DE102018109926B4 - Electrical arrangement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anordnung mit mindestens einer ersten elektrischen Energiequelle, mindestens einer zweiten elektrischen Energiequelle und mindestens zwei Elektromaschinen (18), wobei an der ersten elektrischen Energiequelle Windungen eines jeweiligen Stators jeder der mindestens zwei Elektromaschinen angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar sind, und wobei an der zweiten elektrischen Energiequelle Windungen eines Rotors mindestens einer der Elektromaschinen angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar sind, wobei mindestens die erste elektrische Energiequelle als elektrisches Energiespeichersystem (2) ausgebildet ist, das mehrere Stränge aufweist, wobei jeweils ein Strang mehrere hintereinander angeordnete elektrische Energiespeichermodule aufweist, die jeweils mindestens eine Energiespeichereinheit umfassen und die zwischen einem ersten Strangende und einem zweiten Strangende angeordnet sind, wobei die jeweiligen Stränge an mindestens einem Strangende jeweils mindestens einen Anschluss aufweisen, an dem jeweilige Windungen der Statoren der Elektromaschinen (18) angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar sind.

Figure DE102018109926B4_0000
The invention relates to an electrical arrangement with at least one first electrical energy source, at least one second electrical energy source and at least two electrical machines (18), windings of a respective stator of each of the at least two electrical machines being connected to the first electrical energy source and being able to be supplied with electrical energy, and wherein at least one of the electrical machines and windings of a rotor are connected to the second electrical energy source and can be supplied with electrical energy, at least the first electrical energy source being in the form of an electrical energy storage system (2) which has a plurality of strands, in each case one strand comprising a plurality of electrical energy storage modules arranged one behind the other which each comprise at least one energy storage unit and which are arranged between a first strand end and a second strand end, the respective strands on at least one nem strand end each have at least one connection to which the respective windings of the stators of the electrical machines (18) are connected and can be supplied with electrical energy.
Figure DE102018109926B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anordnung, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Anordnung.The invention relates to an electrical arrangement, a vehicle and a method for operating an electrical arrangement.

Ein Fahrzeug, das mit mindestens einem Elektromotor angetrieben und somit fortbewegt wird, benötigt einen elektrischen Energiespeicher, der den Elektromotor mit elektrischer Energie versorgt.A vehicle that is driven by at least one electric motor and is therefore moved needs an electrical energy store that supplies the electric motor with electrical energy.

Aus der Druckschrift US 2007/062744 A1 ist ein modulares elektronisch konfigurierbares Batteriesystem bekannt. Ein Batteriesystem zum Speichern elektrischer Energie ist in der Druckschrift US 2015/303434 A1 beschrieben. Ein modulares Energiespeicher-Direktumrichtersystem ist aus der Druckschrift US 2017/207631 A1 bekannt. Die Druckschrift WO 2012/136395 A1 beschreibt einen Batteriedirektumrichter in Ringkonfiguration. Ein Verfahren zur Stabilisierung eines elektrischen Wechselspannungsnetzes ist aus der Druckschrift WO 2016/207026 A1 bekannt.From the publication US 2007/062744 A1 a modular, electronically configurable battery system is known. A battery system for storing electrical energy is in the document US 2015/303434 A1 described. A modular energy storage direct converter system is from the publication US 2017/207631 A1 known. The publication WO 2012/136395 A1 describes a battery direct converter in a ring configuration. A method for stabilizing an electrical AC voltage network is from the document WO 2016/207026 A1 known.

Derzeitige als Batteriepacks bzw. Batteriestacks ausgebildete Batterien sind fest verdrahtete Einheiten aus Einzelteilen, bspw. aus Zellen bzw. Batteriezellen. An einem Ausgang liefern derartige Batteriepacks fast ausschließlich eine Gleichspannung. Die meisten Verbraucher benötigen dagegen eine Wechselspannung, die bspw. einen harmonischen Spannungsverlauf mit einer bestimmten Frequenz, Amplitude und Phase aufweist.Current batteries designed as battery packs or battery stacks are hard-wired units made from individual parts, for example from cells or battery cells. Such battery packs almost exclusively supply a DC voltage at an output. Most consumers, on the other hand, require an alternating voltage which, for example, has a harmonic voltage profile with a specific frequency, amplitude and phase.

Ferner ist die Gleichspannung von einem Ladezustand abhängig und demnach zeitlich nicht konstant. Um sowohl bei einer Spitzenspannung als auch bei einer Ladeendspannung die angeschlossenen Verbraucher betreiben und eine geforderte Leistung entnehmen zu können, sind für die Verbraucher aufwändige Versorgungsschaltungen zu verwenden.Furthermore, the DC voltage is dependent on a state of charge and is therefore not constant over time. In order to be able to operate the connected consumers at a peak voltage as well as at an end-of-charge voltage and to be able to draw the required power, complex supply circuits must be used for the consumers.

Wenn eine von einem Verbraucher benötigte Spannung weit von der Spannung einer Batterie abweicht, verursacht eine leistungselektronische Schaltung durch einen sog. niedrigen Modulationsindex hohe Verluste und hohe Verzerrungen in der von der Batterie ausgehenden Spannung bzw. Ausgangsspannung. Dies betrifft insbesondere einen zum Antreiben eines Fahrzeugs vorgesehenen Elektromotor als möglichen Verbraucher, der bei niedrigen Geschwindigkeiten in der Regel eine Wechselspannung mit einer deutlich niedrigeren Amplitude als einer maximal möglichen Amplitude benötigt. Verzerrungen der Wechselspannung, die sich in der Regel durch eine Pulsweitenmodulation ergeben, belasten dort zudem eine Isolierung des Elektromotors und wirken sich damit auf seine Lebensdauer aus.If a voltage required by a consumer deviates far from the voltage of a battery, a power electronic circuit causes high losses and high distortions in the voltage or output voltage emanating from the battery due to a so-called low modulation index. This relates in particular to an electric motor provided for driving a vehicle as a possible consumer, which as a rule requires an AC voltage with a significantly lower amplitude than a maximum possible amplitude at low speeds. Distortions in the AC voltage, which generally result from pulse width modulation, also strain the insulation of the electric motor there and thus affect its service life.

Aufgrund einer Streuung im physikalischen und chemischen Verhalten von Einzelteilen, bspw. von Zellen, der Batterie sind diese aufwändig zu überwachen. Außerdem ist durch ein sogenanntes Batteriemanagement ein lokaler Ladungsaustausch bereitzustellen, um einen gleichmäßigen Ladezustand aller Einzelteile der Batterie zu jedem Zeitpunkt zu ermöglichen.Due to a scatter in the physical and chemical behavior of individual parts, for example cells, of the battery, these are difficult to monitor. In addition, a so-called battery management system has to provide a local charge exchange in order to enable a uniform charge status of all individual parts of the battery at all times.

Wenn bereits nur ein Einzelteil, bspw. eine Zelle, einer Batterie defekt ist, ist in der Regel die gesamte Batterie bzw. das gesamte Batteriepack unbrauchbar. Im Falle einer Batterie für ein Fahrzeug ist mit einem vollständigen Ausfall des Fahrzeugs zu rechnen. Gegebenenfalls muss eine Stilllegung des Fahrzeugs sogar aktiv erzwungen werden, damit das defekte Einzelteil der Batterie bei einer weiteren Belastung nicht überhitzt wird und Feuer fängt.If only a single part, for example a cell, of a battery is defective, the entire battery or the entire battery pack is usually unusable. In the case of a battery for a vehicle, a complete failure of the vehicle can be expected. It may even be necessary to actively force the vehicle to be shut down so that the defective individual part of the battery is not overheated if it is subjected to further loads and catches fire.

Weiterhin wird auf folgende Druckschriften verwiesen, die Multilevel-Konverter beschreiben:

  • - L. G. Franquelo, J. Rodriguez, J. Leon, S. Kouro, R. Portillo, M. Prats (2008). The age of multilevel converters arrives. IEEE Industrial Electronics Magazine, June, 28-39.
  • - G. Konstantinou, J. Zhang, J. Pou, S. Ceballos, V. Agelidis (2015). Comparison and evaluation of sub-module configurations in modular multilevel converters. Proc. IEEE PEDS. doi: 10.1109/PEDS.2015.7203440.
  • - M. Perez, S. Bernet, J. Rodriguez, S. Kouro, R. Lizana (2015). Circuit topologies, modeling, control schemes, and applications of modular multilevel converters, 30(1):4-17.
  • - A. Lesnicar, R. Marquardt (2003). An innovative modular multilevel converter topology suitable for a wide power range. IEEE Power Tech Conference Proc., 3:6ff, das eine mit einem MMC umzusetzende Multilevel-Konvertertechnologie betrifft.
  • - S. M. Goetz, A. V. Peterchev, Th. Weyh (2015). Modular multilevel converter with series and parallel module connectivity: topology and control. IEEE Transactions on Power Electronics. 30(1):203-215, das eine mit einem MMSPC umzusetzende Multilevel-Konvertertechnologie betrifft.
Furthermore, reference is made to the following publications which describe multilevel converters:
  • - LG Franquelo, J. Rodriguez, J. Leon, S. Kouro, R. Portillo, M. Prats (2008). The age of multilevel converters arrives. IEEE Industrial Electronics Magazine, June, 28-39.
  • - G. Konstantinou, J. Zhang, J. Pou, S. Ceballos, V. Agelidis (2015). Comparison and evaluation of sub-module configurations in modular multilevel converters. Proc. IEEE PEDS. doi: 10.1109 / PEDS.2015.7203440.
  • - M. Perez, S. Bernet, J. Rodriguez, S. Kouro, R. Lizana (2015). Circuit topologies, modeling, control schemes, and applications of modular multilevel converters, 30 (1): 4-17.
  • - A. Lesnicar, R. Marquardt (2003). An innovative modular multilevel converter topology suitable for a wide power range. IEEE Power Tech Conference Proc., 3: 6ff, which concerns a multilevel converter technology to be implemented with an MMC.
  • - SM Goetz, AV Peterchev, Th. Weyh (2015). Modular multilevel converter with series and parallel module connectivity: topology and control. IEEE Transactions on Power Electronics. 30 (1): 203-215, which relates to multilevel converter technology to be implemented with an MMSPC.

Außerdem wird auf die Druckschriften US 7 269 037 , DE 101 03 031 A1 , DE 10 2010 052 934 A1 , DE 10 2011 108 920 A1 , DE 10 2015 112 512 A1 und DE 10 2016 112 250 A1 verwiesen.In addition, the publications US 7 269 037 . DE 101 03 031 A1 . DE 10 2010 052 934 A1 . DE 10 2011 108 920 A1 . DE 10 2015 112 512 A1 and DE 10 2016 112 250 A1 directed.

Die Druckschrift US 2018/0015831 A1 zeigt ein integriertes modulares elektrisches Leistungssystem für ein Fahrzeug. Dieses Leistungssystem umfasst eine Managementeinheit mit mehreren nebeneinander parallel angeordneten Matrix-Konvertern und Schaltern, die dazu ausgebildet sind, eine Übertragung von elektrischer Energie von einer Wechselstromschiene zu diversen Lasten zu kontrollieren.The publication US 2018/0015831 A1 shows an integrated modular electrical power system for a vehicle. This performance system comprises a management unit with several matrix modules arranged side by side in parallel. Converters and switches designed to control the transfer of electrical energy from an AC rail to various loads.

Die Druckschrift „Regenerative Hexagonal-Cascaded Multilevel Converter for Two-Motor Asynchronous Drive“ von Pan Wang et al. beschreibt einen hexagonal aufgebauten Multilevel-Konverter zur Versorgung von Motoren mit elektrischer Energie.The document "Regenerative Hexagonal-Cascaded Multilevel Converter for Two-Motor Asynchronous Drive" by Pan Wang et al. describes a hexagonal multilevel converter for supplying motors with electrical energy.

Die Druckschrift DE 10 2017 201 350 B4 beschreibt ein Verfahren zum Übertragen elektrischer Energie zwischen einem fahrzeugseitigen Energiespeicher und einer Anschlussstation, wobei die Energie über eine erste und über eine zweite fahrzeugseitige elektrische Maschine gleichzeitig übertragen wird.The publication DE 10 2017 201 350 B4 describes a method for transmitting electrical energy between a vehicle-side energy store and a connection station, the energy being transmitted simultaneously via a first and a second vehicle-side electrical machine.

Es war eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Speicher für elektrische Energie zu verbessern, insbesondere um damit eine Mehrzahl von Elektromotoren zu versorgen.It was an object of the present invention to improve an electrical energy storage device, in particular in order to supply a plurality of electric motors therewith.

Diese Aufgabe wird mit einer elektrischen Anordnung, einem Fahrzeug und einem Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen der Anordnung, des Fahrzeugs und des Verfahrens sind der Beschreibung und den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.This object is achieved with an electrical arrangement, a vehicle and a method with the features of the independent claims. Embodiments of the arrangement, the vehicle and the method can be found in the description and the dependent patent claims.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist mindestens eine erste elektrische Energiequelle, mindestens eine zweite elektrische Energiequelle und mindestens zwei Elektromaschinen auf. Dabei sind an der mindestens einen bzw. jeweils einer ersten elektrischen Energiequelle Windungen bzw. Wicklungen eines jeweiligen Stators jeder der mindestens zwei Elektromaschinen angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar bzw. zu versorgen. An der mindestens einen bzw. jeweils einer zweiten elektrischen Energiequelle sind Windungen bzw. Wicklungen eines Rotors mindestens einer der Elektromaschinen angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar bzw. zu versorgen. Dabei ist mindestens die erste elektrische Energiequelle als elektrisches Energiespeichersystem ausgebildet, das mehrere Stränge aufweist, wobei jeweils ein Strang mehrere hintereinander angeordnete elektrische Energiespeichermodule aufweist, die jeweils mindestens eine Energiespeichereinheit umfassen und die zwischen einem ersten Strangende und einem zweiten Strangende angeordnet sind, wobei die jeweiligen Stränge an mindestens einem Strangende jeweils mindestens einen Anschluss aufweisen, an dem jeweilig Windungen der Statoren der Elektromaschinen je nach Definition bspw. direkt bzw. lediglich über mindestens eine Leitung angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar bzw. zu versorgen sind.The arrangement according to the invention has at least one first electrical energy source, at least one second electrical energy source and at least two electrical machines. In this case, windings or windings of a respective stator of each of the at least two electrical machines are connected to the at least one or respectively a first electrical energy source and can be supplied with electrical energy. Windings or windings of a rotor of at least one of the electrical machines are connected to the at least one or respectively a second electrical energy source and can be supplied with electrical energy. In this case, at least the first electrical energy source is designed as an electrical energy storage system which has a plurality of strands, in each case one strand having a plurality of electrical energy storage modules arranged one behind the other, each of which comprises at least one energy storage unit and which are arranged between a first strand end and a second strand end, the respective Strands at least one strand end each have at least one connection to which the windings of the stators of the electrical machines, depending on the definition, are connected, for example, directly or only via at least one line and can be supplied or supplied with electrical energy.

Die Anordnung weist mindestens einen elektrischen Wandler auf, über den die Windungen des Rotors mindestens einer Elektromaschine an der mindestens einen zweiten elektrischen Energiequelle je nach Definition indirekt angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar bzw. zu versorgen sind. Über den mindestens einen elektrischen Wandler ist die mindestens eine zweite elektrische Energiequelle mit den Windungen des Rotors der mindestens einen Elektromaschine verbunden.The arrangement has at least one electrical converter, via which the windings of the rotor of at least one electrical machine are indirectly connected to the at least one second electrical energy source, depending on the definition, and can be supplied or supplied with electrical energy. The at least one second electrical energy source is connected to the windings of the rotor of the at least one electrical machine via the at least one electrical converter.

In Ausgestaltung der Anordnung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Energiespeichersystem in möglicher Ausgestaltung definitionsgemäß sowohl die mindestens eine erste als auch die mindestens eine zweite elektrische Energiequelle darstellt und/oder bildet bzw. ausgebildet ist, an dessen bzw. deren jeweilig mindestens einem Anschluss eines jeweiligen Strangs einerseits die Windungen der Statoren der mindestens zwei Elektromaschinen bspw. direkt angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar bzw. zu versorgen sind, wobei an dessen bzw. deren jeweilig mindestens einem Anschluss eines jeweiligen Strangs andererseits die Windungen des Rotors der mindestens einen Elektromaschine angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar bzw. zu versorgen sind.In an embodiment of the arrangement, it is provided that the at least one energy storage system in a possible embodiment, by definition, represents and / or forms or is formed both at least a first and at least a second electrical energy source, at the respective at least one connection of a respective one On the one hand, the windings of the stators of the at least two electrical machines, for example, are connected directly and can be supplied or supplied with electrical energy, the windings of the rotor of the at least one electrical machine being connected to and with at least one connection of a respective string electrical energy can be supplied.

In weitere Ausgestaltung weist die Anordnung das mindestens eine Energiespeichersystem als die mindestens eine erste elektrische Energiequelle sowie mindestens eine weitere bzw. zweite elektrische Energiequelle, insbesondere ein elektrisches Netz, bspw. ein Bordnetz eines Fahrzeugs, einen Multilevelkonverter und/oder eine Wechselstromquelle, als die mindestens eine zweite elektrische Energiequelle auf, wobei an dem Energiespeichersystem Windungen der Statoren der Elektromaschinen bspw. direkt angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar bzw. zu versorgen sind, und wobei an der mindestens einen weiteren, in diesem Fall zweiten elektrischen Energiequelle die Windungen des Rotors der mindestens einen Elektromaschine angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar bzw. zu versorgen sind.In a further embodiment, the arrangement has the at least one energy storage system as the at least one first electrical energy source and at least one further or second electrical energy source, in particular an electrical network, for example an electrical system of a vehicle, a multilevel converter and / or an alternating current source, as the at least one a second electrical energy source, with windings of the stators of the electrical machines, for example, being directly connected to the energy storage system and being able to be supplied or supplied with electrical energy, and wherein the windings of the rotor of the at least one, in this case second, electrical energy source an electric machine is connected and can be supplied with electrical energy.

Alternativ oder ergänzend weist die Anordnung das mindestens eine Energiespeichersystem als die mindestens eine erste elektrische Energiequelle sowie mindestens eine der Elektromaschinen als die mindestens eine weitere bzw. zweite elektrische Energiequelle auf. Dabei sind an dem Energiespeichersystem Windungen der Statoren der Elektromaschinen bspw. direkt angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar bzw. zu versorgen. Außerdem sind an der mindestens einen ersten der Elektromaschinen als der mindestens einen zweiten elektrischen Energiequelle die Windungen des Rotors der mindestens einen zweiten der Elektromaschinen angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar bzw. zu versorgen.Alternatively or additionally, the arrangement has the at least one energy storage system as the at least one first electrical energy source and at least one of the electric machines as the at least one further or second electrical energy source. In this case, windings of the stators of the electrical machines are, for example, directly connected to the energy storage system and can be supplied or supplied with electrical energy. In addition, the windings of the rotor of the at least one second of the at least one first of the electrical machines as the at least one second electrical energy source Electrical machines connected and can be supplied with electrical energy.

Die Anordnung ist bspw. für ein Fahrzeug vorgesehen und weist mindestens zwei Elektromaschinen des Fahrzeugs auf.The arrangement is intended for a vehicle, for example, and has at least two electric machines of the vehicle.

Weiterhin ist es möglich, dass das elektrische Energiespeichersystem als die mindestens eine erste elektrische Energiequelle mit Windungen eines aktiven Stators der bspw. als Kurzschlussläufer und/oder als Asynchronmaschine ausgebildeten Elektromaschinen verbunden ist, wobei die mindestens eine zweite elektrische Energiequelle an Windungen eines aktiven Rotors der mindestens einen bspw. als Asynchronmaschine, insbesondere Drehstrom-Asynchronmaschine bzw. Drehstrom-Induktionsmaschine, ausgebildeten Elektromaschine angeschlossen ist.Furthermore, it is possible for the electrical energy storage system as the at least one first electrical energy source to be connected to windings of an active stator of the electrical machines designed, for example, as a short-circuit rotor and / or as an asynchronous machine, the at least one second electrical energy source being connected to windings of an active rotor of the at least one an electrical machine designed, for example, as an asynchronous machine, in particular a three-phase asynchronous machine or a three-phase induction machine.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist mindestens eine Ausführungsform der vorgestellten erfindungsgemäßen elektrischen Anordnung auf.The vehicle according to the invention has at least one embodiment of the presented electrical arrangement according to the invention.

