK / AMS unit ( 17 ) controlled switching element ( 20 ) and then the output capacitor ( 1B ), the diode ( 14 ) and the collection inductance ( 13 ) serve as a filter. Kondensatormodul nach Anspruch 1 bis 5 ist damit gekennzeichnet, dass der Kondensatormodul diskret aufgebaut ist und die Steuerungseingänge des Ladeelements (3), des Entladenelements (2) und des langsamen Entladenelements (4) mit der Ausgängen der eigenen Spannungskomparatoren (5) eventuell mit einer Hysteresis angeschlossen und gesteuert sind, wobei die Differenz-Eingänge der Spannungskomparatoren (5) immer zwischen +Pol des Akkumulators (6) und +Pol des Kondensators (1) oder eventuell +Pol des Eingangskondensators (1A), oder +Pol des Ausgangskondensators (1B) angeschlossen sind. Die Spannungsdifferenz an der einzelnen Komparatoren (5) und/oder die Steilheit der Spannungsflanken +Uzk (Ub) und/oder die dynamischen Anforderungen an +Uzk (+Ub) bestimmen, bei welchen Spannung +Uzk, +Ub Akkumulator (6), +Uc Kondensator (1) und mit welcher Verzögerung die einzelne – Ladevorgang und Entlade-Vorgang und langsame Entlade-Vorgang aktiviert werden.Capacitor module according to claim 1 to 5 is characterized in that the capacitor module discrete and the control inputs of the charging element ( 3 ), the unloading element ( 2 ) and the slow discharge element ( 4 ) with the outputs of its own voltage comparators ( 5 ) may be connected and controlled with a hysteresis, the differential inputs of the voltage comparators ( 5 ) always between + pole of the accumulator ( 6 ) and + pole of the capacitor ( 1 ) or possibly + pole of the input capacitor ( 1A ), or + pole of the output capacitor ( 1B ) are connected. The voltage difference at the individual comparators ( 5 ) and / or the steepness of the voltage edges + Uzk (Ub) and / or the dynamic requirements of + Uzk (+ Ub) determine at which voltage + Uzk, + Ub accumulator ( 6 ), + Uc capacitor ( 1 ) and with what delay the single - charging and discharging process and slow discharging process are activated. Kondensatormodul nach Anspruch 1 bis 6 ist damit gekennzeichnet, dass die Funktion des Reglers in der ZK/AMS-Einheit (17), eine Einheit des Zwischenkreis/Akkumulator Management Systems implementiert ist und die einzelne Elemente – das Schaltelement (15) das Ladeelement (3), das Entladeelement (2) und eventuell das langsame Entladenelement (4) von der ZK/AMS-Einheit (17), über die entsprechende Steuerungseingänge gesteuert werden. Die Funktion der ZK/AMS-Einheit (17) liegt in der Daueraufnahme der Spannungen aus dem Zwischenkreis +Uzk, des Akkumulators (6) einschließlich der Steilheit der steigenden/fallenden Flanken, je nach Beschaltung, die Spannungen aus dem Ausgangskondensators (1B), eventuell +Uca aus dem Eingangskondensators (1A), weiter in der Auswertung der Daten und der Auswertung der dynamischen Anforderungen – direkt aus der Spannungen oder durch ein Kommunikationsbus und in der Steuerung der einzelnen Elementen – das Schaltelement (15) das Ladeelement (3), das Entladeelement (2) und eventuell das langsame Entladenelement (4) optimal (digital EIN/AUS, PWM) und damit nach Bedarf die einzelne – Ladevorgänge, Entladevorgänge und eventuell die langsame EntladevorgängeCapacitor module according to claim 1 to 6 is characterized in that the function of the controller in the ZK / AMS unit ( 17 ), a unit of the DC link / accumulator management system is implemented and the individual elements - the switching element ( 15 ) the charging element ( 3 ), the discharge element ( 2 ) and possibly the slow discharge element ( 4 ) from the ZK / AMS unit ( 17 ) are controlled via the corresponding control inputs. The function of the ZK / AMS unit ( 17 ) lies in the permanent recording of the voltages from the intermediate circuit + Uzk, the accumulator ( 6 ) including the slope of the rising / falling edges, depending on the wiring, the voltages from the output capacitor ( 1B ), possibly + Uca from the input capacitor ( 1A ), in the evaluation of the data and the evaluation of the dynamic requirements - directly from the voltages or by a communication