DE102016212545A1 - System for the operation of a load - Google Patents

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Abstract

Es wird ein System (100) für den Betrieb einer Last (90) bereitgestellt, das einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) umfasst, welcher mindestens einen Ausgang (81) zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit einer Last (90) und mindestens einen Sensor (70) umfasst. Der mindestens eine Sensor (70) ist dazu ausgebildet, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) und/oder die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) zu messen. Des Weiteren weist das System (100) eine Systemmanagement-Einheit (60) auf, welche dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) derart zu verändern, dass einer auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) entgegengewirkt wird.A system (100) is provided for operating a load (90) comprising a high performance electrochemical store (80) having at least one output (81) for electrically conductive connection to a load (90) and at least one sensor (70). includes. The at least one sensor (70) is configured to measure the temperature of the high performance electrochemical store (80) and / or the voltage at the at least one output (81) of the high performance electrochemical store (80). The system (100) further comprises a system management unit (60) adapted to control the voltage at the at least one output (81) of the high performance electrochemical storage (80) in response to a change in temperature of the high performance electrochemical storage ( 80) in such a way that a change in the value of the power density of the high-performance electrochemical accumulator (80) due to the temperature change is counteracted.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für den Betrieb einer Last, welche einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher umfasst, welcher mindestens einen Ausgang zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit einer Last und mindestens einen Sensor umfasst. Der Sensor ist dazu ausgebildet, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers und die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers zu messen. Ferner umfasst das System eine Systemmanagement-Einheit.The present invention relates to a system for operating a load which comprises a high-performance electrochemical accumulator comprising at least one output for electrically conductive connection to a load and at least one sensor. The sensor is configured to measure the temperature of the high performance electrochemical storage and the voltage at the at least one output of the high performance electrochemical storage. Furthermore, the system comprises a system management unit.

Stand der TechnikState of the art

Elektrochemische Energiespeicher wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien, Superkondensatoren oder Hybrid-Superkondensatoren, welche für einen Einsatz in einem sehr breiten Temperaturbereich, beispielsweise in einem Temperaturbereich von ca. –40 bis 120 °C geeignet sind, gewinnen vor allem in der Automobilindustrie, zunehmend an Bedeutung. Problematisch bei Hochtemperaturanwendungen ist insbesondere die Zersetzung des Elektrolyten bei hohen Spannungen. Durch die hohe Spannung und Temperatur werden Nebenreaktionen, die für die Zersetzung des Elektrolyten verantwortlich sind, zwischen den verschiedenen Komponenten des Energiespeichers, wie beispielsweise den Elektroden und dem Elektrolyten, verstärkt. Die Zelle wird dadurch nachhaltig geschädigt und verliert an Kapazität. Bei Lithium-Ionen-Batterien wird zusätzlich das sogenannte Solid Electrolyte Interface (SEI), welches das Anodenmaterial vor dem direkten Kontakt mit dem Elektrolyten schützt, bei hohen Temperaturen nachhaltig beschädigt, was zu einem Ausfall der Zelle führen kann. Dennoch gibt es bereits wiederaufladbare Hochtemperatur Lithium-Ionen-Batterien, welche allerdings eine sehr geringe Lebensdauer und nur geringe Lade-/Entladeraten bei hohen Temperaturen aufweisen und für leistungsintensive Anwendungen völlig unbrauchbar sind. Bei Tieftemperaturen bricht die Leistung von Superkondensatoren und Lithium-Ionen-Batterien stark ein, da die Viskosität des Elektrolyten stark zunimmt und dadurch die Leistung stark abnimmt. Ebenfalls wird das zur Verfügung stehende Potentialfenster beziehungsweise Spannungsfenster des jeweiligen Energiespeichers, welches die Zellspannung einer Lithium-Ionen-Batterie oder eines Superkondensators bestimmt, durch die Temperatur beeinflusst.Electrochemical energy storage such as lithium-ion batteries, supercapacitors or hybrid supercapacitors, which are suitable for use in a very wide temperature range, for example in a temperature range of about -40 to 120 ° C, gaining increasingly, especially in the automotive industry in importance. The problem with high-temperature applications is in particular the decomposition of the electrolyte at high voltages. Due to the high voltage and temperature side reactions that are responsible for the decomposition of the electrolyte, between the various components of the energy storage, such as the electrodes and the electrolyte, amplified. The cell is thus sustainably damaged and loses capacity. In lithium-ion batteries, the so-called Solid Electrolyte Interface (SEI), which protects the anode material from direct contact with the electrolyte, is also permanently damaged at high temperatures, which can lead to failure of the cell. Nevertheless, there are already rechargeable high-temperature lithium-ion batteries, which, however, have a very short life and only low charge / discharge rates at high temperatures and are completely unusable for power-intensive applications. At cryogenic temperatures, the performance of supercapacitors and lithium-ion batteries is severely degraded as the viscosity of the electrolyte greatly increases, thereby greatly decreasing performance. Likewise, the available potential window or voltage window of the respective energy store, which determines the cell voltage of a lithium-ion battery or of a supercapacitor, is influenced by the temperature.

In 1 ist beispielsweise das Spannungsfenster eines konventionellen Doppelschichtkondensators in einem Koordinatensystem dargestellt. Hier zeigt die Ordinate des Koordinatensystems die Spannung beziehungsweise das Potenzial des Doppelschichtkondensators, während auf der Abszisse des Koordinatensystems die spezifische Kapazität des Doppelschichtkondensators in mAh/g abgetragen ist. Das in 1 gezeigte Spannungsfenster spannt sich auf zwischen zwei sich im Punkt (0/3) des Koordinatensystems schneidenden Geraden, von welchen die untere Gerade das Potenzial der Anode repräsentiert, während die obere Gerade das Potenzial der Kathode des Doppelschichtkondensators repräsentiert. Die vertikalen Doppelpfeile stellen die Weite des Spannungsfensters und damit die bereitstellbare Zellspannung des Doppelschichtkondensators dar, während die einfachen schwarzen Pfeile den Einfluss hoher Temperaturen auf das Spannungsfenster und die einfachen weißen Pfeile den Einfluss niedriger Temperaturen auf das Spannungsfenster repräsentieren. So vergrößert sich das maximale Spannungsfenster bei niedrigen Temperaturen, da die oben beschriebenen Nebenreaktionen – im Vergleich zu einem Betrieb bei Raumtemperatur – erst bei höheren Zellspannungen starten. Hingegen verkleinert sich das maximale Spannungsfenster bei hohen Temperaturen, da die Nebenreaktionen schon bei geringeren Zellspannungen starten, verglichen zu einem Betrieb bei Raumtemperatur. Ferner sind in 1 zwei Spannungsbereiche 6, 7 dargestellt, von welchen der obere einen Spannungsbereich kennzeichnet, in welchem es zu einer Gasbildung aufgrund oxidativer Zersetzung kommt, während der untere einen Spannungsbereich kennzeichnet, in welchem es zu einer Gasbildung aufgrund reduktiver Zersetzung kommt. In 1 For example, the voltage window of a conventional double-layer capacitor is shown in a coordinate system. Here, the ordinate of the coordinate system shows the voltage or the potential of the double-layer capacitor, while the abscissa of the coordinate system shows the specific capacitance of the double-layer capacitor in mAh / g. This in 1 The voltage window shown spans between two straight lines intersecting in the point (0/3) of the coordinate system, of which the lower straight line represents the potential of the anode, while the upper straight line represents the potential of the cathode of the double-layer capacitor. The vertical double arrows represent the width of the voltage window and thus the available cell voltage of the double-layer capacitor, while the simple black arrows represent the influence of high temperatures on the voltage window and the simple white arrows the influence of low temperatures on the voltage window. Thus, the maximum voltage window increases at low temperatures, because the side reactions described above - compared to an operation at room temperature - only start at higher cell voltages. On the other hand, the maximum voltage window decreases at high temperatures, since the side reactions start even at lower cell voltages, compared to operation at room temperature. Furthermore, in 1 two voltage ranges 6 . 7 of which the upper one indicates a voltage range in which gas formation due to oxidative decomposition occurs, while the lower one indicates a voltage range in which gas formation due to reductive decomposition occurs.