Dabei ist mindestens eine Elektromaschine der Anordnung zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildet. Hierbei ist es auch möglich, dass die mindestens eine Elektromaschine der Anordnung mindestens einem Rad des Fahrzeugs zugeordnet ist.At least one electric machine of the arrangement is designed to drive the vehicle. It is also possible that the at least one electric machine of the arrangement is assigned to at least one wheel of the vehicle.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betreiben einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen, die mindestens eine erste elektrische Energiequelle, mindestens eine zweite elektrische Energiequelle und mindestens zwei Elektromaschinen aufweist. Dabei werden an der mindestens einen bzw. jeweils einer ersten elektrischen Energiequelle Windungen bzw. Wicklungen eines jeweiligen Stators jeder der mindestens zwei Elektromaschinen angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgt. Außerdem werden an der mindestens einen bzw. jeweils einer zweiten elektrischen Energiequelle Windungen bzw. Wicklungen eines Rotors mindestens einer der Elektromaschinen angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgt. Dabei ist mindestens die erste elektrische Energiequelle als elektrisches Energiespeichersystem ausgebildet, das mehrere Stränge aufweist, wobei jeweils ein Strang mehrere hintereinander angeordnete elektrische Energiespeichermodule aufweist, die jeweils mindestens eine Energiespeichereinheit umfassen und die zwischen einem ersten Strangende und einem zweiten Strangende angeordnet sind. Außerdem weisen die jeweiligen Stränge an mindestens einem Strangende mindestens einen Anschluss auf, an dem jeweilig Windungen der Statoren der Elektromaschinen bspw. direkt angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgt werden.The method according to the invention is intended to operate an embodiment of the arrangement according to the invention which has at least one first electrical energy source, at least one second electrical energy source and at least two electrical machines. In this case, windings or windings of a respective stator of each of the at least two electrical machines are connected to the at least one or respectively a first electrical energy source and supplied with electrical energy. In addition, windings or windings of a rotor of at least one of the electrical machines are connected to the at least one or respectively a second electrical energy source and supplied with electrical energy. In this case, at least the first electrical energy source is designed as an electrical energy storage system which has a plurality of strands, in each case one strand having a plurality of electrical energy storage modules arranged one behind the other, each of which comprises at least one energy storage unit and which are arranged between a first strand end and a second strand end. In addition, the respective strands have at least one connection on at least one strand end, to which windings of the stators of the electrical machines, for example, are connected directly and supplied with electrical energy.

Üblicherweise wird als die mindestens eine erste elektrische Energiequelle das elektrische Energiespeichersystem verwendet. Als die mindestens eine zweite Energiequelle wird eine weitere Energiequelle, insbesondere ein elektrisches Netz, bspw. Bordnetz eines Fahrzeugs, ein Multilevelkonverter und/oder eine Wechselstromquelle, verwendet. Alternativ oder ergänzend wird als die mindestens eine zweite elektrische Energiequelle für die Windungen des Rotors mindestens einer der Elektromaschinen eine weitere Elektromaschine verwendet, die in Ausgestaltung als Generator betrieben wird, wohingegen die mindestens eine Elektromaschine, deren Windungen des Rotors mit elektrischer Energie versorgt werden, als Motor betrieben wird. Dabei kann die eine weitere Elektromaschine eine erste der mindestens zwei Elektromaschinen sein, die Windungen des Rotors der entsprechenden mindestens einen zweiten Elektromaschine versorgt.The electrical energy storage system is usually used as the at least one first electrical energy source. A further energy source, in particular an electrical network, for example an on-board network of a vehicle, a multilevel converter and / or an alternating current source, is used as the at least one second energy source. Alternatively or additionally, a further electrical machine is used as the at least one second electrical energy source for the windings of the rotor of at least one of the electrical machines, which is operated in the form of a generator, whereas the at least one electrical machine whose windings of the rotor are supplied with electrical energy as Engine is operated. The one further electric machine can be a first of the at least two electric machines that supplies windings of the rotor of the corresponding at least one second electric machine.

Demnach sind die Windungen der Statoren sämtlicher Elektromaschinen mit dem mindestens einen Energiespeichersystem als der mindestens einen ersten Energiequelle verbunden. Außerdem sind die Windungen des Rotors der mindestens einen jeweiligen bzw. zweiten Elektromaschine mit der mindestens einen zweiten elektrischen Energiequelle verbunden, wobei die mindestens eine zweite elektrische Energiequelle als das elektrische Energiespeichersystem, die als weitere bzw. zusätzliche Energiequelle oder als weitere Elektromaschine ausgebildet ist, wobei Windungen von Statoren dieser weiteren Elektromaschine ebenfalls mit der ersten Energiequelle bzw. dem elektrischen Energiespeichersystem verbunden sein können.Accordingly, the windings of the stators of all electrical machines are connected to the at least one energy storage system as the at least one first energy source. In addition, the windings of the rotor of the at least one respective or second electrical machine are connected to the at least one second electrical energy source, the at least one second electrical energy source being the electrical energy storage system, which is designed as a further or additional energy source or as a further electrical machine, wherein Windings of stators of this further electrical machine can also be connected to the first energy source or the electrical energy storage system.

In Ausgestaltung werden Windungen des Rotors mindestens einer der Elektromaschinen lediglich über mindestens eine Leitung bzw. direkt mit der mindestens einen bzw. jeweils einen zweiten elektrischen Energiequelle verbunden, wobei den Windungen des Rotors die elektrische Energie der mindestens einen bzw. jeweils einen zweiten elektrischen Energiequelle bereitgestellt wird.In one embodiment, windings of the rotor of at least one of the electrical machines are connected only via at least one line or directly to the at least one or a second electrical energy source, the windings of the rotor being provided with the electrical energy of the at least one or a second electrical energy source becomes.

Es ist auch möglich, dass Windungen des Rotors mindestens einer der Elektromaschinen über einen elektrischen Wandler indirekt mit der mindestens einen bzw. jeweils einen zweiten elektrischen Energiequelle verbunden werden, wobei den Windungen des Rotors die elektrische Energie der mindestens einen bzw. jeweils einen zweiten elektrischen Energiequelle über den elektrischen Wandler bereitgestellt wird.It is also possible for windings of the rotor of at least one of the electrical machines to be connected indirectly to the at least one or respectively a second electrical energy source via an electrical converter, the windings of the rotor being the electrical energy of the at least one or in each case a second electrical energy source is provided via the electrical converter.

Das elektrische Energiespeichersystem als Energiequelle ist zum Speichern elektrischer Energie ausgebildet. An mindestens einem Strangende eines jeweiligen Strangs ist jeweilig mindestens ein Anschluss bzw. Ausgang angeordnet, an dem jeweilig mindestens eine Phase von bspw. drei Phasen der Elektromaschine anschließbar ist.The electrical energy storage system as an energy source is designed to store electrical energy. At least one connection or output is arranged on at least one strand end of a respective strand, on the respective one at least one phase of, for example, three phases of the electric machine can be connected.

Dabei umfasst jedes Energiespeichermodul mindestens eine Energiespeichereinheit und mindestens zwei elektrische Schalter, vorzugsweise Leistungsschalter, insbesondere Leistungshalbleiterschalter, die es ermöglichen, die hintereinander angeordneten Energiespeichermodule bzw. deren Energiespeichereinheiten zueinander in Reihe bzw. seriell und/oder parallel zu schalten und/oder eines oder mehrere der hintereinander angeordneten Energiespeichermodule in einem Strang zu überbrücken (Bypass). Als Schalter können bspw. IGBTs (Insulated-Gate-Bipolar-Transistor), MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) oder auch andere hier geeignete Schalter verwendet werden. Die jeweiligen Energiespeichereinheiten der jeweiligen Energiespeichermodule sind jeweilig als Kondensatoren, als Batterien, als Solarzellen und/oder als Brennstoffzellen ausgestaltet.Each energy storage module comprises at least one energy storage unit and at least two electrical switches, preferably power switches, in particular power semiconductor switches, which make it possible to connect the energy storage modules or their energy storage units arranged one behind the other in series or in series and / or parallel to one another and / or one or more of the to bridge energy storage modules arranged one behind the other in a string (bypass). IGBTs (insulated gate bipolar transistors), MOSFETs (metal oxide semiconductor field-effect transistors) or other switches suitable here can be used as switches. The respective energy storage units of the respective energy storage modules are each designed as capacitors, as batteries, as solar cells and / or as fuel cells.

Es ist möglich, dass aus der mindestens einen Energiespeichereinheit des mindestens einen Energiespeichermoduls für die mindestens eine Phase der Elektromaschinen eine elektrische Spannung mit einem bestimmten Wert bereitstellbar ist. Je nach Schaltung des mindestens einen Energiespeichermoduls und somit der mindestens einen Energiespeichereinheit innerhalb eines jeweiligen Strangs, wobei die Energiespeichereinheiten durch die vorgesehenen Schalter je nach Bedarf in Reihe, parallel und/oder als Bypass überbrückt geschaltet werden, ist es möglich, dass den Elektromaschinen, je nach Stellung der Schalter bedarfsgerecht unterschiedliche Werte der elektrischen Spannung auf unterschiedlichen Levels bzw. Niveaus bereitgestellt werden. Demnach ist es möglich, dass mindestens ein Strang mit mehreren Energiespeichermodulen als Multilevel-Konverter ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist, der den Elektromaschinen in Abhängigkeit einer jeweils herrschenden mechanischen Belastung, die sich für die Elektromaschinen beim Antreiben des Fahrzeugs ergibt, den Wert bzw. das Level der elektrischen Spannung einzustellen. Entsprechend ist eine Ausführungsform des Energiespeichersystems ebenfalls als Multilevel-Konverter bzw. Multilevel-Umrichter ausgebildet und/oder zu bezeichnen.It is possible that an electrical voltage with a certain value can be provided from the at least one energy storage unit of the at least one energy storage module for the at least one phase of the electrical machines. Depending on the circuitry of the at least one energy storage module and thus the at least one energy storage unit within a respective line, the energy storage units being connected in series, in parallel and / or as a bypass by the switches provided, as required, it is possible for the electrical machines, each After setting the switch, different values of the electrical voltage are provided at different levels or levels as required. Accordingly, it is possible for at least one line with a plurality of energy storage modules to be designed and / or designated as a multilevel converter which, depending on a prevailing mechanical load which results for the electrical machines when driving the vehicle, gives the electrical machines the value or adjust the level of electrical voltage. Accordingly, an embodiment of the energy storage system is also designed and / or to be designated as a multilevel converter or multilevel converter.

In Ausgestaltung weist das elektrische Energiespeichersystem mehrere Anschlüsse und/oder mindestens einen Satz mit mehreren Anschlüssen auf. Die Stränge des Energiespeichersystems sind je nach Anforderung in unterschiedlichen Topologien anordenbar. Weiterhin ist eine Anzahl an Strängen sowie eine Anzahl an Energiespeichermodulen und somit auch an Energiespeichereinheiten sowie Schaltern innerhalb eines jeweiligen Strangs variierbar. Je nach Stellung der Schalter ist es möglich, als elektrische Betriebsgröße bzw. elektrischen Betriebsparameter für die Elektromaschinen die Spannung, in der Regel mindestens eine Phasenspannung und/oder den Strom, in der Regel mindestens einen Phasenstrom, bedarfsgerecht und/oder anforderungsgerecht zu variieren. Dabei wird je nach Stellung der Schalter eine schaltungstechnische Anordnung von Energiespeichereinheiten der Energiespeichermodule beeinflusst, wobei diese in Reihe und/oder parallel geschaltet sind, wobei der mindestens eine Betriebsparameter, der sich an dem mindestens einen Anschluss bzw. Ausgang für die Elektromaschinen ergibt, üblicherweise unter Berücksichtigung der Kirchhoffschen Regel, bspw. durch Addition von Werten, für den mindestens einen elektrischen Betriebsparameter ergibt, wobei von jeweils einer Energiespeichereinheit jeweils ein individueller Wert für den elektrischen Betriebsparameter bereitgestellt wird, wobei es möglich ist, dass jede Energiespeichereinheit jedes Energiespeichermoduls zumindest innerhalb desselben Strangs jeweils denselben Wert für den mindestens einen elektrischen Betriebsparameter bereitstellt.In an embodiment, the electrical energy storage system has a plurality of connections and / or at least one set with a plurality of connections. The strands of the energy storage system can be arranged in different topologies depending on the requirements. Furthermore, a number of strings and a number of energy storage modules and thus also energy storage units and switches can be varied within a respective strand. Depending on the position of the switches, it is possible to vary the voltage, as a rule at least one phase voltage and / or the current, as a rule at least one phase current, as an electrical operating variable or electrical operating parameter for the electrical machines, as required and / or as required. Depending on the position of the switches, a circuit-related arrangement of energy storage units of the energy storage modules is influenced, these being connected in series and / or in parallel, the at least one operating parameter which results at the at least one connection or output for the electrical machines, usually below Taking into account Kirchhoff's rule, for example by adding values for the at least one electrical operating parameter, whereby an individual value for the electrical operating parameter is provided by each energy storage unit, it being possible for each energy storage unit of each energy storage module to be at least within the same string provides the same value for the at least one electrical operating parameter.

Hierdurch ist u. a. eine maximale Amplitude und/oder eine Welligkeit eines Drehmoments der Elektromaschinen über einen jeweils aktuell eingestellten Wert des mindestens einen elektrischen Betriebsparameters eingestellt.As a result, u. a. a maximum amplitude and / or a ripple of a torque of the electrical machines is set via a currently set value of the at least one electrical operating parameter.

In Ausgestaltung wird durch das Energiespeichersystem mehreren, bspw. als Wechselstrommaschinen ausgebildeten elektrischen Lasten, elektrische Energie bereitgestellt. Die mehreren elektrischen Lasten können sich in Art und Auslegung voneinander unterscheiden. Dabei sind an das Energiespeichersystem zwei oder mehrere derartige elektrische Lasten anschließbar, die als Komponenten des Fahrzeugs ausgebildet und zu dessen Antrieb bzw. Fortbewegung vorgesehen sind. Das Energiespeichersystem zum Versorgen mehrerer elektrischer Lasten mit elektrischer Energie weist demnach mindestens zwei, in der Regel mehrere, Anschlüsse bzw. Ausgänge auf.In one embodiment, electrical energy is made available by the energy storage system to a plurality of electrical loads, for example designed as AC machines. The multiple electrical loads can differ in type and design. In this case, two or more electrical loads of this type can be connected to the energy storage system, which are designed as components of the vehicle and are provided for driving or moving the vehicle. The energy storage system for supplying several electrical loads with electrical energy accordingly has at least two, usually several, connections or outputs.

In Ausgestaltung sind mehrere Stränge, in der Regel zumindest einige der Stränge, zueinander ringförmig angeordnet und/oder geschaltet. Alternativ oder ergänzend sind mehrere Stränge, in der Regel zumindest einige der Stränge, zueinander sternförmig angeordnet und/oder geschaltet. Demnach ist auch eine Kombination einer stern- und ringförmigen Anordnung der Stränge möglich, wobei mindestens ein Strang Teil einer sternförmigen Anordnung bzw. Gruppe und einer ringförmigen Anordnung bzw. Gruppe der Stränge ist.In one embodiment, a plurality of strands, generally at least some of the strands, are arranged in a ring with one another and / or switched. Alternatively or in addition, a plurality of strands, generally at least some of the strands, are arranged and / or connected in a star shape to one another. Accordingly, a combination of a star and ring arrangement of the strands is also possible, at least one strand being part of a star arrangement or group and an annular arrangement or group of strands.

Weiterhin ist es möglich, dass Strangenden von mindestens zwei bspw. unmittelbar benachbarten Strängen an einem gemeinsamen Verbindungspunkt miteinander verbunden sind. Dabei ist es auch möglich, dass der mindestens eine Anschluss an dem Verbindungspunkt zwischen zwei Strängen angeordnet ist.Furthermore, it is possible for strand ends of at least two, for example directly adjacent strands, to be connected to one another at a common connection point. It is also there possible that the at least one connection is arranged at the connection point between two strands.

In Ausgestaltung bilden miteinander verbundene Anschlüsse benachbarter Stränge an dem gemeinsamen Verbindungspunkt mindestens einen gemeinsamen Anschluss für die mindestens eine Phase der Elektromaschinen.In an embodiment, interconnected connections of adjacent strands form at least one common connection for the at least one phase of the electrical machines at the common connection point.

Weiterhin weist das elektrische Energiespeichersystem an einem jeweiligen Strang mindestens einen Anschluss auf, an dem Phasen von mindestens zwei unterschiedlichen Elektromaschinen anschließbar sind.Furthermore, the electrical energy storage system has at least one connection on a respective line, to which phases of at least two different electrical machines can be connected.

Es ist ebenfalls möglich, dass jedes Strangende eines Strangs jeweils einen Anschluss aufweist.It is also possible for each end of a strand to have a connection.

In weiterer Ausgestaltung sind an mindestens einem Strang zwei Phasen der Elektromaschinen anschließbar, d. h. jeweils eine Phase an einem Anschluss eines jeweiligen Strangendes des mindestens einen Strangs.In a further embodiment, two phases of the electrical machines can be connected to at least one line, ie. H. in each case one phase at a connection of a respective strand end of the at least one strand.

Außerdem sind gemäß einer Ausführungsform an mindestens einem Strang zwei Phasen von mindestens zwei unterschiedlichen elektrischen Lasten, bspw. von mindestens zwei unterschiedlichen Elektromaschinen, anschließbar, d. h. an dem ersten Strangende des mindestens einen Strangs ist eine Phase von mindestens einer ersten Elektromaschine anschließbar und an dem zweiten Strangende des mindestens einen Strangs ist eine Phase von mindestens einer zweiten Elektromaschine anschließbar.In addition, according to one embodiment, two phases of at least two different electrical loads, for example of at least two different electrical machines, can be connected to at least one line, i. H. at the first strand end of the at least one strand, a phase of at least one first electric machine can be connected, and at the second strand end of the at least one strand, a phase of at least one second electric machine can be connected.

Weiterhin ist in möglicher Ausgestaltung vorgesehen, dass mindestens ein Energiespeichermodul, bspw. sämtliche Energiespeichermodule mindestens eines Strangs oder sämtliche Energiespeichermodule des elektrischen Energiespeichersystems, als Energiespeichereinheit eine Batterie aufweist.It is furthermore possible in a possible embodiment that at least one energy storage module, for example all energy storage modules of at least one strand or all energy storage modules of the electrical energy storage system, has a battery as the energy storage unit.

Außerdem weist in weiterer Ausgestaltung mindestens ein Energiespeichermodul, bspw. sämtliche Energiespeichermodule mindestens eines Strangs oder sämtliche Energiespeichermodule des elektrische Energiespeichersystems, als Energiespeichereinheit einen Kondensator auf.Furthermore, in a further embodiment, at least one energy storage module, for example all energy storage modules of at least one strand or all energy storage modules of the electrical energy storage system, has a capacitor as the energy storage unit.

In Ausgestaltung weist das Energiespeichersystem mindestens ein erstes Energiespeichermodul auf, das als Energiespeichereinheit eine Batterie aufweist. Dabei ist es möglich, dass mindestens ein zweites Energiespeichermodul einen Kondensator als Energiespeichereinheit aufweist. Dabei sind das mindestens eine erste Energiespeichermodul mit der Batterie und das mindestens eine zweite Energiespeichermodul mit dem Kondensator in unterschiedlichen Strängen angeordnet. Alternativ oder ergänzend sind das mindestens eine erste Energiespeichermodul mit der Batterie und das mindestens eine zweite Energiespeichermodul mit dem Kondensator in einem Strang angeordnet.In an embodiment, the energy storage system has at least one first energy storage module which has a battery as the energy storage unit. It is possible for at least one second energy storage module to have a capacitor as the energy storage unit. The at least one first energy storage module with the battery and the at least one second energy storage module with the capacitor are arranged in different strands. Alternatively or additionally, the at least one first energy storage module with the battery and the at least one second energy storage module with the capacitor are arranged in one strand.