bus and in the control of the individual elements - the switching element ( 15 ) the charging element ( 3 ), the discharge element ( 2 ) and possibly the slow discharge element ( 4 ) Optimal (digital ON / OFF, PWM) and thus, as required, the individual - loading, unloading and possibly the slow unloading Kondensatormodul nach Anspruch 1 bis 7 ist damit gekennzeichnet, dass der Akkumulator (6) ein Lithium-Ionen-Akkumulator, ein Blei-Akkumulator, Nicd-Akkumulator oder eine aufladbare Batterie – eine Lithium-Ionen-Batterie, oder stellt eine DC-Versorgung, ein DC-Bordnetz dar.Capacitor module according to claim 1 to 7 is characterized in that the accumulator ( 6 ) a lithium-ion battery, a lead-acid battery, Nicd accumulator or a rechargeable battery - a lithium-ion battery, or represents a DC supply, a DC electrical system. Kondensatormodul nach Anspruch 1 bis 8 ist damit gekennzeichnet, dass als der Kondensator (1), Eingangskondensator (1A), Ausgangskondensator (1B) – die Ultra-Cup-Kondensatoren oder/und die Folienkondensator oder/und die Elektrolytkondensatoren angewendet werden und die genannten einzelnen Kondensatoren eventuell eine Kondensator-Batterie aus zwei der mehreren Kondensatoren bilden.Capacitor module according to Claims 1 to 8, characterized in that, as the capacitor ( 1 ), Input capacitor ( 1A ), Output capacitor ( 1B ) - the ultra-cup capacitors and / or the film capacitor and / or the electrolytic capacitors are applied and said individual capacitors may form a capacitor battery of two of the plurality of capacitors. Kondensatormodul nach Anspruch 1 bis 9 ist damit gekennzeichnet, dass das Ladeelement (3) und Entladenelement (2) nur als Zweipolen beschaltet sind und die weiter aus Dioden oder aus Überspannungsschutz-Dioden und (R)-Elementen und eventuell aus Widerständen, eventuell aus Kondensatoren, eventuell aus Induktivitäten je nach Anforderungen bestehen; und/oder dass die Ladeelemente (3), Entladenelemente (2) und die langsame Entladenelemente (4) als digitalgesteuerten aktiven Zweipolen (Ein/Aus, PWM) beschaltet sind und aus gesteuerten elektrischen/elektronischen Schalter – Relais, IGBT, MOSFET und eventuell weiter aus RC-Glied, RCL-Glied je nach Anforderungen bestehen. Als das Schaltelement (15) ist ein gesteuerter elektronischer Halbleiter-Schalter, ein Transistor IGBT, MOSFET vorgesehen.Capacitor module according to claim 1 to 9 is characterized in that the charging element ( 3 ) and unloading element ( 2 ) are connected only as bipolar and further consisting of diodes or surge protection diodes and (R) elements and possibly of resistors, possibly of capacitors, possibly of inductors depending on requirements; and / or that the charging elements ( 3 ), Unloading elements ( 2 ) and the slow unloading elements ( 4 ) are connected as digitally controlled active bipolar (on / off, PWM) and consist of controlled electrical / electronic switch - relay, IGBT, MOSFET and possibly further from RC element, RCL element depending on requirements. As the switching element ( 15 ), a controlled electronic semiconductor switch, a transistor IGBT, MOSFET is provided. Kondensatormodul nach Anspruch 1 bis 10 ist damit gekennzeichnet, dass bloß ein Element entweder das Ladeelement (3) oder das Entladeelement (2) übernimmt die Funktion und der beiden einzelne Elementen des Ladeelementes (3) und das Entladeelementes (2) und eventuell auch des langsamen Entladenelementes (4).Capacitor module according to claim 1 to 10 is characterized in that only one element either the charging element ( 3 ) or the discharge element ( 2 ) assumes the function and the two individual elements of the charging element ( 3 ) and the discharge element ( 2 ) and possibly also the slow unloading element ( 4 ). Energiemanagementsystem eines Zwischenkreises mit Kondensatormodulen, ist damit gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Kondensatormodulen (11) mit zwei – mit dem Eingangskondensator (1A) und dem Ausgangskondensator (1B), und/oder ein oder mehrere Kondensatormodulen (11) mit einem Kondensator – mit dem Kondensator(1), Eingangskondensator (1A) oder mit dem Ausgangskondensator (1B), parallel auf dem Zwischenkreis, eventuell parallel zu dem Akkumulator (6) oder DC-Bordnetz, beschaltet werden und von der ZK/AMS-Einheit (17) gesteuert werden, so dass nach bedarf ein oder mehrere Eingangskondensatoren (1A) leer gesteuert werden (Uca =<< Uzk) und ein oder mehrere Ausgangskondensatoren (1B), mit Überspannung – Energieüberschuss (Ucb >= Uzk) gesteuert werden. Die leere Eingangskondensatoren (1A) werden damit vorbereiten um eine Überspannung (Energieüberschuss) auf dem ZK über die Ladeelemente (3), bei kleiner Überspannung und/oder bei steiler Flanke und/oder einer Anforderung, aufzunehmen und umgekehrt die Ausgangskondensatoren (1B) werden damit vorbereiten ein schneller Energiebedarf dem ZK über die Entladenelemente (2), bei kleiner Unterspannung und/oder bei steiler fallenden Flanke und/oder einer Energieanforderung, abzugeben, um ein Spannungszusammenbruch des ZK zu verhindern. Der einen oder mehreren Kondensatormodulen (11) und die die einzelne – Ladevorgänge, Entladevorgänge und eventuell die langsame Entladevorgänge werden von der ZK/AMS-Einheit (17) (Zwischenkreis/Akkumulator-Managementsystem) optimal je nach Bedarf und je nach der Auswertung der Spannungsverhältnissen am ZK, Akkumulator (6), je nach dynamischen Strom/Leistungsanforderungen eventuell aus einem Kommunikationsbus, gesteuert. Die Funktion des Kondensatormodulen eventuell gewisse Zeit deaktiviert werden, damit dass die Eingangskondensator (1A), die Ausgangskondensatoren (1B) mit dem +Pol gewisse Zeit geschaltet werden und dann die beide Kondensatoren als parallel zu dem Akkumulator (6) angeschlossene Kapazität dienen. Eventuell weiter wird die Energiequelle – der Akkumulators (6) vom Last – Zwischenkreis über ein von der ZK/AMS-Einheit (17) gesteuerten Schaltelement (20) getrennt und dann die Kondensatoren – Eingangskondensatoren (1A), Ausgangskondensatoren (1B), die Dioden (14) und die Sammlungsinduktivitäten (13) als Filter dienen.Energy management system of a DC link with capacitor modules, is characterized in that one or more capacitor modules ( 11 ) with two - with the input capacitor ( 1A ) and the output capacitor ( 1B ), and / or one or more capacitor modules ( 11 ) with a capacitor - with the capacitor ( 1 ), Input capacitor ( 1A ) or with the output capacitor ( 1B ), parallel to the intermediate circuit, possibly parallel to the accumulator ( 6 ) or DC on-board network, and from the ZK / AMS unit ( 17 ), so that, as needed, one or more input capacitors ( 1A ) are controlled empty (Uca = << Uzk) and one or more output capacitors ( 1B ), with overvoltage - energy surplus (Ucb> = Uzk). The empty input capacitors ( 1A ) will prepare it for an overvoltage (excess energy) on the ZK via the charging elements ( 3 ), with a small overvoltage and / or with a steep edge and / or a request, and vice versa, the output capacitors ( 1B ) will thus prepare a quick energy demand to the CC via the unloading elements ( 2 ), with a small undervoltage and / or with a steeply falling edge and / or a power requirement, in order to prevent a voltage breakdown of the ZK. The one or more capacitor modules ( 11 ) and the individual - loading, unloading and possibly the slow unloading operations are performed by the ZK / AMS unit ( 17 ) (DC link / accumulator management system) optimally as needed and depending on the evaluation of the voltage conditions at the CC, accumulator ( 6 ), depending on dynamic power / power requirements may be controlled from a communication bus. The function of the capacitor modules may be disabled for some time so that the input capacitor ( 1A ), the output capacitors ( 1B ) with the + pole are switched for a certain time and then the two capacitors as parallel to the accumulator ( 6 ) connected capacity serve. Eventually, the energy source - the accumulator ( 6 ) from the load DC link via one of the ZK / AMS unit ( 17 ) controlled switching element ( 20 ) and then the capacitors - input capacitors ( 1A ), Output capacitors ( 1B ), the diodes ( 14 ) and the collection inductances ( 13 ) serve