Es gibt derzeit noch kein System basierend auf elektrochemischen Hochleistungsspeichern, also zum Beispiel basierend auf konventionellen Superkondensatoren oder Hybrid-Superkondensatoren, welches energieeffiziente moderate Leistungen sowohl im Hoch- als auch im Tieftemperaturbereich liefern kann. There is currently no system based on high performance electrochemical storage, for example, based on conventional supercapacitors or hybrid supercapacitors, which can deliver energy efficient moderate power in both high and low temperature ranges.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein System für den Betrieb einer Last bereitgestellt, das einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher umfasst, welcher mindestens einen Ausgang zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit einer Last und mindestens einen Sensor umfasst. Der mindestens eine Sensor ist dazu ausgebildet, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers und/oder die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers zu messen. Des Weiteren weist das System eine Systemmanagement-Einheit auf, welche dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers derart zu verändern, dass einer auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers entgegengewirkt wird. According to the invention, there is provided a system for operating a load comprising a high performance electrochemical storage comprising at least one output for electrically conductive communication with a load and at least one sensor. The at least one sensor is configured to measure the temperature of the high-performance electrochemical store and / or the voltage at the at least one output of the high-performance electrochemical store. Further, the system includes a system management unit configured to change the voltage at the at least one output of the high performance electrochemical store in response to a change in the temperature of the high performance electrochemical store such that a change in temperature due to the temperature change the power density of the electrochemical high-performance accumulator is counteracted.

Mit anderen Worten ausgedrückt ermöglicht das erfindungsgemäße System die Bereitstellung eines elektrochemischen Hochleistungsspeichers mit einer herausragenden Performance durch eine Variation der jeweiligen Spannungsfenster mit energieeffizienter und geeigneter Leistungselektronik beziehungsweise Steuerungselektronik und einem Systemmanagement für verschiedene Temperaturbereiche. Weiterhin erhöht das erfindungsgemäße System die Lebensdauer von elektrochemischen Hochleistungsspeichern bei sowohl Hochtemperaturen als auch Tieftemperaturen. Ferner weist das erfindungsgemäße System über seine gesamte Lebensdauer betrachtet einen stark verringerten zusätzlichen Energieverbrauch auf. Im Gegensatz zum Stand der Technik ermöglicht das erfindungsgemäße System die Bereitstellung elektrochemischer Hochleistungsspeicher mit einer herausragenden Performance und Lebensdauer sowohl bei Hoch- als auch bei Tieftemperaturanwendungen. Das erfindungsgemäße System ermöglicht also eine Ausweitung der möglichen Einsatzgebiete elektrochemischer Hochleistungsspeicher, sowohl im Bereich von Hochtemperaturanwendungen als auch im Bereich von Tieftemperaturanwendungen. Ferner weisen in einem erfindungsgemäßen System zum Einsatz kommende elektrochemische Hochleistungsspeicher eine erhöhte Lebensdauer auf. Bei tiefen Temperaturen ermöglicht das erfindungsgemäße System eine Kompensation der durch eine niedrige Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten hervorgerufenen Verringerung in der Leistungsdichte der elektrochemischen Hochleistungsspeicher. Dies kann durch eine Erhöhung beziehungsweise Vergrößerung des Potentialfensters, insbesondere durch eine Aufladung der Zellen eines elektrochemischen Hochleistungsspeichers zu einer höheren Spannung erreicht werden, ohne dass die Gefahr einer irreparablen Zellschädigung besteht. Bei hohen Temperaturen ermöglicht das erfindungsgemäße System eine Kompensation der hohen Elektrolytdegradationsrate durch eine Verringerung beziehungsweise Verkleinerung des Potentialfensters, insbesondere durch eine Entladung der Zellen eines elektrochemischen Hochleistungsspeichers zu einer niedrigeren Spannung, ohne eine Verringerung der Leistungsbereitstellung der Zellen, da das kleinere Spannungsfenster durch die intrinsisch höhere Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten bei hohen Temperaturen kompensiert wird. Insgesamt ermöglicht all dies eine konstante, temperaturunabhängige Leistungsbereitstellung durch die Zellen beziehungsweise durch das Modul beziehungsweise durch den elektrochemischen Hochleistungsspeicher. Außerdem weist der in einem erfindungsgemäßen System zum Einsatz kommende elektrochemische Hochleistungsspeicher einen geringeren Energieverlust und somit einen geringeren Energiebedarf auf als ein vergleichbarer elektrochemischer Hochleistungsspeicher des Standes der Technik. Das erfindungsgemäße System stellt also einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher bereit, also zum Beispiel einen konventionellen Superkondensator oder Hybrid-Superkondensator, welcher moderate Leistungen sowohl im Hoch- als auch im Tieftemperaturbereich liefern kann. Dies wird möglich, indem einer auf eine Temperaturveränderung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers zurückzuführende Änderung in der Leistungsdichte desselben, bedingt durch eine Änderung des Innenwiderstandes des elektrochemischen Hochleistungsspeichers, entgegengewirkt wird. In other words, the system according to the invention makes it possible to provide a high-performance electrochemical accumulator with outstanding performance by varying the respective voltage windows with energy-efficient and suitable power electronics or control electronics and system management for different temperature ranges. Furthermore, the system of the invention increases the life of high performance electrochemical storage at both high and low temperatures. Furthermore, the system according to the invention has a greatly reduced additional energy consumption over its entire service life. In contrast to the prior art, the system of the present invention enables the provision of high performance electrochemical storage devices with outstanding performance and life in both high and low temperature applications. Thus, the system according to the invention makes it possible to expand the possible fields of application of electrochemical high-performance accumulators, both in the field of high-temperature applications and in the field of low-temperature applications. Furthermore, high-performance electrochemical accumulators used in a system according to the invention have an increased service life. At low temperatures, the system of the present invention allows compensation for the reduction in power density of high performance electrochemical storage caused by low ionic conductivity of the electrolyte. This can be achieved by increasing or increasing the potential window, in particular by charging the cells of a high-performance electrochemical storage to a higher voltage, without the risk of irreparable cell damage. At high temperatures, the inventive system allows compensation of the high rate of electrolyte degradation by reducing the potential window, in particular by discharging the cells of a high performance electrochemical storage to a lower voltage, without reducing the power delivery of the cells, since the smaller voltage window is intrinsically higher Ion conductivity of the electrolyte is compensated at high temperatures. Overall, all this allows a constant, temperature-independent power supply through the cells or through the module or by the electrochemical high-performance storage. In addition, the high-performance electrochemical storage device used in a system according to the invention has a lower energy loss and thus a lower energy requirement than a comparable high-performance electrochemical storage of the prior art. The system according to the invention thus provides a high-performance electrochemical storage, that is to say, for example, a conventional supercapacitor or hybrid supercapacitor which can deliver moderate power both in the high and in the low temperature range. This is possible by counteracting a change in the power density thereof due to a change in the temperature of the high-performance electrochemical accumulator due to a change in the internal resistance of the high-performance electrochemical accumulator.

Bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit dazu ausgebildet, eine Veränderung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers derart zu veranlassen, dass einer auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers entgegengewirkt wird. Preferably, the system management unit is configured to cause a change in the voltage at the at least one output of the high performance electrochemical storage in response to a change in the temperature of the high performance electrochemical storage such that a change in the value of the power density of the high performance electrochemical storage due to the temperature change counteracted.

Bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit dazu ausgebildet, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers derart zu verändern, dass eine auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers ausgeglichen wird. Preferably, the system management unit is configured to vary the voltage at the at least one output of the high performance electrochemical storage in response to a change in the temperature of the high performance electrochemical storage such that a change in the value of the power density of the high performance electrochemical storage due to the temperature change is compensated ,

Bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit dazu ausgebildet, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers derart anzupassen, dass die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers während der Bereitstellung der Spannung konstant bleibt. Ein derartiges System ermöglicht eine konstante, temperaturunabhängige Leistungsbereitstellung an eine Last, beispielsweise an den Antrieb eines Kraftfahrzeuges oder im Kraftfahrzeug verbauter Sicherheitssysteme, durch einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher wie beispielsweise einen Superkondensator. Bevorzugt bedeutet während der Bereitstellung während der gesamten Zeit, in welcher eine Spannung von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher bereitgestellt wird. Ferner bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit dazu ausgebildet, eine Anpassung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers derart zu veranlassen, dass die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers während der Bereitstellung der Spannung konstant bleibt.Preferably, the system management unit is configured to adjust the voltage at the at least one output of the high performance electrochemical storage such that the power density of the high performance electrochemical storage remains constant during the provision of the voltage. Such a system allows a constant, temperature-independent power delivery to a load, for example, to the drive of a motor vehicle or safety systems built in the motor vehicle, by a high-performance electrochemical storage such as a supercapacitor. Preferred during deployment is throughout the time in which a voltage is provided by the high performance electrochemical store. Further preferably, the system management unit is configured to cause an adjustment of the voltage at the at least one output of the high performance electrochemical storage such that the power density of the high performance electrochemical storage remains constant during the provision of the voltage.