Weiterhin ist es möglich, dass einem jeweiligen Energiespeichermodul bzw. der von dem Energiespeichermodul umfassten mindestens einen Energiespeichereinheit mehrere Schalter, bspw. Leistungsschalter, insbesondere Leistungshalbleiterschalter, zugeordnet sind.Furthermore, it is possible for a respective energy storage module or the at least one energy storage unit included in the energy storage module to be assigned a plurality of switches, for example power switches, in particular power semiconductor switches.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das elektrische Energiespeichersystem mindestens drei Anschlüsse auf, an die drei Phasen der Elektromaschinen anschließbar sind. In der Regel sind für die jeweils drei Phasen der Elektromaschinen drei Anschlüsse vorgesehen. Falls an das Energiespeichersystem mehrere elektrische Lasten, bspw. Elektromaschinen, anschließbar sind, ist es möglich, dass sich zwei elektrische Lasten, bspw. Elektromaschinen, mindestens einen gemeinsamen Anschluss teilen, wobei mindestens eine Phase einer ersten Elektromaschine den gemeinsamen Anschluss mit mindestens einer in der Regel einer zu der mindestens einen Phase der ersten elektrischen Elektromaschine entsprechenden Phase einer zweiten Elektromaschine teilt.According to a further embodiment, the electrical energy storage system has at least three connections to which three phases of the electrical machines can be connected. As a rule, three connections are provided for the three phases of the electrical machines. If several electrical loads, for example electrical machines, can be connected to the energy storage system, it is possible for two electrical loads, for example electrical machines, to share at least one common connection, with at least one phase of a first electrical machine sharing the common connection with at least one in the Rule divides a phase of a second electric machine corresponding to the at least one phase of the first electric electric machine.

In weiterer Ausgestaltung weist das elektrische Energiespeichersystem mindestens eine bspw. als Multiplexer ausgebildete Auswahlschaltung auf, die mindestens drei Eingänge, die mit mindestens drei Anschlüssen der Stränge verbunden sind, und n*3 Ausgänge aufweist, an denen entsprechend drei Phasen von n Elektromaschinen anschließbar sind, wobei n eine natürliche Zahl größer Null ist.In a further embodiment, the electrical energy storage system has at least one selection circuit, for example in the form of a multiplexer, which has at least three inputs which are connected to at least three connections of the strings and n * 3 outputs to which three phases of n electrical machines can be connected, where n is a natural number greater than zero.

Außerdem ist vorgesehen, dass mindestens einer als Batterie, Kondensator, Solarzelle oder Brennstoffzelle ausgebildeten Energiespeichereinheit eines Energiespeichermoduls mehrere Schalter, bspw. Leistungsschalter, zugeordnet sind. Je nach Definition bilden die als Batterie, Kondensator, Solarzelle oder Brennstoffzelle ausgebildete Energiespeichereinheit und die zugeordneten Schalter, bspw. Leistungsschalter, jeweils ein Energiespeichermodul.It is also provided that at least one energy storage unit of an energy storage module designed as a battery, capacitor, solar cell or fuel cell is assigned a plurality of switches, for example circuit breakers. Depending on the definition, the energy storage unit designed as a battery, capacitor, solar cell or fuel cell and the associated switches, for example circuit breakers, each form an energy storage module.

In einer Variante des elektrischen Energiespeichersystems sind Energiespeichermodule von zwei unterschiedlichen Strängen räumlich nebeneinander parallel angeordnet und über Kopplungsmodule, die als Schalter und/oder Leitungen ausgebildet sind, elektrisch miteinander gekoppelt.In a variant of the electrical energy storage system, energy storage modules of two different strands are arranged spatially next to one another in parallel and are electrically coupled to one another via coupling modules which are designed as switches and / or lines.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist mindestens eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Anordnung auf.The vehicle according to the invention has at least one embodiment of the electrical arrangement according to the invention.

Dabei ist mindestens eine Elektromaschine der Anordnung zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildet. Außerdem ist es möglich, dass die mindestens eine Elektromaschine der Anordnung mindestens einem Rad des Fahrzeugs zugeordnet ist. At least one electric machine of the arrangement is designed to drive the vehicle. It is also possible that the at least one electric machine of the arrangement is assigned to at least one wheel of the vehicle.

Innerhalb eines Strangs sind die Energiespeichermodule untereinander über mindestens eine Leitung, bspw. nur über eine einzige Leitung oder eine doppelte Leitung bzw. ein Paar Leitungen, miteinander verbunden. Die betrifft in Ausgestaltung unmittelbar benachbarte Energiespeichermodule, die innerhalb eines Strangs hintereinander angeordnet und miteinander verschaltet sind. Diese beiden unmittelbar benachbarten Energiespeichermodule sind entweder über eine Leitung oder zwei Leitungen miteinander verbunden. Jeweils ein Strangende eines Strangs, an dem ein Anschluss und/oder Verbindungspunkt angeordnet ist, ist über mindestens eine Leitung, d. h. eine Leitung oder zwei Leitungen, mit einem Energiespeichermodul des Strangs verbunden.Within a line, the energy storage modules are connected to one another via at least one line, for example only via a single line or a double line or a pair of lines. In an embodiment, this relates to directly adjacent energy storage modules which are arranged one behind the other within a line and interconnected with one another. These two immediately adjacent energy storage modules are connected to one another either via a line or two lines. In each case one strand end of a strand, on which a connection and / or connection point is arranged, is connected via at least one line, i. H. one line or two lines, connected to an energy storage module of the strand.

Es ist möglich, dass das Energiespeichersystem zwei Gruppen bzw. Anordnungen aus jeweils mehreren Strängen aufweist, wobei an jeweils einer Gruppe Phasen einer Elektromaschine anschließbar sind.It is possible for the energy storage system to have two groups or arrangements, each consisting of a plurality of strands, phases of an electric machine being connectable to each group.

Für das vorgestellte Energiespeichersystem wird bspw. mindestens ein als MMSPC-Modul ausgebildeter Strang verwendet, da dieser einen zusätzlichen parallelen Schaltzustand erlaubt.For the energy storage system presented, for example, at least one strand designed as an MMSPC module is used, since this allows an additional parallel switching state.

Ein modularer, für das Energiespeichersystem bspw. vorgesehener Multilevel-Konverter (modular multilevel converter, MMC oder der MMSPC) als der mindestens eine Strang arbeitet nach dem Schema, wonach eine Spannung durch eine dynamisch wechselbare elektrische Schaltungskonfiguration von geladenen Energiespeichereinheiten, bspw. Kondensatoren, Batterien usw., die in den Energiespeichermodulen angeordnet sind, mit den in den Energiespeichermodulen befindlichen elektrischen oder elektronischen Schaltern, eingestellt wird. Diese Energiespeichermodule umfassen elektrische und/oder elektronische Schalter, mit denen in sehr feinen Stufen bestimmte Zustände bzw. Werte des mindestens einen elektrischen Betriebsparameters, bspw. der elektrischen Energie, bereitgestellt werden. Dies unterscheidet sich von einer traditionellen Leistungselektronik, die mit wenigen Leistungsschaltern eine Eingangsspannung oder Ausgangsspannung zwischen wenigen Niveaus umschaltet, um im Mittel einen gewünschten Wert für die Spannung zu erlangen.A modular multilevel converter (MMC or the MMSPC) intended for the energy storage system, for example, as the at least one strand works according to the scheme according to which a voltage is generated by a dynamically changeable electrical circuit configuration of charged energy storage units, for example capacitors, batteries etc., which are arranged in the energy storage modules, with the electrical or electronic switches located in the energy storage modules. These energy storage modules comprise electrical and / or electronic switches with which certain states or values of the at least one electrical operating parameter, for example electrical energy, are provided in very fine stages. This differs from traditional power electronics, which switches an input voltage or output voltage between a few levels with a few circuit breakers in order to achieve an average desired value for the voltage.

Modulare Multilevel-Konverter bestehen in der Regel aus zwei Anteilen, einer Modulart, üblicherweise einer sog. Mikrotopologie, und einer Verschaltung von Energiespeichermodulen, der sogenannten Makrotopologie. Für das Energiespeichersystem sind in Ausgestaltung alle Modularten einsetzbar.Modular multilevel converters generally consist of two parts, a module type, usually a so-called microtopology, and an interconnection of energy storage modules, the so-called macrotopology. In one embodiment, all types of modules can be used for the energy storage system.

Ein elektrischer Wechselstrommotor, bspw. eine Ein- oder Mehrphasenmaschine, wie er bspw. in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug eingesetzt wird, benötigt mindestens einen Umrichter bzw. Wandler, der die Gleichspannung der Batterie oder einer anderen Quelle als Energiespeichersystem in eine Wechselspannung umwandelt. Ein konventioneller Umrichter in einem Fahrzeug verwendet hier sogenannte Brückenschaltungen, die Ausgangsklemmen der Batterie abwechselnd mit einer positiven und negativen Stellung, seltener auch mit einer Null-Stellung der als Gleichspannungsquelle ausgebildeten Batterie verbinden und dabei eine Verweildauer in jeder Stellung bzw. in jedem Zustand so wählen, dass im zeitlichen Mittel die gewünschte Wechselspannung entsteht, wobei eine Pulsweitenmodulation oder eine andere Schaltmodulation zum Einsatz kommt.An electric AC motor, for example a single-phase or multi-phase machine, as is used, for example, in an electrically driven vehicle, requires at least one converter or converter which converts the DC voltage of the battery or another source as an energy storage system into an AC voltage. A conventional converter in a vehicle uses so-called bridge circuits here, which alternately connect the battery output terminals to a positive and negative position, less often to a zero position of the battery designed as a DC voltage source, and so select a dwell time in any position or state that the desired alternating voltage arises on average, using pulse width modulation or another switching modulation.

Allerdings kann sich hierbei u. a. eine Verzerrung und eine daraus reduzierte Spannungsqualität ergeben. Da hochfrequente Schaltflanken hohe Energien elektromagnetisch abstrahlen, können EMV-Probleme auftreten. Durch die Schaltvorgänge sind hohe Energieverluste zu erwarten. Außerdem sind teure Bauelemente zu verwenden, die jeweils für eine vorgesehene Spitzenspannung ausgelegt werden müssen.However, this can a. a distortion and a resulting reduced voltage quality. Since high-frequency switching edges radiate high energies electromagnetically, EMC problems can occur. High energy losses can be expected from the switching operations. In addition, expensive components must be used, each of which must be designed for an intended peak voltage.

Als MMSPC-Module ausgebildete Multilevel-Konverter unterscheiden sich im Allgemeinen von konventionellen Multilevel-Konvertern, bspw. von MMC-Modulen, dadurch, dass ein zusätzlicher Parallel-Zustand als schaltungstechnische Anordnung existiert. Damit kann ein MMSPC-Modul in einem Strang eine nahezu beliebige elektrische seriell-parallele schaltungstechnische Anordnung bzw. Schaltungskonfiguration von modulintegrierten Energiespeichereinheiten erzeugen und diese dynamisch ändern. Ferner steht zumeist auch ein Umgehungszustand (Bypass) zur Verfügung, um bspw. eine Energiespeichereinheit mindestens eines Energiespeichermoduls zu umgehen.Multilevel converters designed as MMSPC modules generally differ from conventional multilevel converters, for example from MMC modules, in that an additional parallel state exists as a circuit arrangement. An MMSPC module can thus generate almost any electrical serial-parallel circuit arrangement or circuit configuration of module-integrated energy storage units in a line and change them dynamically. Furthermore, a bypass state is usually also available, for example to bypass an energy storage unit of at least one energy storage module.

Je nach Modultyp kann eine zeitweise Serienverschaltung der modulintegrierten Energiespeichereinheiten in nur einer Polarität oder in beiden Polaritäten ermöglicht werden.Depending on the module type, a temporary series connection of the module-integrated energy storage units can be made possible in only one polarity or in both polarities.

Ein Multilevel-Konverter, bspw. ein Neutral-Point-Clamped-Inverter, ein M2C oder ein M2SPC, als mögliche Komponente einer Ausführungsform des Energiespeichersystems erlaubt, die Ausgangsspannung in kleinen Stufen zu erzeugen. Außerdem ist es möglich, Verzerrungen sogar unter einen Messbereich üblicher Messgeräte zu verringern.A multilevel converter, for example a neutral point clamped inverter, an M2C or an M2SPC, as a possible component of an embodiment of the energy storage system allows the output voltage to be generated in small steps. It is also possible to reduce distortion even under a measuring range of conventional measuring devices.

Eine Schaltfrequenz eines als Halbleiter ausgebildeten Schalters des Multilevel-Konverters des Energiespeichersystems entspricht nur einem Bruchteil einer effektiven Schaltfrequenz eines üblichen Umrichters, wodurch geringere Energieverluste entstehen. A switching frequency of a switch in the form of a semiconductor of the multilevel converter of the energy storage system corresponds to only a fraction of an effective switching frequency of a conventional converter, which results in lower energy losses.

Eine Modularisierung des Multilevel-Konverters in eine hohe Zahl von gleichartigen Niederspannungsbaugruppen und/oder Niederspannungsbaumodulen als Elemente des Energiespeichersystems ermöglicht selbst bei geringen Stückzahlen an Multilevel-Konvertern sehr hohe Stückzahlen an Elementen und die Nutzung der Preisvorteile von derartigen Elementen, die bspw. für die Unterhaltungselektronik in großer Stückzahl produziert werden.A modularization of the multilevel converter into a large number of similar low-voltage assemblies and / or low-voltage building modules as elements of the energy storage system enables very large numbers of elements, even with small numbers of multilevel converters, and the use of the price advantages of such elements, for example for consumer electronics be produced in large numbers.

Bei einem als M2SPC ausgebildeten und/oder zu bezeichnenden Multilevel-Konverter zum Umsetzen einer Multilevel-Technologie bei einer Ausführungsform des Energiespeichersystems werden Energiespeichermodule mit je einer Energiespeichereinheit verwendet, wobei eine elektrische Verschaltung bzw. schaltungstechnische Anordnung, bspw. seriell, parallel, als Bypass usw., von benachbarten Energiespeichermodulen während des Betriebs des Energiespeichersystems dynamisch und sehr frei verändert werden kann. Eine Ausgangsspannung wird somit durch eine sich dynamisch wandelnde Serien- bzw. Reihenschaltung, Parallelschaltung und/oder Bypassschaltung als schaltungstechnische Anordnung der Energiespeichereinheiten der Energiespeichermodule erzeugt.In the case of a multilevel converter designed and / or to be referred to as an M2SPC for implementing multilevel technology in one embodiment of the energy storage system, energy storage modules with one energy storage unit each are used, with an electrical connection or circuitry arrangement, for example serially, in parallel, as a bypass, etc ., Can be changed dynamically and very freely by neighboring energy storage modules during the operation of the energy storage system. An output voltage is thus generated by a dynamically changing series or series connection, parallel connection and / or bypass circuit as a circuit arrangement of the energy storage units of the energy storage modules.

Ein serieller und paralleler modularer Multilevel-Konverter (Modular Multilevel Series/Parallel Converter, M2SPC) ist mit dem modular Multilevel-Konverter (Modular Multi-Level-Converter, M2C) und dem schaltbaren Kondensatorkonverter (Switched Capacitor Converter) verwandt, wobei mit dem modularen seriellen und parallelen Multilevel-Konverter ohne weiteren Bedarf an Silizium ein zusätzlicher paralleler Schaltzustand erreicht werden kann. Dieser weist mehrere benachbart angeordnete gleichartige Energiespeichermodule auf, die unter Verschiebung einer Grenze für eine energiespeicher-modulübergreifende Verschaltung bzw. schaltungstechnische Anordnung unterschiedliche Möglichkeiten der Modularisierung ermöglicht.A serial and parallel modular multilevel converter (Modular Multilevel Series / Parallel Converter, M2SPC) is related to the modular multilevel converter (Modular Multi-Level-Converter, M2C) and the switchable capacitor converter (Switched Capacitor Converter), whereby with the modular serial and parallel multilevel converter an additional parallel switching state can be achieved without further need for silicon. This has a plurality of energy storage modules of the same type which are arranged adjacent to one another and which, by shifting a limit for an interconnection or arrangement in terms of circuitry that spans energy storage modules, enables different possibilities of modularization.

Eine Möglichkeit zur Bildung einer dynamisch rekonfigurierbaren AC-Batterie als möglichem elektrischem Energiespeichersystem sind eine kaskadierte Leistungselektronik und/oder modulare Multilevel-Konverter.Cascaded power electronics and / or modular multilevel converters are one way of forming a dynamically reconfigurable AC battery as a possible electrical energy storage system.

In der Regel ist das mindestens eine elektrische Energiespeichersystem an mindestens einer Elektromaschine, die zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildet ist, anschließbar und/oder angeschlossen.As a rule, the at least one electrical energy storage system can be connected and / or connected to at least one electrical machine which is designed to drive the vehicle.

Das Fahrzeug weist mindestens ein Rad und/oder mindestens eine Achse auf, dem die mindestens eine Elektromaschine zugeordnet ist, die mit dem mindestens einen Energiespeichersystem verbunden und/oder verbindbar ist. Dabei ist bzw. sind dem mindestens einen Rad und/oder der mindestens einen Achse entweder eine Elektromaschine oder mehrere Elektromaschinen zum Antreiben zugeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass die mindestens eine Elektromaschine, mehreren Rädern, bspw. Rädern einer Achse und/oder Rädern unterschiedlicher Achsen zu deren Antrieb zugeordnet ist.The vehicle has at least one wheel and / or at least one axle, to which the at least one electric machine is assigned, which is connected and / or connectable to the at least one energy storage system. In this case, the at least one wheel and / or the at least one axle is or are assigned either an electric machine or a plurality of electric machines for driving. However, it is also possible for the at least one electric machine to be assigned to a plurality of wheels, for example wheels of one axle and / or wheels of different axles for driving them.

Ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, bspw. ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, umfasst zum Antrieb ein stabilisierendes System von zwei bis vier unabhängig kontrollierbaren Elektromaschinen bzw. Elektromotoren. Somit sind mindestens zwei Elektromaschinen voneinander unabhängig kontrollierbar und durch mindestens eine Ausführungsform des Energiespeichersystems mit elektrischer Energie zu versorgen.An electrically driven motor vehicle, for example an electric or hybrid vehicle, comprises a stabilizing system of two to four independently controllable electric machines or electric motors for driving. At least two electrical machines can thus be controlled independently of one another and supplied with electrical energy by at least one embodiment of the energy storage system.

Eine Ausführungsform des Energiespeichersystems weist mehrere Stränge mit mehreren hintereinander angeordneten elektrischen Energiespeichermodulen auf. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Stellung von mindestens einem Schalter innerhalb eines Strangs verändert, wobei mindestens zwei Energiespeichermodule aus mindestens einem Strang zueinander in Reihe, parallel und/oder als Bypass geschaltet bzw. angeordnet werden, wobei ein Wert der elektrischen Energie, die der mindestens einen Phase bereitgestellt wird, bspw. dynamisch variiert wird.One embodiment of the energy storage system has a plurality of strands with a plurality of electrical energy storage modules arranged one behind the other. In one embodiment of the method, a position of at least one switch within a string is changed, at least two energy storage modules from at least one string being connected or arranged in series with one another, in parallel and / or as a bypass, a value of the electrical energy which the at least one phase is provided, for example dynamically varied.