as a filter. Das Kondensatormodul und das Energiemanagementsystem eines Zwischenkreises mit Kondensatormodulen nach Anspruch 1 bis 12, ist damit gekennzeichnet, dass das Kondensatormodul und das Energiemanagementsystem eines Zwischenkreises mit Kondensatormodulen unter zwei Akkumulatoren, eventuell 2 DC-Bordnetzen betrieben werden, wobei das ein oder mehrere Kondensatormodulen (11) mit zwei – mit dem Eingangskondensator (1A) und dem Ausgangskondensator (1B), und/oder ein oder mehrere Kondensatormodulen (11) mit einem Kondensator – mit dem Kondensator (1), Eingangskondensator (1A) oder mit dem Ausgangskondensator (1B) von einem 2. Akkumulator (18), eventuell 2. Bordnetz gespeist werden und die eigene Eingänge an dem +Pol des 2. Akkumulators (18), eventuell 2. DC-Bordnetzes angeschlossen werden.The capacitor module and the energy management system of an intermediate circuit with capacitor modules according to claim 1 to 12, characterized in that the capacitor module and the power management system of a DC link with capacitor modules under two batteries, possibly 2 DC on-board networks are operated, wherein the one or more capacitor modules ( 11 ) with two - with the input capacitor ( 1A ) and the output capacitor ( 1B ), and / or one or more capacitor modules ( 11 ) with a capacitor - with the capacitor ( 1 ), Input capacitor ( 1A ) or with the output capacitor ( 1B ) from a second accumulator ( 18 ), possibly 2. electrical system are powered and its own inputs to the + pole of the 2nd accumulator ( 18 ), possibly 2. DC electrical system can be connected. Überspannungsschutz mit einem Kondensator, ist damit gekennzeichnet, dass ein Pol eines Überspannungselements (8) ist mit dem +Pol Akkumulator (6) und eventuell +Pol des Zwischenkreises verbunden und der andere Pol des Überspannungselements (8) über eine Diode (16) in leitender Richtung mit dem +Pol des Kondensators (1) und gleichzeitig über ein Widerstand (12) mit de –Pol der Batterie und –Pol des Kondensators (1). Sobald auf der Akkumulator (6) und Zwischenkreis ein Ladungsüberschuss, mit der Überspannung verbunden, entsteht wird das Überspannungselement (8) über den Widerstand (12) aktiviert – geöffnet und der Ladungsüberschuss wird über die Diode (16) in den Kondensators (1) abgeführt. Diese Ladung ist weiter über ein Entladenelement (2) und/oder eventuell mit langsamem Entladenelement (4) in den Akkumulator (6) übertragen.Surge protection with a capacitor, is characterized in that a pole of an overvoltage element ( 8th ) is connected to the + pole accumulator ( 6 ) and possibly + pole of the intermediate circuit and the other pole of the overvoltage element ( 8th ) via a diode ( 16 ) in the conducting direction with the + pole of the capacitor ( 1 ) and at the same time via a resistor ( 12 ) with de -Pol of the battery and -Pol of the capacitor ( 1 ). Once on the accumulator ( 6 ) and intermediate circuit a charge surplus, connected to the overvoltage, the overvoltage element ( 8th ) about the resistance ( 12 ) - opened and the excess charge is passed through the diode ( 16 ) in the capacitor ( 1 ) dissipated. This charge is further via a discharge element ( 2 ) and / or possibly with a slow discharge element ( 4 ) in the accumulator ( 6 ) transfer. Das Kondensatormodul und das Energiemanagementsystem nach Anspruch 1 bis 14, ist damit gekennzeichnet, dass eventuell nach Bedarf der Topologie die Steuerungseingänge der Ladeelementen (3) oder der Entladeelementen (2) oder der langsamen Entladenelementen (4), Differenz-Eingänge und Ausgänge der Spannungskomparatoren (5) und eventuell weiter die Eingänge und die Ausgänge der ZK/AMS-Einheit (17) galvanisch getrennt sind.The capacitor module and the energy management system according to claims 1 to 14, characterized in that, if necessary according to the topology, the control inputs of the charging elements ( 3 ) or the discharge elements ( 2 ) or the slow unloading elements ( 4 ), Differential inputs and outputs of the voltage comparators ( 5 ) and possibly the inputs and outputs of the ZK / AMS unit ( 17 ) are galvanically isolated.