In einer bevorzugten Ausführungsform berechnet sich die Leistung der konstant bleibenden Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers nach der Formel P = U2/4Ri, wobei Ri der Innenwiderstand des elektrochemischen Hochleistungsspeichers und U die von der Systemmanagement-Einheit an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers angepasste Spannung ist.In a preferred embodiment, the power is calculated to be constant P = U 2 / 4R i , where R i is the internal resistance of the high performance electrochemical storage and U is the voltage adapted by the system management unit at the at least one output of the high performance electrochemical storage.

Bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit mit dem mindestens einen Sensor verbunden und dazu ausgebildet, aus der mittels des Sensors gemessenen Temperatur sowie einer an dem mindestens einen Ausgang gegebenen Spannung eine Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher zu ermitteln. Besonders bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit mit dem mindestens einen Sensor verbunden und dazu ausgebildet, aus der mittels des Sensors gemessenen Temperatur sowie der mittels des Sensors gemessenen Spannung eine Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher zu ermitteln. Ganz besonders bevorzugt ist die Systemmanagement-Einheit mit dem mindestens einen Sensor verbunden und dazu ausgebildet, aus der mittels des Sensors gemessenen Temperatur sowie einer mittels einer Spannungsmesseinrichtung an dem mindestens einen Ausgang gemessenen Spannung eine Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher zu ermitteln. In einer derartigen Ausführungsvariante kann der Soll-Wert für die Spannung, also die Soll-Spannung beispielsweise anderen Komponenten des Systems bereitgestellt und vorteilhaft von diesen dazu genutzt werden, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers auf diese Soll-Spannung einzustellen. Preferably, the system management unit is connected to the at least one sensor and configured to determine from the temperature measured by the sensor and a given at the at least one output voltage, a target voltage for the electrochemical high-performance storage. Particularly preferably, the system management unit is connected to the at least one sensor and configured to determine from the temperature measured by the sensor and the voltage measured by means of the sensor, a desired voltage for the electrochemical high-performance storage. Most preferably, the system management unit is connected to the at least one sensor and configured to determine from the measured by the sensor temperature and a voltage measured by a voltage measuring device at the at least one output a desired voltage for the electrochemical high-performance storage. In such an embodiment variant, the target value for the voltage, ie the setpoint voltage, may for example be provided to other components of the system and advantageously used by the latter to set the voltage at the at least one output of the electrochemical high-performance accumulator to this setpoint voltage.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das System ferner eine elektrisch leitfähig mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher verbundene Leistungsstufe, wobei die Systemmanagement-Einheit dazu ausgebildet ist, der Leistungsstufe die Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher vorzugeben. Bevorzugt sind die Systemmanagement-Einheit und die Leistungsstufe über einen Signalpfad, besonders bevorzugt über einen elektrisch leitfähigen Signalpfad miteinander verbunden. Ferner bevorzugt ist die Leistungsstufe Teil der Systemmanagement-Einheit. Des Weiteren bevorzugt ist die Leistungsstufe Teil des elektrochemischen Hochleistungsspeichers. In einem derartig ausgeführten System wird die Einstellung beziehungsweise Veränderung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers vorteilhaft durch eine Leistungsstufe veranlasst beziehungsweise bewirkt. Durch derartige Leistungsstufen kann schnell eine sehr genaue Einstellung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers erfolgen. In a preferred embodiment, the system further comprises a power stage electrically connected to the high performance electrochemical storage, the system management unit being configured to provide the power stage with the desired voltage for the high performance electrochemical storage. The system management unit and the power stage are preferably connected to one another via a signal path, particularly preferably via an electrically conductive signal path. Further preferably, the power stage is part of the system management unit. Furthermore, the power stage is preferably part of the high-performance electrochemical storage. In such a system, the adjustment or change in the voltage at the at least one output of the electrochemical high-performance accumulator is advantageously caused or effected by a power stage. By such power levels can be done very quickly a very precise adjustment of the voltage at the at least one output of the electrochemical high-performance storage.

Vorzugsweise ist die Leistungsstufe dazu ausgebildet, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers mit einer ihr vorgegebenen Soll-Spannung zu vergleichen und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs die Spannung an dem mindestens einen Ausgang des elektrochemischen Hochleistungsspeichers beizubehalten, zu erhöhen oder zu verringern. Eine steigende Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers führt zu einer Verringerung des Innenwiderstandes. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, bei einer steigenden Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher bereitgestellte Spannung zu verringern. Ist also die Ist-Spannung größer als die Soll-Spannung, so wird die Spannung an dem mindestens einen Ausgang als Ergebnis des Vergleichs durch die Leistungsstufe verringert. Umgekehrt führt eine sinkende Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers zu einer Erhöhung des Innenwiderstandes des elektrochemischen Hochleistungsspeichers. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, bei einer sinkenden Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher bereitgestellte Spannung zu erhöhen. Ist also die Ist-Spannung kleiner als die Soll-Spannung, so wird die Spannung an dem mindestens einen Ausgang als Ergebnis des Vergleichs durch die Leistungsstufe erhöht. Es ist ferner bevorzugt, bei einer unveränderten Temperatur die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher bereitgestellte Spannung beizubehalten. Entspricht also die Ist-Spannung der Soll-Spannung, so wird die Spannung an dem mindestens einen Ausgang als Ergebnis des Vergleichs weder verringert noch erhöht, sondern durch die Leistungsstufe beibehalten.Preferably, the power stage is configured to compare the voltage at the at least one output of the high performance electrochemical store to a desired voltage preset thereto, and to maintain, increase, or increase the voltage at the at least one output of the high performance electrochemical store, depending on the result of the comparison reduce. An increasing temperature of the electrochemical high-performance accumulator leads to a reduction of the internal resistance. For this reason, it is preferable to reduce the voltage provided by the high-performance electrochemical storage as the temperature of the high-performance electrochemical accumulator increases. Thus, if the actual voltage is greater than the desired voltage, the voltage at the at least one output is reduced as a result of the comparison by the power level. Conversely, a sinking temperature of the high-performance electrochemical accumulator leads to an increase in the internal resistance of the high-performance electrochemical accumulator. For this reason, it is preferable to increase the voltage provided by the high-performance electrochemical storage as the temperature of the high-performance electrochemical accumulator decreases. Thus, if the actual voltage is less than the desired voltage, the voltage at the at least one output is increased as a result of the comparison by the power level. It is further preferred to maintain the voltage provided by the high performance electrochemical store at an unchanged temperature. If, therefore, the actual voltage corresponds to the setpoint voltage, then the voltage at the at least one output is neither reduced nor increased as a result of the comparison, but maintained by the power stage.

Bevorzugt umfasst die Leistungsstufe einen mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher verbundenen Kondensator, welcher dazu eingerichtet ist, zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher aufgeladen zu werden und/oder zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang den elektrochemischen Hochleistungsspeicher zu laden. In einer derartigen Ausführungsform bleibt die Energie dem System weitgehend erhalten und geht nicht, beispielsweise durch eine Umwandlung in Wärme, verloren. Somit ist das System in dieser Ausführung aufgrund der vorgesehenen Leistungselektronik beziehungsweise Steuerungselektronik und der Systemmanagement-Einheit, welche für insbesondere den Ladungsausgleich eine besondere Rolle spielen, besonders energieeffizient. Generell muss bei einer Variation des Spannungsfensters des elektrochemischen Hochleistungsspeichers zusätzliche Energie aufgewendet werden, da bei einer Verringerung der Arbeitsspannung Energie verbraucht und bei einer Erhöhung der Arbeitsspannung Energie wieder zugeführt werden muss. Bei der oben beschriebenen Ausführungsvariante ist die Menge an aufzubringender Energie stark reduziert. Bevorzugt wird zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang eine zu der Spannungsverringerung korrespondierende Ladungsmenge von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher auf den Kondensator übertragen. Bevorzugt wird zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang eine zu der Spannungserhöhung korrespondierende Ladungsmenge von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher auf den Kondensator übertragen.Preferably, the power stage includes a capacitor coupled to the high performance electrochemical store configured to be charged to a decrease in voltage at the at least one output from the high performance electrochemical store and / or to increase the voltage at the at least one output of the high performance electrochemical store to load. In such an embodiment, the energy is largely retained by the system and is not lost, for example by conversion to heat. Thus, the system is particularly energy efficient in this embodiment due to the intended power electronics or control electronics and the system management unit, which play a special role for the charge balance in particular. In general, additional energy must be expended in a variation of the voltage window of the electrochemical high-performance storage, as consumed in a reduction of the working voltage energy and at a Increase of the working voltage energy must be supplied again. In the embodiment described above, the amount of energy to be applied is greatly reduced. Preferably, to reduce the voltage at the at least one output, a charge amount corresponding to the voltage reduction is transferred from the high-performance electrochemical storage to the capacitor. Preferably, to increase the voltage at the at least one output, a charge amount corresponding to the voltage increase is transferred from the high-performance electrochemical accumulator to the capacitor.