Üblicherweise wird eine Stellung von mindestens einem Schalter innerhalb mindestens eines Strangs eingestellt, bspw. verändert, wobei eine schaltungstechnische Anordnung von mindestens zwei Energiespeichereinheiten innerhalb des mindestens einen Strangs relativ zueinander eingestellt und/oder beeinflusst wird, wobei ein Wert der elektrischen Energie, die der mindestens einen Phase aus dem mindestens einen Strang bereitgestellt wird, abhängig von der jeweils eingestellten schaltungstechnischen Anordnung bspw. dynamisch eingestellt und/oder variiert wird.Usually, a position of at least one switch within at least one line is set, for example changed, a circuitry arrangement of at least two energy storage units within the at least one line being set and / or influenced relative to one another, with a value of the electrical energy that the at least one a phase from which at least one strand is provided, for example dynamically adjusted and / or varied depending on the circuit arrangement that is set in each case.

Die mindestens zwei Energiespeichereinheiten, deren schaltungstechnische Anordnung relativ zueinander eingestellt und/oder beeinflusst wird, werden zueinander in Reihe bzw. seriell, parallel und/oder als Bypass geschaltet.The at least two energy storage units, the circuit arrangement of which is set and / or influenced relative to one another, are connected to one another in series or in series, in parallel and / or as a bypass.

Der mindestens eine Schalter, dessen Stellung verändert wird, ist in mindestens einem ersten Energiespeichermodul des mindestens einen Strangs angeordnet. Mindestens eine Energiespeichereinheit der mindestens zwei Energiespeichereinheiten, deren schaltungstechnische Anordnung von dem mindestens einen Schalter relativ zueinander eingestellt wird, ist ebenfalls in dem mindestens einen ersten Energiespeichermodul des mindestens einen Strangs angeordnet.The at least one switch, the position of which is changed, is in at least one arranged first energy storage module of the at least one strand. At least one energy storage unit of the at least two energy storage units, the circuit arrangement of which is set relative to one another by the at least one switch, is likewise arranged in the at least one first energy storage module of the at least one strand.

Alternativ ist die mindestens eine Energiespeichereinheit der mindestens zwei Energiespeichereinheiten, deren schaltungstechnische Anordnung von dem mindestens einen Schalter in dem mindestens einen Strang relativ zueinander eingestellt wird, in dem mindestens einem zweiten Energiespeichermodul des mindestens einen Strangs, das sich von dem mindestens einen ersten Energiespeichermodul unterscheidet, angeordnet.Alternatively, the at least one energy storage unit of the at least two energy storage units, the circuit arrangement of which is set relative to one another by the at least one switch in the at least one strand, is in the at least one second energy storage module of the at least one strand, which differs from the at least one first energy storage module, arranged.

Somit ist es möglich, dass der mindestens eine Schalter innerhalb des mindestens einen ersten Energiespeichermoduls in einer Stellung mindestens zwei Energiespeichereinheiten innerhalb des mindestens einen Energiespeichermoduls zueinander parallel, seriell und/oder als Bypass schaltet. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass der mindestens eine Schalter innerhalb des mindestens einen ersten Energiespeichermoduls mindestens eine Energiespeichereinheit innerhalb des mindestens einen ersten Energiespeichermoduls sowie mindestens eine Energiespeichereinheit innerhalb mindestens eines zweiten Energiespeichermoduls, das sich von dem mindestens einen ersten Energiespeichermodul unterscheidet, zueinander parallel, in Serie und/oder als Bypass schaltet. Es ist ebenfalls denkbar, dass der mindestens eine Schalter innerhalb des mindestens einen ersten Energiespeichermoduls mindestens zwei Energiespeichereinheiten innerhalb des mindestens einen zweiten Energiespeichermoduls zueinander parallel, in Serie und/oder als Bypass schaltet bzw. anordnet.It is thus possible for the at least one switch within the at least one first energy storage module in one position to switch at least two energy storage units within the at least one energy storage module in parallel, in series and / or as a bypass. Alternatively or additionally, it is possible for the at least one switch within the at least one first energy storage module to have at least one energy storage unit within the at least one first energy storage module and at least one energy storage unit within at least one second energy storage module that differs from the at least one first energy storage module in parallel with one another. switches in series and / or as a bypass. It is also conceivable that the at least one switch within the at least one first energy storage module switches or arranges at least two energy storage units within the at least one second energy storage module in parallel, in series and / or as a bypass.

Folglich ist es möglich, dass der mindestens eine Schalter, üblicherweise mehrere Schalter, in Abhängigkeit einer jeweiligen Stellung schalttechnische Anordnungen von mindestens zwei Energiespeichereinheiten innerhalb eines Energiespeichermoduls und/oder innerhalb unterschiedlicher Energiespeichermodule und demnach energiespeichermodulübergreifend einstellt. Üblicherweise beeinflussen mehrere Schalter innerhalb des mindestens einen Strangs in Abhängigkeit von einer jeweiligen Stellung eines jeweiligen Schalters schaltungstechnische Anordnungen mehrerer Energiespeichereinheiten innerhalb des mindestens einen Strangs.Consequently, it is possible for the at least one switch, usually a plurality of switches, to set circuitry arrangements of at least two energy storage units within one energy storage module and / or within different energy storage modules and accordingly across energy storage modules, depending on a respective position. Usually, a plurality of switches within the at least one strand influence circuit-related arrangements of a plurality of energy storage units within the at least one strand as a function of a respective position of a respective switch.

Ein MMC-basiertes Energiespeichersystem bzw. Batteriesystem als Wechselstromquelle (AC) umfasst für jede Phase einen Strang an Energiespeichermodulen für die anzutreibenden Elektromaschinen. Eine Länge eines jeweiligen Strangs und/oder eine Anzahl an in Reihe geschalteten Energiespeichermodulen ist durch eine maximale Ausgangsspannung festgelegt. Daraus kann für eine Vielzahl an elektrischen Lasten, bspw. an Elektromaschinen, eine große Anzahl an Energiespeichermodulen resultieren. Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten die Vielzahl an elektrischen Lasten, bspw. an Elektromaschinen, bspw. an Wechselstrommaschinen, zu verbinden und dabei die Anzahl an Energiespeichermodulen gering zu halten, wobei ein einziges MMC-basiertes Energiespeichersystem verwendet wird. Außerdem ist hierbei zwischen einzelnen Strängen zum Versorgen mehrerer elektrischer Lasten, bspw. mehrerer Elektromaschinen, eine Übertragung elektrischer Energie möglich.An MMC-based energy storage system or battery system as an alternating current source (AC) comprises a string of energy storage modules for the electrical machines to be driven for each phase. A length of a respective string and / or a number of energy storage modules connected in series is determined by a maximum output voltage. This can result in a large number of energy storage modules for a large number of electrical loads, for example on electrical machines. There are different possibilities to connect the large number of electrical loads, for example on electrical machines, for example on AC machines, and to keep the number of energy storage modules low, using a single MMC-based energy storage system. In addition, transmission of electrical energy is possible between individual strings for supplying several electrical loads, for example several electrical machines.

Das Energiespeichersystem weist in Ausgestaltung bspw. nur einen Satz Ausgänge (single output) für alle elektrischen Lasten, bspw. Elektromaschinen, auf, die dabei parallel verbunden sind. Falls das Energiespeichersystem zwei Sätze an Ausgängen (dual output) oder mehrere derartige Sätze aufweist, ist es möglich, jeweils eine Elektromaschine, mit jeweils einem unterschiedlichen Satz an Ausgängen zu verbinden.In one embodiment, the energy storage system has, for example, only one set of outputs (single output) for all electrical loads, for example electrical machines, which are connected in parallel. If the energy storage system has two sets of outputs (dual output) or several such sets, it is possible to connect one electric machine each to a different set of outputs.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.

  • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichersystems.
  • 2 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichersystems.
  • 3 zeigt in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichersystems.
  • 4 zeigt in schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichersystems.
  • 5 zeigt in schematischer Darstellung eine fünfte Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichersystems.
  • 6 zeigt in schematischer Darstellung eine sechste Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichersystems.
  • 7 zeigt in schematischer Darstellung eine siebte Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichersystems unter Berücksichtigung von zwei möglichen Varianten für Anschlussmöglichkeiten von elektrischen Lasten an dieses Energiespeichersystem.
  • 8 zeigt in schematischer Darstellung eine achte Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichersystems.
  • 9 zeigt in schematischer Darstellung verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung.
  • 10 zeigt in schematischer Darstellung verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit jeweiligen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektrischen Anordnung.
  • 11 zeigt in schematischer Darstellung erste Beispiele für Energiespeichermodule.
  • 12 zeigt in schematischer Darstellung zweite Beispiele für Energiespeichermodule.
  • 13 zeigt in schematischer Darstellung weitere Beispiele für Ausführungen des Energiespeichersystems.
  • 14 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Beispiel für eine Betriebsweise einer Ausführungsform des elektrischen Energiespeichersystems.
  • 15 zeigt in schematischer Darstellung ein zweites Beispiel für eine Betriebsweise einer Ausführungsform des elektrischen Energiespeichersystems
The invention is illustrated schematically in the drawings using embodiments and is described schematically and in detail with reference to the drawings.
  • 1 shows a schematic representation of a first embodiment of an electrical energy storage system.
  • 2 shows a schematic representation of a second embodiment of an electrical energy storage system.
  • 3 shows a schematic representation of a third embodiment of an electrical energy storage system.
  • 4 shows a schematic representation of a fourth embodiment of an electrical energy storage system.
  • 5 shows a schematic representation of a fifth embodiment of an electrical energy storage system.
  • 6 shows a schematic representation of a sixth embodiment of an electrical energy storage system.
  • 7 shows a schematic representation of a seventh embodiment of an electrical energy storage system, taking into account two possible variants for connecting electrical loads to this energy storage system.
  • 8th shows a schematic representation of an eighth embodiment of an electrical energy storage system.
  • 9 shows a schematic representation of various embodiments of the arrangement according to the invention.
  • 10 shows a schematic representation of various embodiments of the vehicle according to the invention with respective embodiments of the electrical arrangement according to the invention.
  • 11 shows a schematic representation of first examples of energy storage modules.
  • 12 shows a schematic representation of second examples of energy storage modules.
  • 13 shows a schematic representation of further examples of designs of the energy storage system.
  • 14 shows a schematic representation of a first example of an operating mode of an embodiment of the electrical energy storage system.
  • 15 shows a schematic representation of a second example of an operating mode of an embodiment of the electrical energy storage system

Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet.The figures are described coherently and comprehensively, the same components are assigned the same reference numerals.

Jede der in den 1 bis 8 vorgestellten Ausführungsformen des elektrischen Energiespeichersystems 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8 ist als Energiespeichersystem 2-1, 2-2, 2-3, 2–4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8 einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ausgestaltet und/oder verwendbar.Each of the in the 1 to 8th presented embodiments of the electrical energy storage system 2-1 . 2-2 . 2-3 . 2-4 . 2-5 . 2-6 . 2-7 . 2-8 is as an energy storage system 2-1 . 2-2 . 2-3 . 2-4 . 2-5 . 2-6 . 2-7 . 2-8 an embodiment of the arrangement according to the invention designed and / or usable.

Die in 1 schematisch dargestellte erste Ausführungsform des elektrischen Energiespeichersystems 2-1 umfasst hier drei Stränge 4-1a, 4-1b, 4-1c, wobei jeder Strang 4-1a, 4-1b, 4-1c mehrere, hier jeweils vier Energiespeichermodule 6-1a, 6-1b bzw. 6-1c mit jeweils einer Energiespeichereinheit und mindestens zwei Schaltern aufweist, die innerhalb eines jeweiligen Strangs 4-1a, 4-1b bzw. 4-1c hintereinander angeordnet sind und deren von dem jeweiligen Energiespeichermodul 6-1a, 6-1b, 6-1c umfassten Energiespeichereinheiten in Reihe und/oder parallel zueinander geschaltet und über Leitungen miteinander verbunden sind, wobei hier in Ausgestaltung jeweils zwei unmittelbar benachbarte Energiespeichermodule 6-1a, 6-1b, 6-1c eines Strangs 4-1a, 4-1b, 4-1c über jeweils einen Abschnitt eines Paars Leitungen verbunden sind. Jeder Strang 4-1a, 4-1b, 4-1c weist zwei Strangenden auf, wobei an jeweils einem Strangende ein Abschnitt eines Paars Leitungen endet, der dieses Strangende mit einem äußeren Energiespeichermodul 6-1a, 6-1b, 6-1c des jeweiligen Strangs 4-1a, 4-1b, 4-1c verbindet. Jedes Energiespeichermodul 6-1a, 6-1b bzw. 6-1c umfasst in der Regel mindestens eine Energiespeichereinheit, bspw. eine Batterie oder einen Kondensator, und mindestens zwei Leistungsschalter, insbesondere Leistungshalbleiterschalter.In the 1 schematically illustrated first embodiment of the electrical energy storage system 2-1 comprises three strands here 4-1a . 4-1b . 4-1c , each strand 4-1a . 4-1b . 4-1c several, here four energy storage modules each 6-1a . 6-1b respectively. 6-1c each with an energy storage unit and at least two switches, which are within a respective strand 4-1a . 4-1b respectively. 4-1c are arranged one behind the other and by the respective energy storage module 6-1a . 6-1b . 6-1c comprised energy storage units connected in series and / or in parallel to one another and connected to one another via lines, in which case in each case two immediately adjacent energy storage modules 6-1a . 6-1b . 6-1c of a strand 4-1a , 4-1b, 4-1c are connected via a section of a pair of lines. Every strand 4-1a . 4-1b . 4-1c has two strand ends, a section of a pair of lines ending at each strand end, this end of the strand with an outer energy storage module 6-1a . 6-1b . 6-1c of the respective strand 4-1a . 4-1b . 4-1c combines. Any energy storage module 6-1a . 6-1b respectively. 6-1c usually comprises at least one energy storage unit, for example a battery or a capacitor, and at least two power switches, in particular power semiconductor switches.

Außerdem sind die drei Stränge 4-1a, 4-1b, 4-1c hier je nach Definition ring- bzw. kreisförmig zueinander geschaltet und/oder angeordnet, wobei die Energiespeichermodule 6-1a, 6-1b, 6-1c aller drei Stränge 4-1a, 4-1b, 4-1c einen geschlossenen Ring bzw. Kreis bilden, in dem die Stränge 4-1a, 4-1b, 4-1c sowie deren Energiespeichermodule 6-1a, 6-1b, 6-1c umlaufend in Reihe und/oder parallel zueinander geschaltet sind. Dabei sind jeweils Strangenden von zwei unmittelbar benachbarten Strängen 4-1a, 4-1b, 4-1c jeweils an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-1a, 10-1b, 10-1c miteinander verbunden, wobei an jedem Verbindungspunkt 10-1a, 10-1b, 10-1c ein Anschluss 8-1a, 8-1b, 8-1c angeordnet ist. In diesem Fall weisen ein erster und zweiter Strang 4-1a, 4-1b an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-1a einen gemeinsamen Anschluss 8-1a, der zweite und ein dritter Strang 4-1b, 4-1c an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-1b einen gemeinsamen Anschluss 8-1b und der erste sowie dritte Strang 4-1a, 4-1c an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-1c einen gemeinsamen Anschluss 8-1c auf. Dabei ist an jedem Anschluss 8-1a, 8-1b, 8-1c jeweils eine Phase U, V, W von mindestens zwei dreiphasigen Elektromaschinen anschließbar.In addition, the three strands 4-1a . 4-1b . 4-1c Here, depending on the definition, connected and / or arranged to one another in a ring or circle, the energy storage modules 6-1a . 6-1b . 6-1c of all three strands 4-1a . 4-1b . 4-1c form a closed ring or circle in which the strands 4-1a . 4-1b . 4-1c as well as their energy storage modules 6-1a . 6-1b . 6-1c are circumferentially connected in series and / or parallel to one another. In each case, there are strand ends of two immediately adjacent strands 4-1a . 4-1b . 4-1c each at a common connection point 10-1a . 10-1b . 10-1c connected to each other, at each connection point 10-1a . 10-1b , 10-1c a connector 8-1a . 8-1b . 8-1c is arranged. In this case, a first and a second strand 4-1a . 4-1b at a common connection point 10-1a a common connection 8-1a , the second and a third strand 4-1b . 4-1c at a common connection point 10-1b a common connection 8-1b and the first and third strand 4-1a . 4-1c at a common connection point 10-1c a common connection 8-1c on. There is at every connection 8-1a . 8-1b . 8-1c one phase each U . V . W connectable by at least two three-phase electrical machines.

Hierbei ist es möglich, dass an jedem Anschluss 8-1a, 8-1b, 8-1c die Phasen U, V, W mehrerer Elektromaschinen anschließbar sind. In diesem Fall ist bspw. an dem ersten Anschluss 8-1a jeweils eine erste Phase U dieser Elektromaschinen, an dem zweiten Anschluss 8-1a jeweils eine zweite Phase V dieser Elektromaschinen und an dem dritten Anschluss 8-1c jeweils eine dritte Phase U dieser Elektromaschinen anschließbar sowie mit elektrischer Energie versorgbar.It is possible that at each connection 8-1a . 8-1b . 8-1c the phases U . V . W several electrical machines can be connected. In this case it is at the first connection, for example 8-1a a first phase each U of these electrical machines, on the second connection 8-1a a second phase each V of these electrical machines and at the third connection 8-1c a third phase each U of these electrical machines can be connected and supplied with electrical energy.

Die zweite Ausführungsform des elektrischen Energiespeichersystems 2-2 ist in 2a schematisch dargestellt.The second embodiment of the electrical energy storage system 2-2 is in 2a shown schematically.

2b sowie die nachfolgenden 3b, 4b, 5b, 6b zeigen hier jeweils ein Diagramm mit einer Abszisse 14 und einer Ordinate 16. Dabei ist entlang der Abszisse 14 bzw. über einen ersten Spannungsvektor eine erste Spannung uα unter einem ersten Winkel bzw. Phasenwinkel α aufgetragen. Darüber ist entlang der Ordinate 16 eine bspw. über einen zweiten Spannungsvektor eine zweite Spannung uβ unter einem zweiten Winkel bzw. Phasenwinkel β aufgetragen. Dabei zeigt jedes Diagramm einen ersten eckigen Arbeitsbereich 20-2, 20-3, 20-4, 20-5, 20-6 für eine Spannung eines Stators einer Elektromaschine 18-3a, 18-3b, 184a, 18-4b, 18-5a, 18-5b, 18-6a, 18-6b, der entweder durch vier oder sechs Eckpunkte begrenzt ist und alle möglichen Spannungen für Wicklungen des Stators einer jeweiligen Elektromaschine 18-3a, 18-3b, 184a, 18-4b, 18-5a, 18-5b, 18-6a, 18-6b umfasst. Dabei umschließt jeweils ein Arbeitsbereich 20-2, 20-3, 204, 20-5, 20-6 in allen Fällen einen zweiten kreisförmigen Arbeitsbereich 22-2, 22-3, 22-4, 22-5, 22-6 für das höchstmögliche gleichmäßige Drehmoment der jeweiligen Elektromaschine 18-3a, 18-3b, 184a, 18-4b, 18-5a, 18-5b, 18-6a, 18-6b. Hierbei ist jeweils eine Elektromaschine 18-3a, 18-3b, 184a, 18-4b, 18-5a, 18-5b, 18-6a, 18-6b unabhängig von einer anderen Elektromaschine 18-3a, 18-3b, 184a, 184b, 18-5a, 18-5b, 18-6a, 18-6b, die mit einem jeweiligen Energiespeichersystem 2-2, 2-3, 2–4, 2-5, 2-6 verbunden ist, kontrollierbar. 2 B as well as the following 3b . 4b . 5b . 6b each show a diagram with an abscissa 14 and an ordinate 16 , It is along the abscissa 14 or a first voltage via a first voltage vector u α at a first angle or phase angle α applied. Above is along the ordinate 16 a second voltage via a second voltage vector, for example u β at a second angle or phase angle β applied. Each diagram shows a first square work area 20-2 . 20-3 . 20-4 . 20-5 . 20-6 for a voltage of a stator of an electric machine 18-3a . 18-3b . 184a . 18-4b . 18-5a . 18-5b . 18-6a . 18-6b , which is limited by either four or six corner points and all possible voltages for windings of the stator of a respective electric machine 18-3a . 18-3b . 184a . 18-4b . 18-5a . 18-5b . 18-6a . 18-6b includes. Each encloses a work area 20-2 . 20-3 . 204 . 20-5 . 20-6 in all cases a second circular work area 22-2 . 22-3 . 22-4 . 22-5 . 22-6 for the highest possible uniform torque of the respective electric machine 18-3a . 18-3b . 184a . 18-4b . 18-5a . 18-5b . 18-6a . 18-6b , Here is an electric machine 18-3a . 18-3b . 184a . 18-4b . 18-5a . 18-5b . 18-6a . 18-6b independent of another electric machine 18-3a . 18-3b . 184a . 184b . 18-5a . 18-5b . 18-6a . 18-6b with a respective energy storage system 2-2 . 2-3 . 2-4 . 2-5 . 2-6 connected, controllable.