DE102011018682A 2010-04-27 2011-04-24 Capacitor module for use in energy management system for accelerating e.g. charging process in battery of vehicle, has capacitor closed parallel to battery, where negative pole of capacitor is connected with that of battery Withdrawn DE102011018682A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011018682A DE102011018682A1 (en) 2010-04-27 2011-04-24 Capacitor module for use in energy management system for accelerating e.g. charging process in battery of vehicle, has capacitor closed parallel to battery, where negative pole of capacitor is connected with that of battery

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010018594.9 2010-04-27
DE102010018594 2010-04-27
DE102010018801.8 2010-04-29
DE102010018801 2010-04-29
DE102010020771 2010-05-17
DE102010020771.3 2010-05-17
DE102011018682A DE102011018682A1 (en) 2010-04-27 2011-04-24 Capacitor module for use in energy management system for accelerating e.g. charging process in battery of vehicle, has capacitor closed parallel to battery, where negative pole of capacitor is connected with that of battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011018682A1 true DE102011018682A1 (en) 2011-12-29

Family

ID=45115878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011018682A Withdrawn DE102011018682A1 (en) 2010-04-27 2011-04-24 Capacitor module for use in energy management system for accelerating e.g. charging process in battery of vehicle, has capacitor closed parallel to battery, where negative pole of capacitor is connected with that of battery

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011018682A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014224360A1 (en) * 2014-11-28 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Energy-efficient voltage limitation with control deviation of the charging current of an electrical energy storage
DE102015106370A1 (en) * 2015-02-09 2016-08-11 VME korea Apparatus for controlling a secondary cell battery for a next generation green vehicle.
DE102015202975A1 (en) * 2015-02-19 2016-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Improved dual accumulator arrangement

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014224360A1 (en) * 2014-11-28 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Energy-efficient voltage limitation with control deviation of the charging current of an electrical energy storage
DE102015106370A1 (en) * 2015-02-09 2016-08-11 VME korea Apparatus for controlling a secondary cell battery for a next generation green vehicle.
DE102015106370A8 (en) * 2015-02-09 2016-10-06 Vmekorea Apparatus for controlling a secondary cell battery for a next generation green vehicle.
DE102015202975A1 (en) * 2015-02-19 2016-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Improved dual accumulator arrangement
US10110034B2 (en) 2015-02-19 2018-10-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dual rechargeable battery arrangement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1908160B1 (en) Energy store
EP3137335B1 (en) Control for electrically driven vehicle, electrically driven vehicle having control, and method
DE102011081182B4 (en) Switched battery and capacitor arrangement and related operating procedures
EP1829185B1 (en) Charge redistribution circuit
DE102014201358A1 (en) On-board network and method for operating a vehicle electrical system
EP3137344B1 (en) Stabilization circuit for a vehicle electrical system
DE102016214662A1 (en) A method of controlling a fuel cell system, a method of controlling a fuel cell automobile, and a fuel cell automobile
DE102010021403A1 (en) On-board network for a motor vehicle, motor vehicle and method for operating a vehicle electrical system
WO2015110407A1 (en) Method for operating an on-board electrical system
DE102014201351A1 (en) On-board network and method for operating a vehicle electrical system
DE102011086829A1 (en) On-board network and method for operating a vehicle electrical system
DE102014207390A1 (en) On-board network and method for operating a vehicle electrical system
WO2005035317A1 (en) Switching device for bi-directionally equalizing charge between energy accumulators, and corresponding methods
EP3217465A1 (en) System for storing electrical energy
DE102013219965A1 (en) Traction battery with integrated on-board battery
DE102011018682A1 (en) Capacitor module for use in energy management system for accelerating e.g. charging process in battery of vehicle, has capacitor closed parallel to battery, where negative pole of capacitor is connected with that of battery
DE102011054479A1 (en) Energy storage system and method for controlling the charge states of its elements
WO2019043120A1 (en) Device for electropolishing an energy storage device comprising at least one lithium ion cell, charger, and method for operating the charger
DE102011079242A1 (en) Charging station for charging of high-voltage battery such as lithium-ion battery used in electric vehicle, controls energy charging function of buffer memory by control device, until target charge is reached
DE102018001301B4 (en) Vehicle electrical system for a motor vehicle
DE102019210793A1 (en) Electrical energy storage system and method for its operation
DE102010053204A1 (en) Capacitor module for accelerating charge-discharge process of battery, in energy management system, transfers surplus charge slowly to battery through discharge unit during voltage drop of battery by deactivating charging unit
DE102014201354A1 (en) board network
WO2009043666A9 (en) Electric drive system
DE102015208568B4 (en) Vehicle electrical system switching module, vehicle electrical system support device and vehicle electrical system branch

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20141101