Bevorzugt weist die Leistungsstufe einen elektrischen Widerstand auf, mit welchem der elektrochemische Hochleistungsspeicher zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang elektrisch leitfähig verbindbar ist. In einer derartigen Ausführungsvariante lässt sich eine Spannungsverringerung an dem mindestens einen Ausgang mit einem kostengünstigen Aufbau, also ohne großen Schaltungsaufwand erreichen, indem Energie aus dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher an dem Widerstand verbraucht wird. The power stage preferably has an electrical resistance with which the high-performance electrochemical accumulator can be electrically conductively connected to reduce the voltage at the at least one output. In such an embodiment variant, it is possible to achieve a voltage reduction at the at least one output with a cost-effective design, that is to say without much circuit complexity, by consuming energy from the electrochemical high-performance accumulator at the resistor.

In einer bevorzugten Weiterentwicklung dieser Ausführungsform umfasst das System ferner eine weitere Energiequelle, mittels welcher der elektrochemische Hochleistungsspeicher zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang auf ein Soll-Ladungsniveau aufladbar ist. Bevorzugt ist die weitere Energiequelle die Batterie eines Kraftfahrzeuges. In einer derartigen Ausführungsform wird eine Spannungserhöhung an dem mindestens einen Ausgang durch einen externen Energiezufluss von einer externen Energiequelle bewerkstelligt. Beispielsweise in Anwendungsfällen, in welchen ohnehin eine externe Energiequelle vorgesehen ist, wie beispielsweise bei einer Anwendung in einem Kraftfahrzeug, ist durch die Kombination aus dem elektrischen Widerstand sowie der weiteren Energiequelle ein einfacher und gleichwohl effizienter Aufbau des Systems möglich. In a preferred further development of this embodiment, the system further comprises a further energy source, by means of which the high-performance electrochemical accumulator can be charged to an increase in the voltage at the at least one output to a desired charge level. Preferably, the further energy source is the battery of a motor vehicle. In such an embodiment, a voltage increase at the at least one output is accomplished by an external energy input from an external power source. For example, in applications in which an external energy source is provided anyway, such as in an application in a motor vehicle, a simple and nevertheless efficient construction of the system is possible by the combination of the electrical resistance and the other energy source.

Vorzugsweise ist die Systemmanagement-Einheit ferner dazu ausgebildet, die an einer mit dem mindestens einen Ausgang verbundenen Last abfallende Spannung zu messen. In einer derartigen Ausführungsform kann der Betrieb einer Last mit einer genauer eingestellten Spannung und somit effizienter sowie für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher schonender erfolgen. Preferably, the system management unit is further configured to measure the voltage dropping across a load connected to the at least one output. In such an embodiment, the operation of a load with a more precisely adjusted voltage and thus more efficient and gentle for the electrochemical high-performance storage can be done.

Bevorzugt umfasst das System ferner eine Leistungs- und Steuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, einen von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher an den mindestens einen Ausgang bereitgestellten Strom zu verändern. In einer derartigen Ausführungsform kann eine Aufrechterhaltung der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers optimiert erfolgen. Preferably, the system further comprises a power and control unit configured to change a current provided by the high performance electrochemical storage to the at least one output. In such an embodiment, maintaining the power density of the high performance electrochemical storage can be optimized.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher an den mindestens einen Ausgang bereitgestellte Strom derart verändert, dass er einem von einer mit dem mindestens einen Ausgang elektrisch leitfähig verbundenen Last instantan benötigten Strom entspricht. Aufgrund der konstant zu haltenden Leistungsdichte entscheidet die Systemmanagement-Einheit über die Höhe der von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher an den mindestens einen Ausgang ausgegebenen Spannung. Der Strom kann über die Leistungs- und Steuereinheit dann vorteilhaft an einen benötigten Laststrom angepasst werden. In a preferred embodiment, the current provided by the high-performance electrochemical accumulator to the at least one output is changed so as to correspond instantaneously to a current required instantaneously by a load electrically conductively connected to the at least one output. Due to the power density to be kept constant, the system management unit decides the amount of voltage output from the high-performance electrochemical storage to the at least one output. The current can then be advantageously adapted via the power and control unit to a required load current.

Bevorzugt ist der elektrochemische Hochleistungsspeicher ein Superkondensator. Besonders bevorzugt ist der elektrochemische Hochleistungsspeicher ein Hybrid-Superkondensator. Generell weisen Superkondensatoren eine höhere Leistungsdichte als beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien auf. Ferner besitzen Hybrid-Superkondensatoren eine hohe Leistungs- und Energiedichte und fungieren somit als Lückenfüller zwischen Lithium-Ionen-Batterien und Superkondensatoren.Preferably, the high performance electrochemical storage is a supercapacitor. More preferably, the high performance electrochemical storage is a hybrid supercapacitor. In general, supercapacitors have a higher power density than, for example, lithium-ion batteries. Furthermore, hybrid supercapacitors have high power and energy density and thus act as gap fillers between lithium-ion batteries and supercapacitors.

Bevorzugt handelt es sich bei der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers um eine Umgebungstemperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Temperatur, welche in der unmittelbaren Umgebung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers gemessen wird. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich um eine Temperatur, welche innerhalb des elektrochemischen Hochleistungsspeichers und/oder an einer Außenwand desselben gemessen wird.Preferably, the temperature of the high performance electrochemical storage is an ambient temperature of the high performance electrochemical storage. More preferably, it is a temperature which is measured in the immediate vicinity of the high performance electrochemical store. Most preferably, it is a temperature which is measured within the high performance electrochemical storage and / or on an outer wall thereof.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims and described in the description.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below. Show it:

1 das Spannungsfenster eines konventionellen Doppelschichtkondensators, 1 the voltage window of a conventional double-layer capacitor,

2 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems für den Betrieb einer Last, 2 1 is a block diagram of a first embodiment of a system according to the invention for the operation of a load;

3 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems für den Betrieb einer Last, und 3 a block diagram of a second embodiment of a system according to the invention for the operation of a load, and

4 Blockschaltbilder zweier verschiedener Leistungsstufen aus verschiedenen Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Systeme. 4 Block diagrams of two different power levels from different embodiments of systems according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

2 zeigt ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems 100 für den Betrieb einer Last 90, bei welcher es sich in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft um eine Baumaschine handelt. Das System 100 umfasst einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80, welcher rein beispielhaft einen Ausgang 81 zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit der Last 90 – hier der Baumaschine – umfasst und rein beispielhaft als Hybrid-Superkondensator ausgeführt ist. Ferner umfasst der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft zwei Sensoren 70, von welchen einer dazu ausgebildet ist, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu messen, während der andere dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu messen. Des Weiteren umfasst das System 100 eine Systemmanagement-Einheit 60, welche in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft mit den Sensoren 70 verbunden ist. Die Verbindung ist in 2 mittels einer gestrichelten Linie dargestellt. In diesem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei ihr rein beispielhaft um eine elektrisch leitfähige Verbindung, welche dazu gereicht, Sensordaten zu übertragen. Es kann sich bei ihr aber auch um eine drahtlose Verbindung handeln, welche beispielsweise über ein Übertragungsnetz, beispielsweise ein Funk- oder WLAN-Netz zustande kommt. In anderen Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, dass gar keine oder gar keine direkte Verbindung zwischen der Systemmanagement-Einheit 60 und dem oder den Sensoren 70 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 besteht. 2 shows a block diagram of a first embodiment of a system according to the invention 100 for the operation of a load 90 , which in this first exemplary embodiment is a construction machine purely by way of example. The system 100 includes a high performance electrochemical storage 80 which purely by way of example an output 81 for electrically conductive connection with the load 90 - Here the construction machine - includes and is purely exemplary designed as a hybrid supercapacitor. Furthermore, the high-performance electrochemical storage includes 80 in this first embodiment purely by way of example two sensors 70 one of which is adapted to the temperature of the high-performance electrochemical storage 80 while the other is designed to measure the voltage at the output 81 of the electrochemical high-performance storage 80 to eat. Furthermore, the system includes 100 a system management unit 60 , which in this embodiment purely by way of example with the sensors 70 connected is. The connection is in 2 represented by a dashed line. In this first exemplary embodiment, it is purely an example of an electrically conductive connection which is sufficient to transmit sensor data. However, it can also be a wireless connection, which, for example, comes about via a transmission network, for example a radio or WLAN network. In other embodiments, it is also possible that no or no direct connection between the system management unit 60 and the sensor (s) 70 of the electrochemical high-performance storage 80 consists.