Die in 2a schematisch dargestellte zweite Ausführungsform des elektrischen Energiespeichersystems 2-2 umfasst hier drei Stränge 4-2a, 4-2b, 4-2c, wobei jeder Strang 4-2a, 4-2b, 4-2c mehrere, hier jeweils vier Energiespeichermodule 6-2a, 6-2b, 6-2c mit jeweils einer Energiespeichereinheit und mindestens zwei Schaltern aufweist, die innerhalb eines jeweiligen Strangs 4-2a, 4-2b, 4-2c hintereinander angeordnet und deren Energiespeichereinheiten je nach Stellung und/oder Konfiguration der hier vorgesehenen Schalter unter Bereitstellung einer vorgesehenen schaltungstechnischen Anordnung zueinander in Reihe und/oder parallel geschaltet und über Leitungen miteinander verbunden sind. Jeder Strang 4-2a, 4-2b, 4-2c weist zwei Strangenden auf, wobei ein erstes Strangende jeweils eines Strangs 4-2a, 4-2b, 4-2c hier je nach Definition als zentrales Strangende ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Ein zweites Strangende jeweils eines Strangs 4-2a, 4-2b, 4-2c ist hier je nach Definition als periphäres Strangende ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Die beiden Strangenden eines jeweiligen Strangs 4-2a, 4-2b, 4-2c sind hier in Ausgestaltung über mehrere Abschnitte eines Paars Leitungen, die auch die hintereinander angeordneten und miteinander verschalteten Energiespeichermodule 6-2a, 6-2b, 6-2c miteinander verbinden, verbunden.In the 2a schematically illustrated second embodiment of the electrical energy storage system 2-2 comprises three strands here 4-2a . 4-2b . 4-2c , each strand 4-2a . 4-2b . 4-2c several, here four energy storage modules each 6-2a . 6-2b , 6-2c each with an energy storage unit and at least two switches, which are within a respective strand 4-2a . 4-2b . 4-2c Arranged one behind the other and whose energy storage units, depending on the position and / or configuration of the switches provided here, are connected to one another in series and / or in parallel and provide a circuitry arrangement and are connected to one another via lines. Every strand 4-2a . 4-2b . 4-2c has two strand ends, a first strand end of each strand 4-2a . 4-2b . 4-2c Here, depending on the definition, it is designed and / or to be designated as the central strand end. A second strand end of each strand 4-2a . 4-2b . 4-2c depending on the definition, it is designed and / or designated as a peripheral strand end. The two strand ends of a respective strand 4-2a . 4-2b . 4-2c are here in an embodiment over several sections of a pair of lines, which also the energy storage modules arranged one behind the other and interconnected 6-2a . 6-2b . 6-2C connect with each other, connected.

Außerdem sind die drei Stränge 4-2a, 4-2b, 4-2c hier sternförmig geschaltet und/oder angeordnet. Dabei sind die zentralen Strangenden sowie Abschnitte eines jeweiligen Paars Leitungen der drei Stränge 4-2a, 4-2b, 4-2c an einem zentralen Verbindungspunkt 10-2 miteinander verbunden. An jeweils einem dem zentralen Strangende entgegengesetzten periphären Strangende jeweils eines Strangs 4-2a, 4-2b, 4-2c ist hier ein Anschluss 8-2a, 8-2b, 8-2c angeordnet. Dabei ist auch hier an jedem Anschluss 8-2a, 8-2b, 8-2c eine Phase U, V, W mindestens einer Elektromaschine anschließbar.In addition, the three strands 4-2a . 4-2b . 4-2c here switched in a star shape and / or arranged. The central strand ends and sections of a respective pair are lines of the three strands 4-2a . 4-2b . 4-2c at a central connection point 10-2 connected with each other. At each of the peripheral strand ends opposite one of the central strand ends 4-2a . 4-2b . 4-2c here is a connection 8-2a . 8-2b . 8-2c arranged. Here, too, is at every connection 8-2a . 8-2b . 8-2c a phase U . V . W at least one electric machine can be connected.

Diesbezüglich wird auch auf den in dem Diagramm aus 2b gezeigten regelmäßig sechseckigen ersten Arbeitsbereich 20-2 verwiesen, der hier einen kreisförmigen zweiten Arbeitsbereich 22-2 umhüllt. Bei einem Betrieb des Energiespeichersystems 2-2 werden dessen Stränge 4-2a, 4-2b und 4-2c gleichmäßig bzw. gleich entladen. Die Stränge 4-2a, 4-2b, 4-2c, bspw. deren Betriebsparameter, wie bspw. ein Ladezustand der von den jeweiligen Strängen umfassten Energiespeichermodule, sind unabhängig voneinander kontrollierbar und somit unabhängig voneinander zu steuern bzw. steuerbar und/oder zu regeln bzw. regelbar. Dabei sind Werte der Spannung je nach Stellung der Schalter variierbar.In this regard, reference is also made to that in the diagram 2 B regularly shown hexagonal first work area 20-2 referenced here a circular second work area 22-2 envelops. When operating the energy storage system 2-2 become its strands 4-2a . 4-2b and 4-2c evenly or unloaded. The strands 4-2a . 4-2b . 4-2c , for example. Their operating parameters, such as, for example, a state of charge of the energy storage modules comprised by the respective strings, can be checked independently of one another and thus can be controlled and / or regulated and / or regulated independently of one another. The voltage values can be varied depending on the position of the switches.

Die dritte in 3a gezeigte Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-3 umfasst hier vier Stränge 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d, wobei jeder Strang 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d mehrere, hier jeweils vier Energiespeichermodule 6-3a, 6-3b, 6-3c, 6-3d aufweist, die innerhalb eines jeweiligen Strangs 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d hintereinander angeordnet und verschaltet und über Abschnitte von Leitungen miteinander verbunden sind. Jeder Strang 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d weist zwei Strangenden auf, wobei auch hier jeweils ein Strangende mit einem Energiespeichermodul 6-3a, 6-3b, 6-3c, 6-3d verbunden ist. Dabei weist jedes Energiespeichermodul 6-3a, 6-3b, 6-3c, 6-3d mindestens eine Energiespeichereinheit und mindestens zwei Schalter auf. Ein erstes Strangende jeweils eines Strangs 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d ist hier je nach Definition als zentrales Strangende ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Ein zweites entgegengesetzt angeordnetes Strangende jeweils eines Strangs 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d ist hier je nach Definition als periphäres Strangende ausgebildet und/oder zu bezeichnen.The third in 3a shown embodiment of the energy storage system 2-3 here comprises four strands 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d , each strand 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d several, here four energy storage modules each 6-3a . 6-3B . 6-3c . 6-3d has that within a respective strand 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d Arranged one behind the other and connected and connected to each other via sections of lines. Every strand 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d has two strand ends, here also one strand end each with an energy storage module 6-3a . 6-3B . 6-3c . 6-3d connected is. Each energy storage module shows 6-3a . 6-3B . 6-3c . 6-3d at least one energy storage unit and at least two switches. A first strand end of each strand 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d Depending on the definition, it is designed and / or designated as the central strand end. A second oppositely arranged strand end of each strand 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d depending on the definition, it is designed and / or designated as a peripheral strand end.

Die vier Stränge 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d sind hier sternförmig geschaltet und/oder angeordnet. Dabei sind die zentralen Strangenden aller vier Stränge 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d und/oder Abschnitte von Leitungen, die jeweils an einem zentralen Strangende eines jeweiligen Strangs 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d enden, an einem zentralen Verbindungspunkt 10-3 miteinander verbunden. An jeweils einem periphären Strangende jeweils eines Strangs 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d ist hier ein für jeden der vier Stränge 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d eigener bzw. spezifischer Anschluss 8-3a, 8-3b, 8-3c, 8-3d angeordnet. Außerdem sind hier die zentralen Strangenden aller vier Stränge 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d bzw. die Abschnitte der Leitungen eines jeweiligen Strangs 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d an dem gemeinsamen zentralen Verbindungspunkt 10-3 miteinander verbunden, wobei an diesem Verbindungspunkt 10-3 ein für alle vier Stränge 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d gemeinsamer Anschluss 8-3e angeordnet ist.The four strands 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d are connected and / or arranged in a star shape here. The central strand ends are all four strands 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d and / or sections of lines, each at a central strand end of a respective strand 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d end at a central connection point 10-3 connected with each other. At each end of a peripheral strand of a strand 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d here is one for each of the four strands 4-3a . 4-3b . 4-3C , 4-3d own or specific connection 8-3A . 8-3b . 8-3c . 8-3d arranged. In addition, here are the central strand ends of all four strands 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d or the sections of the lines of a respective strand 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d at the common central connection point 10-3 connected to each other, at this connection point 10-3 one for all four strands 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d common connection 8-3e is arranged.

Wie 3a weiterhin zeigt, sind an dem Energiespeichersystem 2-3 zwei Elektromaschinen 18-3a, 18-3b als Beispiele für elektrische Lasten angeschlossen, wobei jede Elektromaschine 18-3a, 18-3b hier drei Phasen U, V, W aufweist.How 3a continues to show are on the energy storage system 2-3 two electric machines 18-3a . 18-3b connected as examples of electrical loads, each electrical machine 18-3a . 18-3b here three phases U . V . W having.

Dabei ist vorgesehen, dass eine erste Phase U der ersten Elektromaschine 18-3a über eine Leitung an dem Anschluss 8-3d des periphären Strangendes des vierten Strangs 4-3d angeschlossen ist. Eine zweite Phase V der ersten Elektromaschine 18-3a ist über eine Leitung an dem Anschluss 8-3a des periphären Strangendes des ersten Strangs 4-3a angeschlossen. Außerdem ist hier eine dritte Phase W der ersten Elektromaschine 18-3a über eine Leitung an dem gemeinsamen zentralen Anschluss 8-3e am Verbindungspunkt 10-3 der zentralen Strangenden der vier Stränge 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d angeschlossen.It is envisaged that a first phase U the first electric machine 18-3a via a line on the connection 8-3d of the peripheral strand end of the fourth strand 4-3d connected. A second phase V the first electric machine 18-3a is on the line via the connection 8-3A of the peripheral strand end of the first strand 4-3a connected. There is also a third phase here W the first electric machine 18-3a via a line to the common central connection 8-3e at the connection point 10-3 the central strand ends of the four strands 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d connected.

Weiterhin ist eine erste Phase U der zweiten Elektromaschine 18-3b über eine Leitung an dem Anschluss 8-3b des periphären Strangendes des zweiten Strangs 4-3b und eine zweite Phase V der zweiten Elektromaschine 18-3b über eine Leitung an dem Anschluss 8-3c des periphären Strangendes des dritten Strangs 4-3c angeschlossen. Eine dritte Phase W der zweiten Elektromaschine 18-3b ist genauso wie die dritte Phase W der ersten Elektromaschine 18-3b über eine Leitung an dem gemeinsamen zentralen Anschluss 8-3e angeschlossen, wobei sich die dritten Phasen beider Elektromaschinen 18-3a, 18-3b diesen gemeinsamen Anschluss 8-3e teilen.Furthermore, there is a first phase U the second electric machine 18-3b via a line on the connection 8-3b of the peripheral strand end of the second strand 4-3b and a second phase V the second electric machine 18-3b via a line on the connection 8-3c of the peripheral strand end of the third strand 4-3C connected. A third phase W of the second electric machine 18-3b is just like the third phase W the first electric machine 18-3b via a line to the common central connection 8-3e connected, with the third phases of both electrical machines 18-3a . 18-3b this common connection 8-3e divide.

Hierbei ist es jedoch möglich, dass die drei Phasen U, V, W der beiden Elektromaschinen 18-3a, 18-3b an den Anschlüssen 8-3a, 8-3b, 8-3c, 8-3d, 8-3e anders als hier explizit beschrieben anschließbar sind bzw. dass sich die drei Phasen U, V, W der beiden Elektromaschinen 18-3a, 18-3b hinsichtlich ihres jeweiligen Anschlusses an dem elektrischen Energiespeichersystem 2-3 anders über die zur Verfügung stehenden Anschlüsse 8-3a, 8-3b, 8-3c, 8-3d und 8-3e verteilen. Unabhängig einer jeweiligen Bezeichnung der Phasen sind für jede Elektromaschine 18-3a, 18-3b jeweils zwei individuelle periphäre Anschlüsse 8-3a, 8-3b, 8-3c, 8-3d und ein gemeinsamer zentraler Anschluss 8-3e für beide Elektromaschinen 18-3a, 18-3b vorgesehen.However, it is possible that the three phases U . V . W of the two electric machines 18-3a . 18-3b at the connections 8-3A . 8-3b . 8-3c . 8-3d . 8-3e can be connected differently than described here explicitly or that the three phases U . V . W of the two electric machines 18-3a . 18-3b with regard to their respective connection to the electrical energy storage system 2-3 differently via the available connections 8-3A . 8-3b . 8-3c . 8-3d and 8-3e to distribute. Regardless of the respective designation of the phases are for each electrical machine 18-3a . 18-3b two individual peripheral connections each 8-3A . 8-3b . 8-3c . 8-3d and a common central connection 8-3e for both electrical machines 18-3a . 18-3b intended.

Die beiden Elektromaschinen 18-3a, 18-3b werden aus bzw. von den Energiespeichermodulen 6-3a, 6-3b, 6-3c, 6-3d mit elektrischer Energie versorgt, wobei die Elektromaschinen 18-3a, 18-3b in einem motorischen Betrieb elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln, mit der es in Ausgestaltung möglich ist, ein Fahrzeug anzutreiben und/oder fortzubewegen.The two electrical machines 18-3a . 18-3b are from or from the energy storage modules 6-3a . 6-3B . 6-3c . 6-3d supplied with electrical energy, the electrical machines 18-3a . 18-3b convert electrical energy into mechanical energy in a motorized operation, with which it is possible in an embodiment to drive and / or move a vehicle.

Diesbezüglich wird auch auf den in dem Diagramm aus 3b gezeigten ersten rautenförmigen und somit viereckigen Arbeitsbereich 20-3 verwiesen, der hier einen zweiten kreisförmigen Arbeitsbereich 22-3 umhüllt. Bei einem Betrieb des Energiespeichersystems 2-3 werden dessen Stränge 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d gleichmäßig bzw. jeder Strang 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d gleich entladen. Die Stränge 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d, bspw. deren Betriebsparameter, wie bspw. ein Ladezustand der von den jeweiligen Strängen 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d umfassten Energiespeichermodule 6-3a, 6-3b, 6-3c, 6-3d, sind unabhängig voneinander kontrollierbar und somit unabhängig voneinander zu steuern bzw. steuerbar und/oder zu regeln bzw. regelbar. Entsprechend ist auch jede daran angeschlossene Elektromaschine 18-3a, 18-3b unabhängig kontrollierbar. Es ist auch möglich, die dritte Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-3 übermoduliert zu betreiben und somit mit den daran angeschlossenen Elektromaschinen 18-3a, 18-3b höhere maximale Drehmomente zu erreichen. Ein jeweiliger Wert der Spannung ergibt sich abhängig von einer Stellung der Schalter der Energiespeichermodule.In this regard, reference is also made to that in the diagram 3b shown first diamond-shaped and thus square work area 20-3 referenced here a second circular work area 22-3 envelops. When operating the energy storage system 2-3 become its strands 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d evenly or each strand 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d unloaded right away. The strands 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d , for example, their operating parameters, such as, for example, a state of charge of the respective strands 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d included energy storage modules 6-3a . 6-3B . 6-3c . 6-3d , can be checked independently of one another and thus can be controlled and / or regulated and / or regulated independently of one another. Every electric machine connected to it is corresponding 18-3a . 18-3b independently controllable. It is also possible for the third embodiment of the energy storage system 2-3 operate overmodulated and thus with the connected electrical machines 18-3a . 18-3b to achieve higher maximum torques. A respective value of the voltage results depending on a position of the switches of the energy storage modules.

Die vierte Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-4 ist in 4a schematisch dargestellt und umfasst fünf Stränge 4-4a, 4-4b, 4-4c, 4-4d, 4-4e, wobei jeder Strang 4-4a, 4-4b, 4-4c, 4-4d, 44e mehrere, hier jeweils vier Energiespeichermodule 6-4a, 6-4b, 6-4c, 6-4d, 6-4e mit jeweils mindestens einer Energiespeichereinheit und jeweils mindestens zwei Schaltern aufweist, die innerhalb eines jeweiligen Strangs 4-4a, 4-4b, 4-4c, 4-4d, 44e hintereinander angeordnet und deren Energiespeichereinheiten je nach Stellung und/oder Konfiguration der hier vorgesehenen Schalter seriell und/oder parallel zueinander geschaltet sind, wobei für die Energiespeichereinheiten entsprechende schaltungstechnische Anordnungen eingestellt werden. Auch hier sind die Strangenden und die dazwischen angeordneten Energiespeichermodule 6-4a, 6-4b, 6-4c, 6-4d, 6-4e eines jeweiligen Strangs 4-4a, 4-4b, 4-4c, 4-4d, 44e über Leitungen miteinander verbunden, wobei jeweils ein Abschnitt einer Leitung an einem Strangende endet und diesen mit jeweils einem Energiespeichermodul 6-4a, 6-4b, 6-4c, 64d, 6-4e verbindet. Jeder Strang 4-4a, 4-4b, 4-4c, 44d, 44e weist zwei Strangenden auf, wobei ein erstes Strangende jeweils eines Strangs 4-4a, 4-4b, 4-4c, 4-4d, 44e hier je nach Definition als zentrales Strangende ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Ein zweites Strangende jeweils eines Strangs 44a, 4-4b, 4-4c, 4-4d, 44e ist hier je nach Definition als periphäres Strangende ausgebildet und/oder zu bezeichnen.The fourth embodiment of the energy storage system 2-4 is in 4a shown schematically and comprises five strands 4-4a . 4-4b . 4-4c . 4-4d . 4-4e , each strand 4-4a . 4-4b . 4-4c . 4-4d . 44e several, here four energy storage modules each 6-4A . 6-4b . 6-4c . 6-4d . 6-4e with at least one energy storage unit and at least two switches each, which are within a respective line 4-4a . 4-4b . 4-4c . 4-4d . 44e Arranged one behind the other and whose energy storage units are connected in series and / or parallel to one another, depending on the position and / or configuration of the switches provided here, corresponding circuitry arrangements being set for the energy storage units. Here, too, are the strand ends and the energy storage modules arranged between them 6-4A . 6-4b . 6-4c . 6-4d . 6-4e of a respective strand 4-4a . 4-4b . 4-4c . 4-4d . 44e Connected to one another via lines, wherein a section of a line ends at one end of the line and this ends with an energy storage module in each case 6-4A . 6-4b . 6-4c . 64d . 6-4e combines. Every strand 4-4a . 4-4b . 4-4c . 44d . 44e has two strand ends, a first strand end of each strand 4-4a . 4-4b . 4-4c . 4-4d . 44e here, depending on the definition, formed as a central strand end and / or is to be designated. A second strand end of each strand 44a . 4-4b . 4-4c . 4-4d . 44e depending on the definition, it is designed and / or designated as a peripheral strand end.