Die Systemmanagement-Einheit 60 ist dazu ausgebildet, die Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 derart zu verändern, dass einer auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 entgegengewirkt wird. Ferner ist die Systemmanagement-Einheit 60 in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft dazu ausgebildet, die Spannung an dem einen Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 derart anzupassen, dass die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 während der Bereitstellung der Spannung konstant bleibt.The system management unit 60 is designed to be the voltage at the output 81 of the electrochemical high-performance storage 80 in response to a change in the temperature of the high performance electrochemical storage 80 to change such that a change in the value of the power density of the high-performance electrochemical accumulator due to the temperature change 80 counteracted. Further, the system management unit 60 formed in this first embodiment purely by way of example, the voltage at the one output 81 of the electrochemical high-performance storage 80 such that the power density of the high performance electrochemical storage 80 remains constant during the provision of the voltage.

Mit anderen Worten ausgedrückt übermittelt der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft zum einen die mittels des Sensors 70 gemessene Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 sowie zum anderen die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 an den Ausgang 81 bereitgestellte Spannung an die Systemmanagement-Einheit 60. Stellt die Systemmanagement-Einheit 60 eine Erhöhung der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 fest, so veranlasst sie in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Verringerung der an den Ausgang 81 bereitgestellten Spannung. Stellt die Systemmanagement-Einheit 60 hingegen eine Verringerung der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 fest, so veranlasst sie in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Erhöhung der an den Ausgang 81 bereitgestellten Spannung. In diesem ersten Ausführungsbeispiel wird eine Verringerung der an den Ausgang 81 bereitgestellten Spannung durch eine von der Systemmanagement-Einheit 60 veranlasste Entladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 herbeigeführt. Ferner wird in diesem ersten Ausführungsbeispiel eine Erhöhung der an den Ausgang 81 bereitgestellten Spannung durch eine von der Systemmanagement-Einheit 60 veranlasste Ladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 herbeigeführt. Eine Verringerung oder Erhöhung der Spannung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 kann aber auch auf andere Art und Weise herbeigeführt werden. In other words, the high-performance electrochemical storage unit communicates 80 in this first exemplary embodiment purely by way of example the one by means of the sensor 70 measured temperature of the electrochemical high-performance accumulator 80 as well as the other of the electrochemical high-performance storage 80 to the exit 81 provided voltage to the system management unit 60 , Represents the system management unit 60 an increase in the temperature of the electrochemical high-performance accumulator 80 fixed, so it causes in this first embodiment, purely by way of example, a reduction in the output 81 provided tension. Represents the system management unit 60 however, a decrease in the temperature of the electrochemical high-performance accumulator 80 fixed, so it causes in this first embodiment purely by way of example an increase in the output 81 provided tension. In this first embodiment, a reduction in the output 81 provided voltage by one of the system management unit 60 caused discharge of the electrochemical high-performance accumulator 80 brought about. Further, in this first embodiment, an increase in the output 81 provided voltage by one of the system management unit 60 caused charge of the electrochemical high-performance storage 80 brought about. A reduction or increase in the voltage of the high performance electrochemical storage 80 but can also be brought about in other ways.

In 3 ist ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems 100 für den Betrieb einer Last 90 dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch zu dem in 2 gezeigten und zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems 100, sodass das zuvor Beschriebene -insofern nachfolgend nichts anderes beschrieben wird- auch für in 3 gleich bezeichnete Komponenten zutrifft. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 eine Vielzahl an in Reihe geschalteten elektrochemischen Speicherzellen, von denen in 3 zwei dargestellt sind. Ferner umfasst der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 einen Sensor 70, welcher dazu ausgebildet ist, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu messen. In 3 is a block diagram of a second embodiment of a system according to the invention 100 for the operation of a load 90 shown. The second embodiment is substantially identical to that in FIG 2 shown and described above first embodiment of a system according to the invention 100 , so that the previously described - if nothing else is described below - also for in 3 identically named components applies. In this second embodiment, the high-performance electrochemical storage includes 80 a plurality of series connected electrochemical storage cells, of which in 3 two are shown. Furthermore, the high-performance electrochemical storage includes 80 a sensor 70 , which is adapted to the temperature of the electrochemical high-performance accumulator 80 to eat.

Auch das in 3 gezeigte System 100 weist eine Systemmanagement-Einheit 60 auf, welche in diesem zweiten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Steuerungselektronik 63 umfasst. Die Steuerungselektronik 63 umfasst in diesem zweiten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft einen digitalen Signalprozessor mit weiteren Komponenten. Es kann aber auch eine anders realisierte Steuerungselektronik 63 zur Anwendung kommen. Die Steuerungselektronik 63 ist in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft dazu ausgebildet, einen Algorithmus für die Anpassung der Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 nach der oben dargelegten Art und Weise auszuführen. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Steuerungselektronik 63 über einen ersten elektrisch leitfähigen Signalpfad 65 mit den in Reihe geschalteten elektrochemischen Speicherzellen verbunden. Die Speicherzellen können in anderen Ausführungsbeispielen aber auch parallel geschaltet sein. Ferner können die Speicherzellen auch in Reihe und parallel zueinander geschaltet sein. Über diesen ersten elektrisch leitfähigen Signalpfad 65 greift die Steuerungselektronik 63 die instantan am Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 von selbigem bereitgestellte Spannung ab. Über einen zweiten elektrisch leitfähigen Signalpfad 66 ist die Steuerungselektronik 63 mit dem Sensor 70 elektrisch leitfähig verbunden. Über den zweiten elektrisch leitfähigen Signalpfad 66 greift die Steuerungselektronik 63 die von dem Sensor 70 gemessene Temperatur ab und führt sie dem Algorithmus zu. Die Systemmanagement-Einheit 60 mit der Steuerungselektronik 63 ist in diesem zweiten Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, aus der mittels des Sensors 70 gemessenen Temperatur sowie der an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 anliegenden Spannung eine Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 zu ermitteln. Dabei ist die ermittelte Soll-Spannung stets diejenige Spannung, welche von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 an deren Ausgang 81 bereitgestellt werden muss, damit die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 über die gesamte Dauer des Betriebs des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant bleibt.Also in 3 shown system 100 has a system management unit 60 on, which in this second embodiment purely by way of example a control electronics 63 includes. The control electronics 63 includes in this second embodiment purely by way of example a digital signal processor with other components. But it can also be a differently implemented control electronics 63 come into use. The control electronics 63 In this embodiment, by way of example only, an algorithm is provided for adapting the voltage at the output 81 of the electrochemical high-performance storage 80 to perform in the manner set out above. In this second embodiment, the control electronics 63 via a first electrically conductive signal path 65 connected to the series connected electrochemical storage cells. The memory cells may also be connected in parallel in other embodiments. Furthermore, the memory cells can also be connected in series and parallel to one another. About this first electrically conductive signal path 65 engages the control electronics 63 the instantaneous at the exit 81 of the electrochemical high-performance storage 80 voltage supplied by the same. Via a second electrically conductive signal path 66 is the control electronics 63 with the sensor 70 connected electrically conductive. Via the second electrically conductive signal path 66 engages the control electronics 63 that from the sensor 70 measured temperature and supplies them to the algorithm. The system management unit 60 with the control electronics 63 is designed in this second embodiment, from the means of the sensor 70 measured temperature as well as the output 81 of the electrochemical high-performance storage 80 voltage applied a setpoint voltage for the electrochemical high-performance storage 80 to investigate. In this case, the determined nominal voltage is always the voltage which is generated by the electrochemical high-performance accumulator 80 at the exit 81 must be provided so that the power density of the high-performance electrochemical storage 80 over the entire duration of operation of the high performance electrochemical storage 80 remains constant.