Die fünf Stränge 4-4a, 4-4b, 4-4c, 44d, 44e sind hier sternförmig geschaltet und/oder angeordnet. Dabei sind die zentralen Strangenden aller fünf Stränge 4-4a, 4-4b, 4-4c, 4-4d, 44e bzw. jeweilige Abschnitte von Leitungen an den zentralen Strangenden an einem zentralen Verbindungspunkt 10-4 miteinander verbunden. An jeweils einem periphären Strangende jeweils eines Strangs 4-4a, 4-4b, 4-4c, 44d, 44e ist hier ein für jeden der fünf Stränge 44a, 4-4b, 4-4c, 44d, 44e eigener bzw. spezifischer Anschluss 84a, 84b, 84c, 84d, 84e angeordnet. Außerdem sind hier die zentralen Strangenden aller fünf Stränge 44a, 44b, 4-4c, 44d, 44e an dem gemeinsamen zentralen Verbindungspunkt 104 miteinander verbunden. An dem Energiespeichersystem 24 sind hier zwei Elektromaschinen 18-4a, 18-4b als elektrische Lasten mit jeweils drei Phasen U, V, W angeschlossen.The five strands 4-4a . 4-4b . 4-4c . 44d . 44e are connected and / or arranged in a star shape here. The central strand ends of all five strands 4-4a . 4-4b . 4-4c . 4-4d . 44e or respective sections of lines at the central strand ends at a central connection point 10-4 connected with each other. At each end of a peripheral strand of a strand 4-4a . 4-4b . 4-4c . 44d . 44e here is one for each of the five strands 44a . 4-4b . 4-4c . 44d . 44e own or specific connection 84a . 84b . 84c . 84d . 84e arranged. In addition, here are the central strand ends of all five strands 44a . 44b . 4-4c . 44d . 44e at the common central connection point 104 connected with each other. On the energy storage system 24 here are two electrical machines 18-4a . 18-4b as electrical loads with three phases each U . V . W connected.

Dabei ist vorgesehen, dass eine erste Phase U der ersten Elektromaschine 184a über eine Leitung an dem Anschluss 84a des periphären Strangendes des ersten Strangs 4-4a angeschlossen ist. Eine zweite Phase V der ersten Elektromaschine 184a ist über eine Leitung an dem Anschluss 8-4b des periphären Strangendes des zweiten Strangs 4-4b angeschlossen. Außerdem ist hier eine dritte Phase W der ersten Elektromaschine 18-4a über eine Leitung an dem Anschluss 84c des periphären Strangendes des dritten Strangs 4-4c angeschlossen.It is envisaged that a first phase U the first electric machine 184a via a line on the connection 84a of the peripheral strand end of the first strand 4-4a connected. A second phase V the first electric machine 184a is on the line via the connection 8-4b of the peripheral strand end of the second strand 4-4b connected. There is also a third phase here W the first electric machine 18-4a via a line on the connection 84c of the peripheral strand end of the third strand 4-4c connected.

Eine erste Phase U der zweiten Elektromaschine 18-4b ist hier genauso wie die dritte Phase W der ersten Elektromaschine 184a über eine Leitung an dem Anschluss 84c des periphären Strangendes des dritten Strangs 4-4c angeschlossen. Eine zweite Phase V der zweiten Elektromaschine 18-4b ist über eine Leitung an dem Anschluss 8-4d des periphären Strangendes des vierten Strangs 44d und eine dritte Phase W der zweiten Elektromaschine 18-4b über eine Leitung an dem Anschluss 8-4e des periphären Strangendes des fünften Strangs 44e angeschlossen.A first phase U the second electric machine 18-4b is here just like the third phase W the first electric machine 184a via a line on the connection 84c of the peripheral strand end of the third strand 4-4c connected. A second phase V the second electric machine 18-4b is on the line via the connection 8-4d of the peripheral strand end of the fourth strand 44d and a third phase W the second electric machine 18-4b via a line on the connection 8-4e of the peripheral strand end of the fifth strand 44e connected.

Hierbei ist es jedoch möglich, dass die drei Phasen U, V, W der beiden Elektromaschinen 18-4a, 18-4b an den Anschlüssen 8-4a, 8-4b, 8-4c, 8-4d, 8-4e anders als hier explizit beschrieben anschließbar bzw. über die Anschlüsse 8-4a, 8-4b, 8-4c, 8-4d, 8-4e verteilt sind. Unabhängig von einer jeweiligen Bezeichnung der Phasen U, V, W teilen sich die beiden Elektromaschinen 18-4a, 18-4b einen gemeinsamen Anschluss 8-4c des Energiespeichersystems 2-4. Außerdem sind für jede Elektromaschine 18-4a, 18-4b jeweils zwei eigene Anschlüsse 8-4a, 8-4b bzw. 8-4d, 8-4e des Energiespeichersystems 2-4 vorgesehen.However, it is possible that the three phases U . V . W of the two electric machines 18-4a . 18-4b at the connections 8-4a . 8-4b . 8-4c . 8-4d . 8-4e other than explicitly described here, can be connected or via the connections 8-4a . 8-4b . 8-4c . 8-4d . 8-4e are distributed. Regardless of the respective designation of the phases U . V . W share the two electric machines 18-4a . 18-4b a common connection 8-4c of the energy storage system 2-4 , Also, for every electric machine 18-4a . 18-4b two separate connections each 8-4a . 8-4b respectively. 8-4d . 8-4e of the energy storage system 2-4 intended.

Die beiden Elektromaschinen 18-4a, 18-4b werden aus bzw. von den Energiespeichermodulen 6-4a, 6-4b, 6-4c, 6-4d, 64e mit elektrischer Energie versorgt, wobei die Elektromaschinen 18-4a, 18-4b mit dieser Energie ein Fahrzeug antreiben bzw. fortbewegen können. Das Diagramm aus 4b zeigt einen sechseckigen ersten Arbeitsbereich 204, der hier einen kreisförmigen zweiten Arbeitsbereich 224 umhüllt.The two electrical machines 18-4a . 18-4b are from or from the energy storage modules 6-4A . 6-4b . 6-4c . 6-4d . 64e supplied with electrical energy, the electrical machines 18-4a . 18-4b can drive or move a vehicle with this energy. The diagram out 4b shows a hexagonal first work area 204 which here is a circular second work area 224 envelops.

In möglicher Ausgestaltung ist bei einem Betrieb des Energiespeichersystems 2-4 vorgesehen, dass der dritte Strang 4-4c und/oder dessen Energiespeichermodule 6-4c, der bzw. die an den beiden Elektromaschinen 184a, 18-4b angeschlossen ist bzw. sind, schneller, bspw. doppelt so schnell wie jeweils einer der anderen Stränge 44a, 4-4b, 4-4d, 44e und/oder deren Energiespeichermodule 6-4a, 6-4b, 6-4d, 6-4e, die jeweils nur an einer Elektromaschine 184a, 184b angeschlossen ist bzw. sind, entladen wird bzw. werden. Die Stränge 44a, 4-4b, 4-4c, 4-4d, 4-4e werden hier gemeinsam sowie unter Berücksichtigung gegenseitiger Abhängigkeiten voneinander kontrolliert bzw. gesteuert und/oder geregelt. Dies betrifft bspw. auch eine Kontrolle von Betriebsparametern der Energiespeichermodule 6-4a, 6-4b, 6-4c, 6-4d, 6-4e, bspw. eine Stellung und/oder Konfiguration der Schalter der Energiespeichermodule 64a, 6-4b, 6-4c, 6-4d, 6-4e und/oder einen Ladezustand der Energiespeichermodule 6-4a, 6-4b, 6-4c, 6-4d, 6-4e bzw. der jeweiligen Energiespeichereinheiten. Je nach Stellung der Schalter ist ein Wert einer Spannung durch Einstellen einer schaltungstechnischen Anordnung der Energiespeichereinheiten einstellbar und/oder variierbar.One possible embodiment is when the energy storage system is in operation 2-4 provided that the third strand 4-4c and / or its energy storage modules 6-4c , the or those on the two electrical machines 184a . 18-4b is or are connected, faster, for example twice as fast as one of the other lines 44a . 4-4b . 4-4d . 44e and / or their energy storage modules 6-4A . 6-4b . 6-4d . 6-4e , each only on one electric machine 184a . 184b is or are connected, is or will be discharged. The strands 44a . 4-4b . 4-4c . 4-4d . 4-4e are controlled or controlled and / or regulated together and taking mutual dependencies into account. This also applies, for example, to checking operating parameters of the energy storage modules 6-4A . 6-4b . 6-4c . 6-4d . 6-4e , for example a position and / or configuration of the switches of the energy storage modules 64a . 6-4b . 6-4c . 6-4d . 6-4e and / or a state of charge of the energy storage modules 6-4A . 6-4b . 6-4c . 6-4d . 6-4e or the respective energy storage units. Depending on the position of the switches, a value of a voltage can be set and / or varied by setting a circuit arrangement of the energy storage units.

Bei der vierten Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-4 sind drei Kontrollstrategien, d. h. Steuerungsstrategien und/oder Regelungsstrategien, möglich, wobei jeweils Spannungsvektoren für eine Spannung aus dem Diagramm in 4b berücksichtigt werden.In the fourth embodiment of the energy storage system 2-4 Three control strategies, ie control strategies and / or regulation strategies, are possible, whereby voltage vectors for a voltage from the diagram in 4b be taken into account.

Bei einer ersten Kontrollstrategie bzw. Steuerungsstrategie und/oder Regelungsstrategie wird zu jeweils einem Zeitpunkt nur eine der beiden Elektromaschinen 18-4a, 18-4b mit einer vorgesehenen Spannung gemäß dem Spannungsvektor versorgt, wobei jeder Elektromaschine 18-4a, 184b abwechselnd bzw. wechselseitig die jeweils vorgesehene Spannung bereitgestellt wird.With a first control strategy or control strategy and / or regulation strategy, only one of the two electric machines is used at a time 18-4a . 18-4b supplied with an intended voltage according to the voltage vector, each electric machine 18-4a . 184b the respectively provided voltage is provided alternately or alternately.

Bei einer zweiten Kontrollstrategie bzw. Steuerungsstrategie und/oder Regelungsstrategie wird berücksichtigt, dass eine der beiden Elektromaschinen 18-4a, 18-4b gegenüber der anderen priorisiert ist bzw. wird. Dabei wird der ersten, priorisierten Elektromaschine 18-4a, 18-4b die geforderte bzw. vorgesehene Spannung bereitgestellt. Einer zweiten der beiden Elektromaschinen 18-4a, 18-4b wird über einen Spannungsvektor jene Spannung bereitgestellt, die einer Spannung entspricht, die sich aufgrund eines nächsten Spannungsvektors ergibt.In a second control strategy or control strategy and / or regulation strategy, it is taken into account that one of the two electric machines 18-4a . 18-4b is prioritized over the other. The first prioritized electric machine 18-4a . 18-4b the required or provided voltage is provided. A second of the two electrical machines 18-4a . 18-4b a voltage vector is used to provide that voltage which corresponds to a voltage which results from a next voltage vector.

Bei einer dritten Kontrollstrategie bzw. Steuerungsstrategie und/oder Regelungsstrategie sind beide Elektromaschinen 18-4a, 18-4b gleichberechtigt. Falls es dennoch nicht möglich ist, über angeforderte Spannungsvektoren eine jeweils erforderliche Spannung bereitzustellen, werden optimierte Spannungsvektoren eingesetzt, um beiden Elektromaschinen 18-4a, 18-4b gleichzeitig eine ausreichende Spannung bereitzustellen und eine Welligkeit des Drehmoments zu reduzieren.In a third control strategy or control strategy and / or regulation strategy, both are electrical machines 18-4a . 18-4b Equal rights. If, however, it is not possible to provide the voltage required in each case via the requested voltage vectors, optimized voltage vectors are used for both electrical machines 18-4a . 18-4b at the same time provide sufficient voltage and reduce torque ripple.

5a zeigt in schematischer Darstellung die fünfte Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-5, die sechs Stränge 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f mit hier jeweils vier Energiespeichermodulen 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f mit jeweils mindestens einer Energiespeichereinheit und jeweils mindestens zwei Schaltern aufweist, die innerhalb eines jeweiligen Strangs 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f hintereinander angeordnet und deren Energiespeichereinheiten je nach Verschaltung, insbesondere je nach Stellung und/oder Konfiguration der umfassten Schalter in Reihe bzw. seriell und/oder parallel zueinander geschaltet sind. Jeder Strang 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f weist zwei Strangenden auf, wobei ein erstes Strangende jeweils eines Strangs 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f hier je nach Definition als zentrales Strangende ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Ein zweites Strangende jeweils eines Strangs 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f ist hier je nach Definition als periphäres Strangende ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Jeder Strang 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f weist hier ein Paar Leitungen auf, wobei Abschnitte dieses Paars Leitungen die Strangenden sowie die dazwischen angeordneten Energiespeichermodule 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f verbinden, wobei jeweils zwei unmittelbar benachbarte Energiespeichermodule 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f über jeweils einen Abschnitt des Paars Leitungen verbunden sind. Außerdem endet jeweils ein Abschnitt des Paars Leitungen an einem Strangende und verbindet dieses jeweils mit einem äußeren Energiespeichermodul 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f dieses Strangs 4-5a, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f. 5a shows a schematic representation of the fifth embodiment of the energy storage system 2-5 who have favourited six strands 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f with four energy storage modules each 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f with at least one energy storage unit and at least two switches each, which are within a respective line 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f Arranged one behind the other and whose energy storage units are connected in series or in series and / or parallel to one another depending on the connection, in particular depending on the position and / or configuration of the switches included. Every strand 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f has two strand ends, a first strand end of each strand 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f depending on the definition, it is designed and / or to be designated as the central strand end. A second strand end of each strand 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f depending on the definition, it is designed and / or designated as a peripheral strand end. Every strand 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f here has a pair of lines, sections of this pair of lines the strand ends and the energy storage modules arranged between them 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f connect, each with two immediately adjacent energy storage modules 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f are connected via a section of the pair of lines in each case. In addition, a section of the pair of lines ends at one end of the strand and connects this to an outer energy storage module 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f this strand 4-5a . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f ,

Die sechs Stränge 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f sind hier sternförmig geschaltet und/oder angeordnet. Dabei sind die zentralen Strangenden sowie Abschnitte eines jeweiligen Paars Leitungen an den zentralen Strangenden aller sechs Stränge 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f an einem zentralen Verbindungspunkt 10-5 miteinander verbunden. An jeweils einem periphären Strangende jeweils eines Strangs 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f ist hier ein für jeden der sechs Stränge 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f eigener bzw. spezifischer Anschluss 8-5a, 8-5b, 8-5c, 8-5d, 8-5e, 8-5f angeordnet.The six strands 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f are connected and / or arranged in a star shape here. The central strand ends and sections of a respective pair of lines are at the central strand ends of all six strands 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f at a central connection point 10-5 connected with each other. At each end of a peripheral strand of a strand 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f here is one for each of the six strands 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f own or specific connection 8-5a . 8-5b . 8-5c . 8-5d . 8-5e . 8-5f arranged.

An dem Energiespeichersystem 2-5 sind hier als elektrische Lasten zwei Elektromaschinen 18-5a, 18-5b mit jeweils drei Phasen U, V, W angeschlossen. In dieser Ausführungsform ist eine erste Phase U der ersten Elektromaschine 18-5a über eine Leitung an dem Anschluss 8-5a des periphären Strangendes des ersten Strangs 4-5a angeschlossen. Eine zweite Phase V der ersten Elektromaschine 18-5a ist über eine Leitung an dem Anschluss 8-5b des periphären Strangendes des zweiten Strangs 4-5b angeschlossen. Eine dritte Phase W der ersten Elektromaschine 18-5a ist über eine Leitung an dem Anschluss 8-5c des periphären Strangendes des dritten Strangs 4-5c angeschlossen.On the energy storage system 2-5 here are two electrical machines as electrical loads 18-5a . 18-5b with three phases each U . V . W connected. In this embodiment there is a first phase U the first electric machine 18-5a via a line on the connection 8-5a of the peripheral strand end of the first strand 4-5a connected. A second phase V the first electric machine 18-5a is on the line via the connection 8-5b of the peripheral strand end of the second strand 4-5b connected. A third phase W the first electric machine 18-5a is on the line via the connection 8-5c of the peripheral strand end of the third strand 4-5C connected.

Eine erste Phase U der zweiten Elektromaschine 18-5b ist über eine Leitung an dem Anschluss 8-5d des periphären Strangendes des vierten Strangs 4-5d angeschlossen. Eine zweite Phase V der zweiten Elektromaschine 18-5b ist über eine Leitung an dem Anschluss 8-5e des periphären Strangendes des fünften Strangs 4-5e und eine dritte Phase W der zweiten Elektromaschine 18-5b ist über eine Leitung an dem Anschluss 8-5f des periphären Strangendes des sechsten Strangs 4-5f angeschlossen.A first phase U the second electric machine 18-5b is on the line via the connection 8-5d of the peripheral strand end of the fourth strand 4-5d connected. A second phase V the second electric machine 18-5b is on the line via the connection 8-5e of the peripheral strand end of the fifth strand 4-5e and a third phase W the second electric machine 18-5b is on the line via the connection 8-5f of the peripheral strand end of the sixth strand 4-5f connected.

Allerdings ist es auch hier möglich, dass die drei Phasen U, V, W der ersten Elektromaschine 18-5a an den Anschlüssen 8-5a, 8-5b, 8-5c anders als hier explizit beschrieben anschließbar sind. Dasselbe gilt auch für eine alternative Anschlussmöglichkeit der drei Phasen U, V, W der zweiten Elektromaschine 18-5b an den Anschlüssen 8-5d, 8-5e, 8-5f. Insgesamt sind für die erste Elektromaschine 18-5a drei eigene Anschlüsse 8-5a, 8-5b, 8-5c vorgesehen, die von den drei eigenen Anschlüssen 8-5d, 8-5e, 8-5f für die zweite Elektromaschine 18-5b getrennt und unabhängig sind.However, it is also possible that the three phases U . V . W the first electric machine 18-5a at the connections 8-5a . 8-5b . 8-5c can be connected differently than described here. The same applies to an alternative connection option for the three phases U . V . W the second electric machine 18-5b at the connections 8-5d . 8-5e . 8-5f , Overall, for the first electric machine 18-5a three separate connections 8-5a . 8-5b . 8-5c provided by the three own connections 8-5d . 8-5e . 8-5f for the second electric machine 18-5b are separate and independent.

Bei einem Betrieb des Energiespeichersystems 2-5 werden die beiden Elektromaschinen 18-5a, 18-5b gleichmäßig mit elektrischer Energie versorgt. Das Diagramm aus 5b zeigt hierzu einen ersten sechseckigen Arbeitsbereich 20-5, der hier einen kreisförmigen zweiten Arbeitsbereich 22-5 umhüllt. Ein jeweiliger Wert der Spannung ist abhängig von einer jeweiligen parallelen und/oder seriellen Stellung der Schalter innerhalb eines jeweiligen Strangs 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f einstellbar, wodurch eine schaltungstechnische Anordnung der Energiespeichereinheiten innerhalb des jeweiligen Strangs 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f auch energiespeichermodulübergreifend beeinflusst wird.When operating the energy storage system 2-5 become the two electric machines 18-5a . 18-5b evenly supplied with electrical energy. The diagram out 5b shows a first hexagonal work area 20-5 which here is a circular second work area 22-5 envelops. A respective value of the voltage depends on a respective parallel and / or serial position of the switches within a respective string 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f adjustable, whereby a circuit arrangement of the energy storage units within the respective string 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f is also influenced across energy storage modules.

Jeder Strang 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f und/oder jedes Energiespeichermodul 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f wird durch die angeschlossenen Elektromaschinen 18-5a, 18-5b gleichmäßig entladen, wobei zu einem jeweiligen Zeitpunkt in jedem Strang 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f bzw. in jedem Energiespeichermodul 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f dieselbe Menge am elektrischer Energie gespeichert ist. Die Stränge 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f sind hierbei, u. a. bzgl. der Menge an jeweils darin gespeicherter elektrischer Energie und/oder eines Ladezustands als Betriebsparameter der Energiespeichermodule 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f, unabhängig voneinander kontrollierbar, wobei bei einer Kontrolle bzw. Steuerung und/oder Regelung eines jeweiligen Strangs 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f auch die anderen Stränge 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f berücksichtigt werden. Weiterhin weist jedes Energiespeichermodul 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f eine Energiespeichereinheit, bspw. eine Batterie oder einen Kondensator, und mehrere Schalter auf. Durch eine geeignete und dynamisch änderbare Stellung und/oder Konfiguration der in den jeweiligen Energiespeichermodulen 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f umfassten Schalter ist eine jeweilige Energieentnahme von den einzelnen Strängen 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f bzw. den jeweiligen darin umfassten Energiespeichermodulen 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f und Energiespeichereinheiten gut kontrollier- und regelbar. Every strand 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f and / or each energy storage module 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f is through the connected electrical machines 18-5a . 18-5b evenly discharged, at a given time in each strand 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f or in every energy storage module 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f the same amount of electrical energy is stored. The strands 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f are here, inter alia with respect to the amount of electrical energy stored therein and / or a state of charge, as operating parameters of the energy storage modules 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f , can be checked independently of one another, with a control or control and / or regulation of a respective line 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f the other strands too 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f be taken into account. Each energy storage module also has 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f an energy storage unit, for example a battery or a capacitor, and a plurality of switches. Through a suitable and dynamically changeable position and / or configuration in the respective energy storage modules 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f included switch is a respective energy withdrawal from the individual strands 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f or the respective energy storage modules included therein 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f and energy storage units can be easily controlled and regulated.

Üblicherweise weist die dritte Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-3 133% mehr Energiespeichermodule 6-3a, 6-3b, 6-3c, 6-3d als die fünfte Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-5 auf. Die vierte Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-4 benötigt nur 83% so viele Energiespeichermodule 6-4a, 6-4b, 6-4c, 6-4d, 6-4e wie die fünfte Ausführungsform.The third embodiment of the energy storage system usually has 2-3 133% more energy storage modules 6-3a . 6-3B . 6-3c . 6-3d as the fifth embodiment of the energy storage system 2-5 on. The fourth embodiment of the energy storage system 2-4 only needs 83% as many energy storage modules 6-4A . 6-4b . 6-4c . 6-4d . 6-4e like the fifth embodiment.

Die in 6a schematisch gezeigte sechste Ausführungsform des elektrischen Energiespeichersystems 2-6 weist sechs Stränge 4-6a, 4-6b, 4-6c, 4-6d, 4-6e, 4-6f auf. Jeder Strang weist wiederum vier Energiespeichermodule 6-6a, 6-6b, 6-6c, 6-6d, 6-6e, 6-6f mit mindestens einer Energiespeichereinheit und mindestens zwei Schaltern auf, die zwischen zwei Strangenden eines jeweiligen Strangs 4-6a, 4-6b, 4-6c, 4-6d, 4-6e, 4-6f hintereinander angeordnet und deren Energiespeichereinheiten in Reihe und/oder parallel zueinander geschaltet und über Leitungen, hier über Abschnitte eines Paars Leitungen, miteinander verbunden sind, wobei jeweils ein Abschnitt einer Leitung, der an einem Strangende endet, dieses mit einem Energiespeichermodul 6-6a, 6-6b, 6-6c, 6-6d, 6-6e, 6-6f verbindet. Dabei ist hier vorgesehen, dass das Energiespeichersystem 2-6 in eine erste Gruppe aus einem ersten, zweiten und dritten Strang 4-6a, 4-6b, 4-6c, die hier ring- bzw. kreisförmig angeordnet sind und einen ersten geschlossenen Ring bzw. Kreis bilden, und eine zweite Gruppe aus einem vierten, fünften und sechsten Strang 4-6d, 4-6e, 4-6f, die hier ring- bzw. kreisförmig angeordnet sind und einen zweiten geschlossenen Ring bzw. Kreis bilden, unterteilt ist. Dabei weist jeder Ring 173% einer Länge eines Strangs 4-2a, 4-2b, 4-2c bzw. 4-3a, 4-3b, 4-3c, 4-3d bzw. 4-4a, 4-4b, 4-4c, 4-4d, 44e bzw. 4-5a, 4-5b, 4-5c, 4-5d, 4-5e, 4-5f eines sternförmigen Energiespeichersystems 2-2 bzw. 2-3 bzw. 2-4 bzw. 2-5 auf.In the 6a schematically shown sixth embodiment of the electrical energy storage system 2-6 has six strands 4-6a . 4-6b . 4-6C . 4-6d . 4-6e . 4-6f on. Each string in turn has four energy storage modules 6-6a . 6-6b . 6-6c . 6-6d . 6-6e . 6-6f with at least one energy storage unit and at least two switches between two strand ends of a respective strand 4-6a . 4-6b . 4-6C . 4-6d . 4-6e . 4-6f Arranged one behind the other and their energy storage units connected in series and / or parallel to one another and connected to one another via lines, here via sections of a pair of lines, each section of a line which ends at one end of the strand, this with an energy storage module 6-6a . 6-6b . 6-6c . 6-6d . 6-6e . 6-6f combines. It is provided here that the energy storage system 2-6 into a first group from a first, second and third strand 4-6a . 4-6b . 4-6C , which are arranged in a ring or circle here and form a first closed ring or circle, and a second group of a fourth, fifth and sixth strand 4-6d , 4-6e, 4-6f , which are arranged here in a ring or circle and form a second closed ring or circle. Each ring has 173% of the length of a strand 4-2a . 4-2b . 4-2c respectively. 4-3a . 4-3b . 4-3C . 4-3d respectively. 4-4a . 4-4b . 4-4c . 4-4d . 44e respectively. 4-5a . 4-5b . 4-5C . 4-5d . 4-5e . 4-5f a star-shaped energy storage system 2-2 respectively. 2-3 respectively. 2-4 respectively. 2-5 on.

Innerhalb der ersten Gruppe sind jeweils Strangenden von zwei unmittelbar benachbarten Strängen 4-6a, 4-6b, 4-6c jeweils an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-6a, 10-6b, 10-6c miteinander verbunden, wobei an jedem Verbindungspunkt 10-6a, 10-6b, 10-6c ein Anschluss 8-6a, 8-6b, 8-6c angeordnet ist. In diesem Fall weisen ein erster und zweiter Strang 4-6a, 4-6b an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-6a einen gemeinsamen Anschluss 8-6a, der zweite und ein dritter Strang 4-6b, 4-6c an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-6b einen gemeinsamen Anschluss 8-6b und der erste sowie dritte Strang 4-6a, 4-6c an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-6c einen gemeinsamen zentralen Anschluss 8-6c auf.Within the first group are strand ends of two immediately adjacent strands 4-6a . 4-6b . 4-6C each at a common connection point 10-6a . 10-6b . 10-6c connected to each other, at each connection point 10-6a . 10-6b , 10-6c one connector 8-6a . 8-6b . 8-6c is arranged. In this case, a first and a second strand 4-6a . 4-6b at a common connection point 10-6a a common connection 8-6a , the second and a third strand 4-6b . 4-6C at a common connection point 10-6b a common connection 8-6b and the first and third strand 4-6a . 4-6C at a common connection point 10-6c a common central connection 8-6c on.

Entsprechend sind innerhalb der zweiten Gruppe jeweils Strangenden von zwei unmittelbar benachbarten Strängen 4-6d, 4-6e, 4-6f an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-6c, 10-6d, 10-6e miteinander verbunden, wobei an jedem Verbindungspunkt 10-6c, 10-6d, 10-6e ein Anschluss 8-6c, 8-6d, 8-6e angeordnet ist. In diesem Fall weisen ein vierter und fünfter Strang 4-6d, 4-6e an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-6d einen gemeinsamen Anschluss 8-6d sowie der fünfte und ein sechster Strang 4-6e, 4-6f an einem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-6e einen gemeinsamen Anschluss 8-6e auf. Außerdem weisen der vierte sowie sechste Strang 4-6d, 4-6f an dem gemeinsamen Verbindungspunkt 10-6c den gemeinsamen Anschluss 8-6c auf.Correspondingly, there are strand ends of two immediately adjacent strands within the second group 4-6d . 4-6e . 4-6f at a common connection point 10-6c . 10-6d . 10-6e connected to each other, at each connection point 10-6c . 10-6d . 10-6e a connection 8-6c . 8-6d . 8-6e is arranged. In this case, a fourth and fifth strand show 4-6d . 4-6e at a common connection point 10-6d a common connection 8-6d as well as the fifth and a sixth strand 4-6e . 4-6f at a common connection point 10-6e a common connection 8-6e on. In addition, the fourth and sixth strand show 4-6d . 4-6f at the common connection point 10-6c the common connection 8-6c on.

An sämtlichen Verbindungspunkten 10-6a, 10-6b, 10-6c, 10-6d, 10-6e sind Abschnitte einer jeweiligen Leitung, die an einem jeweiligen Strangende eines Strangs 4-6a, 4-6b, 4-6c, 4-6d, 4-6e, 4-6f enden, miteinander verbunden.At all connection points 10-6a . 10-6b . 10-6c . 10-6d . 10-6e are sections of a respective line, which at a respective strand end of a strand 4-6a . 4-6b . 4-6C . 4-6d . 4-6e . 4-6f ends, connected to each other.

Dabei sind beide Gruppen aus den Strängen 4-6a, 4-6b, 4-6c bzw. 4-6d, 4-6e, 4-6f an dem hier zentralen, für beide Gruppen gemeinsamen Verbindungspunkt 10-6c mit dem zentralen Anschluss 8-6c miteinander verbunden, wobei hier explizit der erste, dritte, vierte und sechste Strang 4-6a, 4-6c, 4-6d, 4-6f miteinander verbunden sind, die sich den zentralen Anschluss 8-6c miteinander teilen.Both groups are out of line 4-6a . 4-6b . 4-6C respectively. 4-6d . 4-6e . 4-6f at the central connection point common to both groups 10-6c with the central connection 8-6c interconnected, here explicitly the first, third, fourth and sixth strand 4-6a . 4-6C . 4-6d . 4-6f are connected to each other, which is the central connection 8-6c share with each other.

An dem Energiespeichersystem 2-6 sind hier als elektrische Lasten zwei Elektromaschinen 18-6a, 18-6b mit jeweils drei Phasen U, V, W angeschlossen. In dieser Ausführungsform ist eine erste Phase U der ersten Elektromaschine 18-6a über eine Leitung an dem Anschluss 8-6a zwischen dem ersten und zweiten Strang 4-6a, 4-6b angeschlossen. Eine zweite Phase V der ersten Elektromaschine 18-6a ist über eine Leitung an dem Anschluss 8-6b zwischen dem zweiten und dritten Strang 4-6b, 4-6c angeschlossen. Eine dritte Phase W der ersten Elektromaschine 18-6a ist über eine Leitung an dem zentralen Anschluss 8-6c angeschlossen, der an dem für beide Gruppen gemeinsamen Verbindungspunkt 10-6c angeordnet ist, wobei an diesem zentralen Anschluss 8-6c auch eine dritte Phase W der zweiten Elektromaschine 18-6b über eine Leitung angeschlossen ist. Demnach teilen sich jeweils eine Phase W jeder der beiden Elektromaschinen 18-6a, 18-6b den zentralen Anschluss 8-6c. Eine erste Phase U der zweiten Elektromaschine 18-6b ist über eine Leitung an dem vierten Anschluss 8-6d zwischen dem vierten und fünften Strang 4-6d, 4-6e und eine zweite Phase V der zweiten Elektromaschine 18-6b über eine Leitung an dem fünften Anschluss 8-6e zwischen dem fünften und sechsten Strang 4-6e, 4-6f angeschlossen. On the energy storage system 2-6 here are two electrical machines as electrical loads 18-6a . 18-6b with three phases each U . V . W connected. In this embodiment there is a first phase U the first electric machine 18-6a via a line on the connection 8-6a between the first and second strand 4-6a . 4-6b connected. A second phase V the first electric machine 18-6a is on the line via the connection 8-6b between the second and third strand 4-6b . 4-6C connected. A third phase W the first electric machine 18-6a is via a line to the central connection 8-6c connected at the connection point common to both groups 10-6c is arranged, at this central connection 8-6c also a third phase W the second electric machine 18-6b is connected via a line. Accordingly, one phase is shared W each of the two electric machines 18-6a . 18-6b the central connection 8-6c , A first phase U the second electric machine 18-6b is via a line to the fourth connection 8-6d between the fourth and fifth strand 4-6d . 4-6e and a second phase V the second electric machine 18-6b via a line on the fifth connection 8-6e between the fifth and sixth strand 4-6e . 4-6f connected.

Allerdings ist es auch hier möglich, dass die drei Phasen U, V, W der ersten Elektromaschine 18-6a an den Anschlüssen 8-6a, 8-6b, 8-6c anders als hier explizit beschrieben anschließbar sind. Dasselbe gilt auch für eine alternative Anschlussmöglichkeit der drei Phasen U, V, W der zweiten Elektromaschine 18-6b an den Anschlüssen 8-6d, 8-6e, 8-6f. Das heißt, dass die drei Phasen U, V, W der jeweiligen Elektromaschinen 18-6a, 18-6b hinsichtlich ihres jeweiligen Anschlusses an das Energiespeichersystem 2-6 anders auf die Anschlüsse 8-6a, 8-6b, 8-6c bzw. 8-6c, 8-6d, 8-6e verteilt werden können. Insgesamt sind für die erste Elektromaschine 18-6a zwei eigene Anschlüsse 8-6a, 8-6b und für die zweite Elektromaschine 18-6b zwei eigene Anschlüsse 8-6d, 8-6f vorgesehen, wobei für die beiden Elektromaschinen 18-6a, 18-6b zudem der gemeinsame zentrale Anschluss 8-6c vorgesehen ist.However, it is also possible that the three phases U . V . W the first electric machine 18-6a at the connections 8-6a . 8-6b . 8-6c can be connected differently than described here. The same applies to an alternative connection option for the three phases U . V . W the second electric machine 18-6b at the connections 8-6d . 8-6e . 8-6f , That means the three phases U . V . W of the respective electrical machines 18-6a . 18-6b with regard to their respective connection to the energy storage system 2-6 different on the connectors 8-6a . 8-6b . 8-6c respectively. 8-6c . 8-6d . 8-6e can be distributed. Overall, for the first electric machine 18-6a two separate connections 8-6a . 8-6b and for the second electric machine 18-6b two separate connections 8-6d . 8-6f provided, being for the two electric machines 18-6a . 18-6b also the common central connection 8-6c is provided.

Bei einem Betrieb des Energiespeichersystems 2-6 werden die beiden Elektromaschinen 18-6a, 18-6b mit elektrischer Energie versorgt. Das Diagramm aus 6b zeigt hierzu einen sechseckigen ersten Arbeitsbereich 20-6, der einen runden zweiten Arbeitsbereich 22-6 umhüllt. Auch hier werden die Stränge 4-6a, 4-6b, 4-6c, 4-6d, 4-6e, 4-6f bei einem Betrieb des Energiespeichersystems 2-6 gleichmäßig entladen. Die Stränge 4-6a, 4-6b, 4-6c, 4-6d, 4-6e, 4-6f werden unabhängig voneinander kontrolliert, wobei bspw. mindestens ein Betriebsparameter der Stränge 4-6a, 4-6b, 4-6c, 4-6d, 4-6e, 4-6f berücksichtigt wird. Durch eine geeignete und dynamisch änderbare Stellung und/oder Konfiguration der von den jeweiligen Energiespeichermodulen 6-6a, 6-6b, 6-6c, 6-6d, 6-6e, 6-6f umfassten Schalter ist eine jeweilige Energieentnahme von den einzelnen Strängen 4-6a, 4-6b, 4-6c, 4-6d, 4-6e, 4-6f bzw. von den jeweiligen darin umfassten Energiespeichermodulen 6-6a, 6-6b, 6-6c, 6-6d, 6-6e, 6-6f bzw. von deren Energiespeichereinheiten gut kontrollier- und regelbar, wobei ein Wert der Spannung durch eine jeweils gewählte Stellung der Schalter innerhalb eines jeweiligen Strangs 4-6a, 4-6b, 4-6c, 4-6d, 4-6e, 4-6f eingestellt wird, da durch die Stellung eine schaltungstechnische, bspw. parallele und/oder serielle Anordnung der Energiespeichereinheiten innerhalb des jeweiligen Strangs 4-6a, 4-6b, 4-6c, 4-6d, 4-6e, 4-6f beeinflusst wird.When operating the energy storage system 2-6 become the two electric machines 18-6a . 18-6b supplied with electrical energy. The diagram out 6b shows a hexagonal first work area 20-6 that has a round second work area 22-6 envelops. Again, the strands 4-6a . 4-6b . 4-6C . 4-6d . 4-6e . 4-6f during operation of the energy storage system 2-6 unload evenly. The strands 4-6a . 4-6b . 4-6C . 4-6d . 4-6e . 4-6f are checked independently of one another, for example at least one operating parameter of the strands 4-6a . 4-6b . 4-6C . 4-6d . 4-6e . 4-6f is taken into account. Through a suitable and dynamically changeable position and / or configuration of the respective energy storage modules 6-6a . 6-6b . 6-6c . 6-6d . 6-6e . 6-6f included switch is a respective energy withdrawal from the individual strands 4-6a . 4-6b . 4-6C . 4-6d . 4-6e . 4-6f or of the respective energy storage modules included therein 6-6a . 6-6b . 6-6c . 6-6d . 6-6e . 6-6f or of their energy storage units can be easily controlled and regulated, a value of the voltage being determined by a respectively selected position of the switches within a respective line 4-6a . 4-6b . 4-6C . 4-6d . 4-6e . 4-6f is set because the position means a circuitry, for example parallel and / or serial arrangement of the energy storage units within the respective string 4-6a . 4-6b . 4-6C . 4-6d . 4-6e . 4-6f being affected.

Innerhalb der hier deltaförmig ausgebildeten Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-6 wird ein Ringstrom bereitgestellt, der bei einem Algorithmus zum Kontrollieren des Energiespeichersystems 2-6 berücksichtigt wird. Der Ringstrom ergibt sich bspw. dann, wenn eine Summe einer Spannung sämtlicher Phasen mindestens einer der Elektromaschinen 18-6a, 18-6b, ungleich null ist. Mit dem Ringstrom ist es möglich, Energie zwischen Phasen der Elektromaschinen 18-6a, 18-6b, zu transferieren.Within the delta-shaped embodiment of the energy storage system 2-6 a ring current is provided, which is used in an algorithm for controlling the energy storage system 2-6 is taken into account. The ring current results, for example, when a sum of the voltage of all phases of at least one of the electrical machines 18-6a . 18-6b , is not equal to zero. With the ring current it is possible to transfer energy between phases of the electrical machines 18-6a . 18-6b to transfer.

Die siebte Ausführungsform des elektrischen Energiespeichersystems 2-7 ist in den 7a und 7b jeweils schematisch dargestellt. Dabei unterscheiden sich die beiden Darstellungen der 7a, 7b dadurch voneinander, dass zwei Varianten möglich sind, über die elektrische Lasten, hier bspw. zwei Elektromaschinen 18-7a, 18-7b, an dem Energiespeichersystem 2-7 anschließbar sind.The seventh embodiment of the electrical energy storage system 2-7 is in the 7a and 7b each shown schematically. The two representations of the 7a . 7b in that two variants are possible, via the electrical loads, here, for example, two electrical machines 18-7a . 18-7b , on the energy storage system 2-7 can be connected.