Das System 100 umfasst in diesem zweiten Ausführungsbeispiel ferner rein beispielhaft eine Leistungsstufe 55, welche über einen dritten elektrisch leitfähigen Signalpfad 67 mit der Steuerungselektronik 63 der Systemmanagement-Einheit 60 verbunden ist. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Systemmanagement-Einheit 60 mittels der Steuerungselektronik 63 dazu ausgebildet, der Leistungsstufe 55 die Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 vorzugeben. Die Leistungsstufe 55 hingegen ist dazu ausgebildet, die Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 mit einer ihr von der Systemmanagement-Einheit 60 beziehungsweise der Steuerungselektronik 63 vorgegebenen Soll-Spannung zu vergleichen und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs die Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 beizubehalten, zu erhöhen oder zu verringern. Für diesen Zweck ist die Leistungsstufe 55 über einen vierten elektrisch leitfähigen Signalpfad 68 mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 verbunden, über welchen sie die an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 anliegende Spannung, also die Ist-Spannung, abgreift. Des Weiteren ist die Leistungsstufe 55 über einen Stromabfuhr-Pfad 58 sowie einen Stromzufuhr-Pfad 59 mit den in Reihe geschalteten elektrochemischen Speicherzellen des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 verbunden. Die Anpassung der Spannung an dem Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft über eine Aufladung beziehungsweise eine Entladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80, wobei die ab- oder zugeführte Ladungsmenge die gewünschte Spannungsvariation bedingt. The system 100 Further, in this second embodiment, a power stage is included purely by way of example 55 , which via a third electrically conductive signal path 67 with the control electronics 63 the system management unit 60 connected is. In this second embodiment, the system management unit 60 by means of the control electronics 63 trained to the power level 55 the desired voltage for the electrochemical high-performance storage 80 pretend. The performance level 55 however, it is designed to be the voltage at the output 81 of the electrochemical high-performance storage 80 with one of her from the system management unit 60 or the control electronics 63 predetermined voltage to be compared and, depending on the result of the comparison, the voltage at the output 81 of the electrochemical high-performance storage 80 maintain, increase or decrease. For this purpose is the power level 55 via a fourth electrically conductive signal path 68 with the electrochemical high-performance storage 80 connected via which they are at the exit 81 of the electrochemical high-performance storage 80 applied voltage, so the actual voltage, picks up. Furthermore, the power level 55 via a power drain path 58 as well as a power supply path 59 with the series-connected electrochemical storage cells of the electrochemical high-performance storage 80 connected. The adjustment of the voltage at the output 81 of the electrochemical high-performance storage 80 takes place in this embodiment purely by way of example a charge or a discharge of the electrochemical high-performance storage 80 , wherein the amount of charge added or removed causes the desired voltage variation.

Konkret weist die Leistungsstufe 55 in diesem zweiten Ausführungsbeispiel einen mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 verbundenen Kondensator auf (nicht dargestellt in 3), welcher dazu eingerichtet ist, zu einer Verringerung der Spannung an dem Ausgang 81 von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 aufgeladen zu werden und zu einer Erhöhung der Spannung an dem Ausgang 81 den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 zu laden. Die Entladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 erfolgt über den Stromabfuhr-Pfad 58, während die Ladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 über den Stromzufuhr-Pfad 59 erfolgt.Specifically, the performance level indicates 55 in this second embodiment one with the high performance electrochemical storage 80 connected capacitor (not shown in 3 ), which is arranged to reduce the voltage at the output 81 from the high performance electrochemical storage 80 to be charged and to increase the voltage at the output 81 the electrochemical high-performance storage 80 to load. The discharge of the electrochemical high-performance accumulator 80 via the power drain path 58 while charging the electrochemical high-performance accumulator 80 over the power supply path 59 he follows.

Bei einer Erhöhung der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 sinkt der Innenwiderstand desselben, sodass die Spannung am Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu verringern ist, um die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant zu halten. Die Steuerungselektronik 63 der Systemmanagement-Einheit 60, welche den Spannungswert sowie die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 erfasst, errechnet in einem solchen Fall über den Algorithmus eine gegenüber einem vorhergehenden Wert verringerte Soll-Spannung und gibt diese der Leistungsstufe 55 vor, welche die Soll-Spannung mit der am Ausgang 81 bereitgestellten Ist-Spannung vergleicht. Ergibt der Vergleich, dass die Soll-Spannung um einen bestimmten Betrag ΔU geringer ist als die an dem Ausgang 81 von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung, so veranlasst die Leistungsstufe 55 eine Entladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 beziehungsweise eine Aufladung des Kondensators um eine Ladungsmenge ΔQ. Die Ladungsmenge ΔQ, welche von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 auf den Kondensator transferiert wird, korrespondiert dabei derart zu der Spannungsdifferenz ΔU, dass nach der Entladung die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung der Soll-Spannung entspricht und die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant bleibt. With an increase in the temperature of the electrochemical high-performance accumulator 80 The internal resistance of the same decreases, so that the voltage at the output 81 of the electrochemical high-performance storage 80 is to reduce the power density of the high-performance electrochemical storage 80 to keep constant. The control electronics 63 the system management unit 60 indicating the voltage value and the temperature of the electrochemical high-performance accumulator 80 detects, in such a case calculates over the algorithm a relation to a previous value reduced target voltage and gives it the power level 55 in front of which the setpoint voltage is at the output 81 provided actual voltage compares. If the comparison shows that the setpoint voltage is lower by a certain amount .DELTA.U than that at the output 81 from the high performance electrochemical storage 80 provided actual voltage, so causes the power level 55 a discharge of the electrochemical high-performance storage 80 or a charge of the capacitor by an amount of charge ΔQ. The amount of charge ΔQ, which depends on the Electrochemical high-performance storage 80 is transferred to the capacitor corresponds, in such a way to the voltage difference .DELTA.U, that after the discharge of the high-performance electrochemical storage 80 provided actual voltage corresponds to the desired voltage and the power density of the electrochemical high-performance storage 80 remains constant.

Bei einer Verringerung der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 steigt der Innenwiderstand desselben, sodass die Spannung am Ausgang 81 des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu erhöhen ist, um die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant zu halten. Die Steuerungselektronik 63 der Systemmanagement-Einheit 60 errechnet in einem solchen Fall über den Algorithmus eine gegenüber einem vorhergehenden Wert erhöhte Soll-Spannung und gibt diese der Leistungsstufe 55 vor, welche die Soll-Spannung mit der an dem Ausgang 81 gegebenen Ist-Spannung vergleicht. Ergibt der Vergleich, dass die Soll-Spannung um einen bestimmten Betrag ΔU höher ist als die an dem Ausgang 81 von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung, so veranlasst die Leistungsstufe 55 eine Aufladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 beziehungsweise eine Entladung des Kondensators um eine Ladungsmenge ΔQ. Die Ladungsmenge ΔQ, welche von dem Kondensator auf den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 transferiert wird, korrespondiert dabei derart zu der Spannungsdifferenz ΔU, dass nach der Aufladung die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung der Soll-Spannung entspricht und die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant bleibt.With a reduction in the temperature of the high-performance electrochemical storage 80 the internal resistance of the same increases, so that the voltage at the output 81 of the electrochemical high-performance storage 80 increase the power density of the high performance electrochemical storage 80 to keep constant. The control electronics 63 the system management unit 60 In such a case, the algorithm calculates a setpoint voltage that is higher than a previous value via the algorithm and outputs this to the power stage 55 in front of which the setpoint voltage is at the output 81 given actual voltage compares. If the comparison shows that the setpoint voltage is higher than the one at the output by a certain amount ΔU 81 from the high performance electrochemical storage 80 provided actual voltage, so causes the power level 55 a charge of the electrochemical high-performance storage 80 or a discharge of the capacitor by an amount of charge ΔQ. The amount of charge ΔQ flowing from the capacitor to the high performance electrochemical storage 80 In this case corresponds to the voltage difference .DELTA.U that after charging, that of the high-performance electrochemical storage 80 provided actual voltage corresponds to the desired voltage and the power density of the electrochemical high-performance storage 80 remains constant.

In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Systemmanagement-Einheit 60 ferner dazu ausgebildet, die an der mit dem Ausgang 81 verbundenen Last 90, also der Baumaschine abfallende Spannung zu messen. Zu diesem Zweck ist die Systemmanagement-Einheit 60 über einen fünften elektrisch leitfähigen Signalpfad 69 mit einem Eingang der Last 90 verbunden. Ferner umfasst das System 100 in diesem zweiten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Leistungs- und Steuereinheit 50, welche dazu ausgebildet ist, einen von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 an den Ausgang 81 bereitgestellten Strom zu verändern. Mit anderen Worten ausgedrückt befindet sich in diesem zweiten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Leistungs- und Steuereinheit 50 in der elektrisch leitfähigen Verbindung 82 zwischen dem Ausgang 81 und einem Eingang der Last 90. Genauer ausgedrückt ist die Leistungs- und Steuereinheit 50 dazu ausgebildet, den von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 an den Ausgang 81 bereitgestellten Strom derart zu verändern, dass er einem von der Baumaschine instantan benötigten Strom entspricht.In this second embodiment, the system management unit 60 further adapted to be connected to the output 81 connected load 90 So the construction machine to measure declining voltage. For this purpose, the system management unit 60 via a fifth electrically conductive signal path 69 with an input of the load 90 connected. Furthermore, the system includes 100 in this second embodiment purely by way of example a power and control unit 50 , which is adapted to one of the high-performance electrochemical storage 80 to the exit 81 to change the electricity supplied. In other words, in this second exemplary embodiment, a power and control unit is located purely by way of example 50 in the electrically conductive connection 82 between the exit 81 and an input of the load 90 , More specifically, the power and control unit 50 adapted to that of the electrochemical high-performance storage 80 to the exit 81 to change the supplied current so that it corresponds to an instantaneously required by the construction machine power.

Mit anderen Worten ausgedrückt werden in dem in 3 gezeigten System 100 Signale von der Last 90, also der Anwendung und dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80, also der Energiequelle, über den fünften elektrisch leitfähigen Signalpfad 69 zu der Systemmanagement-Einheit 60 gesendet. Diese Signale geben die momentanen Werte von Spannung und Temperatur aus, welche von der Systemmanagement-Einheit 60 mithilfe des Algorithmus verarbeitet und ausgewertet werden. Anschließend entscheiden die Systemmanagement-Einheit 60 sowie die Leistungsstufe 55 über die Höhe der von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellten Spannung und über den Strom, der von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 zur Last 90, also zur Anwendung fließt. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird dieser Strom optional entsprechend dem von der Last 90 benötigten Strom zusätzlich durch eine Leistungs- und Steuereinheit 50 angepasst. Entsprechende Anpassungssignale zur Anpassung des von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 der Last 90 zur Verfügung gestellten Stroms an den von der Last 90 benötigten Strom werden von der Systemmanagement-Einheit 60 über einen elektrisch leitfähigen Anpassungspfad 62 an die Leistungs- und Steuereinheit 50 übermittelt. Ferner sendet die Last 90 beziehungsweise die Anwendung ein Kontrollsignal ihrer neuen Spannung zur Kontrolle über den elektrisch leitfähigen Anpassungspfad 62 an das System-Management 60. Dort wird die neue Spannung mit der von der Last 90 benötigten Spannung verglichen und im Falle einer Diskrepanz zwischen dem benötigten Strom und dem zur Verfügung gestellten Strom mit der Leistungs- und Steuereinheit 50 korrigiert. In other words, in the in 3 shown system 100 Signals from the load 90 So the application and the electrochemical high performance memory 80 , ie the energy source, via the fifth electrically conductive signal path 69 to the system management unit 60 Posted. These signals output the instantaneous voltage and temperature readings from the system management unit 60 processed and evaluated using the algorithm. Then decide the system management unit 60 as well as the power level 55 over the height of the high-performance electrochemical storage 80 provided voltage and across the current from the high-performance electrochemical storage 80 to the load 90 So flows to the application. In this second embodiment, this current is optionally corresponding to that of the load 90 required power additionally by a power and control unit 50 customized. Corresponding matching signals for adaptation of the high-performance electrochemical storage 80 the load 90 provided electricity to those of the load 90 Power required will be provided by the system management unit 60 via an electrically conductive adjustment path 62 to the power and control unit 50 transmitted. It also sends the load 90 or the application of a control signal of their new voltage to control the electrically conductive adjustment path 62 to the system management 60 , There the new tension with that of the load 90 required voltage and in the event of a discrepancy between the required current and the power supplied to the power and control unit 50 corrected.

4 zeigt Blockschaltbilder zweier verschiedener Leistungsstufen 55 aus verschiedenen Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Systeme 100. Die in 4 gleich bezeichneten Komponenten entsprechen jenen des in 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels, sodass das zuvor zu diesen Komponenten Beschriebene -insofern nachfolgend nichts anderes beschrieben wird- auch für die in 4 gleich bezeichneten Komponenten Geltung hat. 4 shows block diagrams of two different power levels 55 from various embodiments of systems according to the invention 100 , In the 4 Identical components correspond to those of 3 shown second embodiment, so that the previously described to these components - unless otherwise described below - also for the in 4 the same components have validity.

Links in 4 ist die in dem in 3 gezeigten und zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems 100 zur Anwendung kommende Leistungsstufe 55 im Detail gezeigt. Diese umfasst wie bereits beschrieben einen Kondensator 54, welcher der Auf- und Entladung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 mit dem Ziel der Spannungsanpassung dient. Rechts in 4 ist eine alternative Ausgestaltung einer Leistungsstufe 55 eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems 100 dargestellt. Nach dieser Ausgestaltung weist die Leistungsstufe 55 einen elektrischen Widerstand 56 auf, mit welchem der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang 81 elektrisch leitfähig verbindbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt wird der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 über den elektrischen Widerstand 56 teilweise entladen, also ein Teil von dessen Energie ΔQ über dem Widerstand 56 verbraucht, sobald die Spannung an dem Ausgang 81 auf eine Soll-Spannung gesenkt werden muss. Die verbrauchte Ladungsmenge ΔQ korrespondiert dabei derart zu der Spannungsdifferenz ΔU zwischen der Ist- und der Sollspannung an dem Ausgang 81, dass nach der Entladung die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung der Soll-Spannung entspricht und die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 konstant bleibt.Left in 4 is the one in the 3 shown and previously described second embodiment of a system according to the invention 100 used power level 55 shown in detail. This includes a capacitor as already described 54 , which is the charging and discharging of the electrochemical high-performance accumulator 80 with the purpose of voltage adjustment. Right in 4 is an alternative embodiment of a power level 55 an embodiment of a system according to the invention 100 shown. According to this embodiment, the power level 55 an electrical resistance 56 on, with which the electrochemical high-performance storage 80 to a reduction of the voltage at the at least one output 81 electrically conductive is connectable. In other words, the high-performance electrochemical storage becomes 80 over the electrical resistance 56 partially discharged, so part of its energy ΔQ over the resistor 56 consumed as soon as the voltage at the output 81 must be lowered to a desired voltage. In this case, the consumed charge quantity ΔQ corresponds to the voltage difference ΔU between the actual and the target voltage at the output 81 in that after discharge, that of the high-performance electrochemical storage 80 provided actual voltage corresponds to the desired voltage and the power density of the electrochemical high-performance storage 80 remains constant.

Ferner umfasst das System in dieser Ausgestaltung eine weitere Energiequelle 57, mittels welcher der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang 81 auf ein Soll-Ladungsniveau aufladbar ist. Muss also die Spannung an dem Ausgang 81 wegen einer Verringerung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 um einen Spannungsbetrag ΔU auf eine Soll-Spannung erhöht werden, so wird der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 mittels der weiteren Energiequelle 57 aufgeladen, wobei die zur Aufladung übertragene Ladungsmenge ΔQ dabei derart zu der Spannungsdifferenz ΔU korrespondiert, dass nach der Aufladung die von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 bereitgestellte Ist-Spannung der Soll-Spannung entspricht. Diese weitere Energiequelle 57 kann auch links in 4 eingesetzt werden.Furthermore, the system in this embodiment comprises a further energy source 57 , by means of which the electrochemical high-performance storage 80 to an increase in the voltage at the at least one output 81 can be charged to a desired charge level. So must the voltage at the output 81 due to a reduction in the temperature of the high performance electrochemical storage 80 is increased by a voltage amount .DELTA.U to a desired voltage, the high-performance electrochemical storage 80 by means of the further energy source 57 in this case, the charge quantity ΔQ transferred for charging corresponds to the voltage difference ΔU in such a way that, after charging, that of the high-performance electrochemical accumulator 80 provided actual voltage of the desired voltage corresponds. This further source of energy 57 can also be left in 4 be used.

Mit anderen Worten ausgedrückt sinkt durch eine erhöhte Temperatur die Viskosität des Elektrolyten des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80, was zu einer Steigung von dessen Konduktivität führt. Daraus resultiert ein verringerter Innenwiderstand des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80, welcher es erlaubt die Spannung desselben bei gleichbleibender Endleistung zu reduzieren. Dementsprechend verhält es sich bei sinkender Temperatur genau gegensätzlich. Die Spannung ist also eine Funktion in Abhängigkeit der Temperatur, welche dem Formelzusammenhang U(T) = x folgt, wobei x ∊ IR gilt. Um diese Spannungsfenstervariationen korrekt durchführen zu können, kommt vorliegend erfindungsgemäß ein System 100 mit einer geeigneten Systemmanagement-Einheit 60 mit einer passenden Steuerungselektronik 63 zum Einsatz. In other words, due to an elevated temperature, the viscosity of the electrolyte of the high-performance electrochemical accumulator decreases 80 , which leads to an increase of its conductivity. This results in a reduced internal resistance of the electrochemical high-performance storage 80 , which allows to reduce the voltage of the same with the same end performance. Accordingly, it behaves exactly opposite when the temperature drops. The voltage is therefore a function of the temperature which follows the formula relationship U (T) = x, where x ∈ IR. In order to be able to carry out these voltage window variations correctly, a system according to the present invention is provided 100 with a suitable system management unit 60 with a suitable control electronics 63 for use.

Bei diesem gibt der elektrochemische Hochleistungsspeicher 80 Informationen über seine momentane Spannung und Temperatur in Form eines Signals an die Systemmanagement-Einheit 60 weiter. In der Systemmanagement-Einheit 60 wird mithilfe eines Algorithmus die Soll-Spannung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur bestimmt. Anschließend gibt die Systemmanagement-Einheit 60 einen Sollwert für die Spannung beziehungsweise die Soll-Spannung der Leistungsstufe 55 vor. Die Leistungsstufe 55 vergleicht die momentane Spannung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 mit der ausgegebenen Soll-Spannung um anschließend die angelegte Spannung an dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 entweder zu erhöhen oder zu verringern. Dieser Vorgang wird nach einer ersten Alternative mithilfe eines Kondensators 54 und nach einer zweiten Alternative mithilfe eines Widerstandes 56 durchgeführt. In this gives the electrochemical high-performance storage 80 Information about its instantaneous voltage and temperature in the form of a signal to the system management unit 60 further. In the system management unit 60 uses an algorithm to set the target voltage of the high performance electrochemical storage 80 determined as a function of the measured temperature. Then there is the system management unit 60 a desired value for the voltage or the desired voltage of the power stage 55 in front. The performance level 55 compares the instantaneous voltage of the high performance electrochemical storage 80 with the output voltage set to then apply the applied voltage to the high performance electrochemical storage 80 either increase or decrease. This process is based on a first alternative using a capacitor 54 and after a second alternative using a resistor 56 carried out.

Energie in Form von Strom wird abgeführt beziehungsweise verbraucht, um die Spannung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 zu senken. Nach der ersten Alternative speichert der Kondensator 54 den Strom beziehungsweise die zu diesem korrespondierende Ladungsmenge, um bei Bedarf, wenn die Spannung des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 wieder erhöht werden muss, die Ladungsmenge wieder an den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 zurück zu übertragen. Nach der zweiten Alternative, bei welcher der Widerstand 56 zum Einsatz kommt, wird durch eine zweite, weitere Energiequelle 57 Strom wieder an den elektrochemischen Hochleistungsspeicher 80 zurückgeführt. Der resultierende Strom kann gegebenenfalls noch einmal durch eine Leistungs- und Steuereinheit 50 optimiert werden. Bestenfalls ist der ausgegebene Strom des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 gleich dem Soll-Strom für die Last 90 beziehungsweise für die Anwendung. Durch den neuberechneten Soll-Strom des elektrochemischen Hochleistungsspeichers 80 kann die momentan anliegende Spannung der Last 90 beziehungsweise der Anwendung angepasst werden.Energy in the form of electricity is dissipated or consumed to the voltage of the electrochemical high-performance storage 80 to lower. After the first alternative, the capacitor stores 54 the current or the amount of charge corresponding to this, if necessary, when the voltage of the high-performance electrochemical storage 80 must be increased again, the amount of charge back to the electrochemical high-performance storage 80 to transfer back. After the second alternative, in which the resistance 56 is used by a second, further source of energy 57 Power back to the electrochemical high-performance storage 80 recycled. The resulting current may optionally once again by a power and control unit 50 be optimized. At best, the output current of the electrochemical high-performance accumulator 80 equal to the nominal current for the load 90 or for the application. Due to the recalculated nominal current of the electrochemical high-performance accumulator 80 can be the currently applied voltage of the load 90 or the application.

Claims (10)

System (100) für den Betrieb einer Last (90), umfassend: einen elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80), welcher mindestens einen Ausgang (81) zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit einer Last (90) und mindestens einen Sensor (70) umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, die Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) und/oder die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) zu messen, eine Systemmanagement-Einheit (60), welche dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Temperatur des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) derart zu verändern, dass einer auf die Temperaturveränderung zurückzuführende Änderung im Wert der Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) entgegengewirkt wird.System ( 100 ) for the operation of a load ( 90 ), comprising: a high performance electrochemical store ( 80 ), which has at least one output ( 81 ) for electrically conductive connection to a load ( 90 ) and at least one sensor ( 70 ), which is adapted to the temperature of the electrochemical high-performance accumulator ( 80 ) and / or the voltage at the at least one output ( 81 ) of the electrochemical high-performance accumulator ( 80 ) to eat, a system management unit ( 60 ), which is adapted to the voltage at the at least one output ( 81 ) of the electrochemical high-performance accumulator ( 80 ) in response to a change in the temperature of the high performance electrochemical store ( 80 ) such that a change in the value of the power density of the electrochemical high-performance accumulator ( 80 ) is counteracted. System (100) nach Anspruch 1, wobei die Systemmanagement-Einheit (60) dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) derart anzupassen, dass die Leistungsdichte des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) während der Bereitstellung der Spannung konstant bleibt.System ( 100 ) according to claim 1, wherein the system management unit ( 60 ) is adapted to the voltage at the at least one output ( 81 ) of the electrochemical high-performance accumulator ( 80 ) such that the power density of the high-performance electrochemical store ( 80 ) remains constant during the provision of the voltage. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Systemmanagement-Einheit (60) mit dem mindestens einen Sensor (70) verbunden und dazu ausgebildet ist, aus der mittels des Sensors (70) gemessenen Temperatur sowie einer an dem mindestens einen Ausgang (81) gegebenen Spannung eine Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) zu ermitteln. System ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the system management unit ( 60 ) with the at least one sensor ( 70 ) is connected and adapted to, from the means of the sensor ( 70 ) measured temperature and one at the at least one output ( 81 ) given voltage for the high-performance electrochemical storage ( 80 ) to investigate. System (100) nach Anspruch 3, ferner umfassend eine elektrisch leitfähig mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) verbundene Leistungsstufe (55), wobei die Systemmanagement-Einheit (60) dazu ausgebildet ist, der Leistungsstufe (55) die Soll-Spannung für den elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) vorzugeben. System ( 100 ) according to claim 3, further comprising an electrically conductive with the high-performance electrochemical storage ( 80 ) associated performance level ( 55 ), the system management unit ( 60 ) is adapted to the power level ( 55 ) the desired voltage for the electrochemical high-performance storage ( 80 ) pretend. System (100) nach Anspruch 4, wobei die Leistungsstufe (55) dazu ausgebildet ist, die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) mit einer ihr vorgegebenen Soll-Spannung zu vergleichen und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs die Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) des elektrochemischen Hochleistungsspeichers (80) beizubehalten, zu erhöhen oder zu verringern.System ( 100 ) according to claim 4, wherein the power level ( 55 ) is adapted to the voltage at the at least one output ( 81 ) of the electrochemical high-performance accumulator ( 80 ) to be compared with a predetermined voltage given to it and, depending on the result of the comparison, the voltage at the at least one output ( 81 ) of the electrochemical high-performance accumulator ( 80 ) to maintain, increase or decrease. System (100) nach Anspruch 5, wobei die Leistungsstufe (55) einen mit dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) verbundenen Kondensator (54) umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) aufgeladen zu werden und/oder zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) den elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) zu laden.System ( 100 ) according to claim 5, wherein the power level ( 55 ) one with the high performance electrochemical storage ( 80 ) connected capacitor ( 54 ), which is arranged to reduce the voltage at the at least one output ( 81 ) from the high performance electrochemical store ( 80 ) and / or to increase the voltage at the at least one output ( 81 ) the high performance electrochemical storage ( 80 ) to load. System (100) nach Anspruch 5, wobei die Leistungsstufe (55) einen elektrischen Widerstand (56) aufweist, mit welchem der elektrochemische Hochleistungsspeicher (80) zu einer Verringerung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) elektrisch leitfähig verbindbar ist. System ( 100 ) according to claim 5, wherein the power level ( 55 ) an electrical resistance ( 56 ), with which the high-performance electrochemical storage ( 80 ) to a reduction of the voltage at the at least one output ( 81 ) is electrically conductive connectable. System (100) nach Anspruch 7, ferner umfassend eine weitere Energiequelle (57), mittels welcher der elektrochemische Hochleistungsspeicher (80) zu einer Erhöhung der Spannung an dem mindestens einen Ausgang (81) auf ein Soll-Ladungsniveau aufladbar ist. System ( 100 ) according to claim 7, further comprising a further energy source ( 57 ), by means of which the electrochemical high-performance accumulator ( 80 ) to an increase in the voltage at the at least one output ( 81 ) is chargeable to a desired charge level. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Systemmanagement-Einheit (60) ferner dazu ausgebildet ist, die an einer mit dem mindestens einen Ausgang (81) verbundenen Last (90) abfallende Spannung zu messen. System ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the system management unit ( 60 ) is further adapted to be connected to the at least one output ( 81 connected load ( 90 ) to measure falling voltage. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Leistungs- und Steuereinheit (50), welche dazu ausgebildet ist, einen von dem elektrochemischen Hochleistungsspeicher (80) an den mindestens einen Ausgang (81) bereitgestellten Strom zu verändern. System ( 100 ) according to one of the preceding claims, further comprising a power and control unit ( 50 ) adapted to receive one of the high performance electrochemical storage ( 80 ) to the at least one output ( 81 ) to change the electricity supplied.
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