Dieses Energiespeichersystem 2-7 weist sechs Stränge 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f auf. Jeder Strang 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f weist hier vier Energiespeichermodule 6-7a, 6-7b, 6-7c, 6-7d, 6-7e, 6-7f mit jeweils einer Energiespeichereinheit und mehreren Schaltern auf, die zwischen zwei Strangenden eines jeweiligen Strangs 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f hintereinander angeordnet sind, wobei die Energiespeichereinheiten je nach Stellung und/oder Konfiguration der vorgesehenen Schalter zueinander in Reihe und/oder parallel geschaltet sind. Dabei umfasst jeder Strang 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f ein Paar Leitungen, wobei jeweils ein Abschnitt des Paars Leitungen zwei unmittelbar benachbarte Energiespeichermodule 6-7a, 6-7b, 6-7c, 6-7d, 6-7e, 6-7f oder ein jeweiliges Strangende mit einem jeweilig einen Abschluss der hintereinander angeordneten Energiespeichermodule 6-7a, 6-7b, 6-7c, 6-7d, 6-7e, 6-7f bildenden Energiespeichermodul verbindet.This energy storage system 2-7 has six strands 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f on. Every strand 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f shows four here Energy storage modules 6-7a . 6-7B . 6-7c . 6-7d . 6-7e . 6-7f each with an energy storage unit and a plurality of switches between two strand ends of a respective strand 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f are arranged one behind the other, the energy storage units being connected in series and / or in parallel with one another depending on the position and / or configuration of the switches provided. Each strand includes 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f a pair of lines, each section of the pair of lines two immediately adjacent energy storage modules 6-7a . 6-7B . 6-7c . 6-7d . 6-7e . 6-7f or a respective strand end with a respective termination of the energy storage modules arranged one behind the other 6-7a . 6-7B . 6-7c , 6-7d, 6-7e . 6-7f forming energy storage module connects.

Außerdem sind sämtliche Stränge 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f sowie sämtliche Energiespeichermodule 6-7a, 6-7b, 6-7c, 6-7d, 6-7e, 6-7f kreis- bzw. ringförmig zueinander angeordnet, wobei jeweils ein erstes Strangende jeweils eines Strangs 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f jeweils mit einem zweiten Strangende eines ersten unmittelbar benachbarten Strangs 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f und jeweils ein zweites Strangende des jeweiligen Strangs 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f mit einem ersten Strangende eines zweiten unmittelbar benachbarten Strangs 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f verbunden ist.In addition, all strands are 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f as well as all energy storage modules 6-7a . 6-7B . 6-7c . 6-7d . 6-7e . 6-7f arranged in a circular or ring shape to one another, with a first strand end of each strand 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f each with a second strand end of a first immediately adjacent strand 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f and a second strand end of the respective strand 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f with a first strand end of a second immediately adjacent strand 4-7a . 4-7b . 4-7C , 4-7d, 4-7e . 4-7f connected is.

Im Detail sind Strangenden des ersten und zweiten Strangs 4-7a, 4-7b an einem ersten Verbindungspunkt 10-7a miteinander verbunden. Strangenden des zweiten und dritten Strangs 4-7b, 4-7c sind an einem zweiten Verbindungspunkt 10-7b miteinander verbunden. Strangenden des dritten und vierten Strangs 4-7c, 4-7d sind an einem dritten Verbindungspunkt 10-7c miteinander verbunden. Strangenden des vierten und fünften Strangs 4-7d, 4-7e sind an einem vierten Verbindungspunkt 10-7d miteinander verbunden. Strangenden des fünften und sechsten Strangs 4-7e, 4-7f sind an einem fünften Verbindungspunkt 10-7e miteinander verbunden. Strangenden des ersten und sechsten Strangs 4-7a, 4-7f sind an einem sechsten Verbindungspunkt 10-7f miteinander verbunden.In detail are strand ends of the first and second strand 4-7a . 4-7b at a first connection point 10-7a connected with each other. Second and third strand ends 4-7b . 4-7C are at a second connection point 10-7b connected with each other. Third and fourth strand ends 4-7C . 4-7d are at a third connection point 10-7C connected with each other. Fourth and fifth strand ends 4-7d . 4-7e are at a fourth connection point 10-7d connected with each other. 5th and 6th strand ends 4-7e . 4-7f are at a fifth connection point 10-7e connected with each other. Strand ends of the first and sixth strands 4-7a . 4-7f are at a sixth connection point 10-7f connected with each other.

Dabei ist an jeweils einem Verbindungspunkt 10-7a, 10-7b, 10-7c, 10-7d, 10-7e, 10-7f zwischen zwei unmittelbar benachbarten Strängen 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f ein Anschluss 8-7a, 8-7b, 8-7c, 8-7d, 8-7e, 8-7f angeordnet, nämlich ein erster Anschluss 8-7a am ersten Verbindungspunkt 10-7a, ein zweiter Anschluss 8-7b am zweiten Verbindungspunkt 10-7b, ein dritter Anschluss 8-7c am dritten Verbindungspunkt 10-7c, ein vierter Anschluss 8-7d am vierten Verbindungspunkt 10-7d, ein fünfter Anschluss 8-7e am fünften Verbindungspunkt 10-7e und ein sechster Anschluss 8-7f am sechsten Verbindungspunkt 10-7f.There is one connection point each 10-7a . 10-7b . 10-7C . 10-7d . 10-7e . 10-7f between two immediately adjacent strands 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f a connection 8-7a . 8-7b . 8-7c . 8-7d . 8-7e . 8-7f arranged, namely a first connection 8-7a at the first connection point 10-7a , a second connection 8-7b at the second connection point 10-7b , a third connection 8-7c at the third connection point 10-7C , a fourth connection 8-7d at the fourth connection point 10-7d , a fifth port 8-7e at the fifth connection point 10-7e and a sixth connector 8-7f at the sixth connection point 10-7f ,

Wie die in 7a schematisch dargestellte erste Variante der Anschlussmöglichkeit für die Phasen U, V, W der beiden Elektromaschinen 18-7a, 18-7b zeigt, sind Phasen U, V, W der ersten Elektromaschine 18-7a innerhalb der kreisförmigen Anordnung der Stränge 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f bzw. der Verbindungspunkte 10-7a, 10-7b, 10-7c, 10-7d, 10-7e, 10-7f und somit der Anschlüsse 8-7a, 8-7b, 8-7c, 8-7d, 8-7e, 8-7f, an drei unmittelbar hintereinander angeordneten Anschlüssen 8-7f, 8-7a, 8-7b, d. h. dem sechsten, ersten und zweiten Anschluss 8-7f, 8-7a, 8-7b über Leitungen angeschlossen. Weiterhin sind Phasen U, V, W der zweiten Elektromaschine 18-7a innerhalb der kreisförmigen Anordnung der Stränge 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f bzw. Anschlüsse 8-7a, 8-7b, 8-7c, 8-7d, 8-7e, 8-7f an drei unmittelbar hintereinander angeordneten Anschlüssen 8-7c, 8-7d, 8-7e, d. h. dem dritten, vierten und fünften Anschluss 8-7c, 8-7d, 8-7e über Leitungen angeschlossen. Dabei sind zwischen den drei Anschlüssen 8-7a, 8-7b, 8-7f für die Phasen U, V, W der ersten Elektromaschine 18-7a zwei Stränge 4-7a, 4-7b und zwischen den drei Anschlüssen 8-7c, 8-7d, 8-7e für die Phasen U, V, W der zweiten Elektromaschine 18-7b ebenfalls zwei Stränge 4-7d, 4-7e angeordnet. Ferner sind der dritte Strang 4-7c und der sechste Strang 4-7f jeweils zwischen zwei Anschlüssen 8-7b, 8-7c bzw. 8-7e, 8-7f angeordnet, an denen jeweils eine Phase U, V, W einer der beiden Elektromaschinen 18-7a, 18-7b angeschlossen ist, wobei diese beiden Stränge 4-7c, 4-7f jeweils an beiden Elektromaschinen 18-7a, 18-7b angeschlossen sind.Like the one in 7a schematically illustrated first variant of the connection possibility for the phases U . V . W of the two electric machines 18-7a . 18-7b shows are phases U . V . W the first electric machine 18-7a within the circular arrangement of the strands 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f or the connection points 10-7a . 10-7b . 10-7C . 10-7d . 10-7e . 10-7f and thus the connections 8-7a . 8-7b . 8-7c . 8-7d . 8-7e . 8-7f , on three connections arranged directly one behind the other 8-7f . 8-7a . 8-7b , ie the sixth, first and second connection 8-7f . 8-7a . 8-7b connected via lines. There are also phases U . V . W the second electric machine 18-7a within the circular arrangement of the strands 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f or connections 8-7a . 8-7b . 8-7c . 8-7d . 8-7e . 8-7f on three connections arranged directly one behind the other 8-7c . 8-7d . 8-7e , ie the third, fourth and fifth connection 8-7c . 8-7d . 8-7e connected via lines. There are between the three connections 8-7a . 8-7b . 8-7f for the phases U . V . W the first electric machine 18-7a two strands 4-7a . 4-7b and between the three ports 8-7c . 8-7d . 8-7e for the phases U . V . W the second electric machine 18-7b also two strands 4-7d . 4-7e arranged. Furthermore, the third strand 4-7C and the sixth strand 4-7f between two connections 8-7b . 8-7c respectively. 8-7e . 8-7f arranged, each with a phase U . V . W one of the two electric machines 18-7a . 18-7b is connected, these two strands 4-7C . 4-7f each on both electrical machines 18-7a . 18-7b are connected.

Im Unterschied hierzu ist bei der in 7b schematisch dargestellten zweite Variante der Anschlussmöglichkeit für die Phasen U, V, W der beiden Elektromaschinen 18-7a, 18-7b vorgesehen, dass die Phasen U, V, W der beiden Elektromaschinen 18-7a, 18-7b über Leitungen abwechselnd an den kreisförmig hintereinander angeordneten Anschlüssen 8-7a, 8-7b, 8-7c, 8-7d, 8-7e, 8-7f angeschlossen sind. Je nach Bezeichnung und Reihenfolge der Phasen U, V, W jeweils einer Elektromaschine 18-7a, 18-7b ist hier im Uhrzeigersinn bspw. an dem ersten Anschluss 10-7a die erste Phase U der zweiten Elektromaschine 18-7b, an dem nächsten zweiten Anschluss 10-7b die erste Phase U der ersten Elektromaschine 18-7a, an dem nächsten dritten Anschluss 10-7c die zweite Phase V der zweiten Elektromaschine 18-7b, an dem nächsten vierten Anschluss 10-7d die zweite Phase V der ersten Elektromaschine 18-7a, an dem nächsten fünften Anschluss 10-7e die dritte Phase W der zweiten Elektromaschine 18-7b und an dem nächsten sechsten Anschluss 10-7f die dritte Phase W der ersten Elektromaschine 18-7a angeschlossen. Somit ist jeweils ein Strang 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f zwischen zwei Anschlüssen 8-7a, 8-7b, 8-7c, 8-7d, 8-7e, 8-7f angeordnet, wobei jeweils einer der beiden Anschlüsse 8-7a, 8-7b, 8-7c, 8-7d, 8-7e, 8-7f für eine Phase U, V, W der einen Elektromaschine 18-7a, 18-7b und der entsprechend andere der beiden Anschlüsse 8-7a, 8-7b, 8-7c, 8-7d, 8-7e, 8-7f für eine Phase der anderen Elektromaschine 18-7a, 18-7b vorgesehen ist.In contrast to that in the 7b schematically represented second variant of the connection possibility for the phases U . V . W of the two electric machines 18-7a . 18-7b provided that the phases U . V . W of the two electric machines 18-7a . 18-7b via cables alternately at the connections arranged in a circle one behind the other 8-7a . 8-7b . 8-7c . 8-7d . 8-7e . 8-7f are connected. Depending on the name and sequence of the phases U . V . W one electric machine each 18-7a . 18-7b is here clockwise at the first connection, for example 10-7a the first phase U the second electric machine 18-7b , on the next second connection 10-7b the first phase U the first electric machine 18-7a , on the next third connection 10-7C the second phase V the second electric machine 18-7b , on the next fourth connection 10-7d the second phase V the first electric machine 18-7a , on the next fifth port 10-7e the third phase W the second electric machine 18-7b and on the next sixth connector 10-7f the third phase W the first electric machine 18-7a connected. So there is one strand each 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f between two connections 8-7a . 8-7b . 8-7c . 8-7d . 8-7e . 8-7f arranged, each one of the two connections 8-7a . 8-7b . 8-7c . 8-7d . 8-7e . 8-7f for one phase U . V . W the one electric machine 18-7a . 18-7b and the corresponding other of the two connections 8-7a . 8-7b . 8-7c . 8-7d . 8-7e . 8-7f for one phase of the other electric machine 18-7a . 18-7b is provided.

Hier ist bei beiden Varianten jeder Strang 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f mit zwei Phasen U, V, W mindestens einer der Elektromaschinen 18-7a, 18-7b, verbunden. In 7a sind der erste, zweite, vierte und fünfte Strang 4-7a, 4-7b, 4-7d, 4-7e mit zwei Phasen U, V, W lediglich einer Elektromaschine 18-7a bzw. 18-7b verbunden. Der dritte und sechste Strang 4-7c, 4-7f sind in 7a jeweils mit einer Phase U, V, W der ersten Elektromaschine 18-7a und mit einer Phase der zweiten Elektromaschine 18-7b verbunden. In 7b ist dagegen jeder Strang 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f jeweils mit einer Phase U, V, W der ersten und mit einer Phase der zweiten Elektromaschine 18-7a, 18-7b verbunden. Bei einem Betrieb des Energiespeichersystems 2-7 werden sämtliche Stränge 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f und/oder deren Energiespeichermodule 6-7a, 6-7b, 6-7c, 6-7d, 6-7e, 6-7f bzw. Energiespeichereinheiten der Energiespeichermodule 6-7a, 6-7b, 6-7c, 6-7d, 6-7e, 6-7f gleichmäßig entladen, was u. a. dann der Fall ist, wenn beide Elektromaschinen 18-7a, 18-7b gleichmäßig mechanisch belastet werden.Here is each strand in both variants 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f with two phases U . V . W at least one of the electrical machines 18-7a . 18-7b , connected. In 7a are the first, second, fourth and fifth strand 4-7a . 4-7b . 4-7d . 4-7e with two phases U . V . W just an electric machine 18-7a respectively. 18-7b connected. The third and sixth strand 4-7C . 4-7f are in 7a each with a phase U . V . W the first electric machine 18-7a and with a phase of the second electric machine 18-7b connected. In 7b every strand is against it 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f each with a phase U . V . W the first and with a phase of the second electric machine 18-7a . 18-7b connected. When operating the energy storage system 2-7 are all strands 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f and / or their energy storage modules 6-7a . 6-7B . 6-7c . 6-7d . 6-7e . 6-7f or energy storage units of the energy storage modules 6-7a . 6-7B . 6-7c . 6-7d . 6-7e . 6-7f evenly discharged, which is the case, for example, if both electrical machines 18-7a . 18-7b be mechanically loaded evenly.

Innerhalb beider Varianten der siebten Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-7 wird hierbei ein Ringstrom bereitgestellt. Üblicherweise hängt eine Kontrolle und somit Steuerung und/oder Regelung der Stränge 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f von einer Anzahl an Energiespeichermodulen 6-7a, 6-7b, 6-7c, 6-7d, 6-7e, 6-7f ab. Da hier sämtliche Stränge 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f, insbesondere die von beiden Elektromaschinen 18-7a, 18-7b gemeinsam benutzten Stränge 4-7a, 4-7b, 4-7c, 4-7d, 4-7e, 4-7f dieselbe Anzahl an Energiespeichermodulen 6-7c, 6-7f sowie dieselbe Länge aufweisen, sind sie unabhängig voneinander kontrollierbar. Eine gesamte Anzahl an Energiespeichermodulen 6-7a, 6-7b, 6-7c, 6-7d, 6-7e, 6-7f der siebten Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-7 entspricht 175% +/- 60% an Energiespeichermodulen 6-5a, 6-5b, 6-5c, 6-5d, 6-5e, 6-5f der fünften Ausführungsform. Auch hier ergibt sich aufgrund der ringförmigen Topologie der Ringstrom, der bei einem Kontrollieren des Energiespeichersystems 2-7 berücksichtigt wird. Dabei ist es durch Einstellen des Ringstroms möglich, Energiespeichermodule 6-7a, 6-7b, 6-7c, 6-7d, 6-7e, 6-7f für sämtliche Phasen der Elektromaschinen 18-7a, 18-7b auszubalancieren.Within both variants of the seventh embodiment of the energy storage system 2-7 a ring current is provided. A control and thus control and / or regulation of the strands usually depends 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f of a number of energy storage modules 6-7a . 6-7B . 6-7c . 6-7d . 6-7e . 6-7f from. Since all strands here 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d . 4-7e . 4-7f , especially that of both electrical machines 18-7a . 18-7b shared strands 4-7a . 4-7b . 4-7C . 4-7d , 4-7e, 4-7f the same number of energy storage modules 6-7c . 6-7f and of the same length, they can be checked independently of one another. A total number of energy storage modules 6-7a . 6-7B . 6-7c . 6-7d . 6-7e . 6-7f the seventh embodiment of the energy storage system 2-7 corresponds to 175% +/- 60% of energy storage modules 6-5a . 6-5b . 6-5c . 6-5d . 6-5e . 6-5f the fifth embodiment. Here too, due to the ring-shaped topology, the ring current results when the energy storage system is checked 2-7 is taken into account. It is possible by adjusting the ring current, energy storage modules 6-7a . 6-7B . 6-7c . 6-7d . 6-7e . 6-7f for all phases of electrical machines 18-7a . 18-7b balance.

Die achte Ausführungsform des elektrischen Energiespeichersystems 2-8 ist in 8 schematisch dargestellt. Dabei weist dieses Energiespeichersystem 2-8 fünf Stränge 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d, 4-8e auf, nämlich vier äußere bzw. periphäre Stränge 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d und einen inneren bzw. zentralen Strang 4-8e. Jeder Strang 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d, 4-8e weist hier vier Energiespeichermodule 6-8a, 6-8b, 6-8c, 6-8d, 6-8e auf, die zwischen zwei Strangenden eines jeweiligen Strangs 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d, 4-8e hintereinander angeordnet und deren Energiespeichereinheiten in Reihe und/oder parallel zueinander geschaltet sind. Jeder Strang 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d, 4-8e weist ein Paar Leitungen auf, wobei jeweils ein Abschnitt dieses Paars Leitungen zwei unmittelbar benachbarte Energiespeichermodule 6-8a, 6-8b, 6-8c, 6-8d, 6-8e sowie jeweils ein Strangende, an dem dieser Abschnitt des Paars Leitungen endet, mit einem Energiespeichermodul 6-8a, 6-8b, 6-8c, 6-8d, 6-8e verbindet.The eighth embodiment of the electrical energy storage system 2-8 is in 8th shown schematically. This energy storage system 2-8 five strands 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d . 4-8e on, namely four outer or peripheral strands 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d and an inner or central strand 4-8e , Every strand 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d, 4-8e has four energy storage modules 6-8a . 6-8b . 6-8c . 6-8d . 6-8e on that between two strand ends of a respective strand 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d . 4-8e Arranged one behind the other and whose energy storage units are connected in series and / or parallel to one another. Every strand 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d . 4-8e has a pair of lines, each section of this pair of lines having two immediately adjacent energy storage modules 6-8a . 6-8b . 6-8c . 6-8d . 6-8e and in each case one end of the strand at which this section of the pair of lines ends, with an energy storage module 6-8a . 6-8b . 6-8c . 6-8d . 6-8e combines.

Außerdem sind ein erster, ein zweiter, ein dritter und ein vierter äußerer Strang 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d sowie deren Energiespeichermodule 6-8a, 6-8b, 6-8c, 6-8d in einem äußeren Kreis bzw. Ring hintereinander angeordnet. Dagegen sind der fünfte innere Strang 4-8e und dessen Energiespeichermodule 6-8e je nach Definition zwischen einer ersten Gruppe, die aus dem ersten und zweiten äußeren Strang 4-8a, 4-8b besteht, und einer zweiten Gruppe, die aus dem dritten und vierten äußeren Strang 4-8c, 4-8d besteht, angeordnet. Hierbei sind der erste, zweite und fünfte Strang 4-8a, 4-8b, 4-8e in einem ersten inneren Kreis bzw. Ring hintereinander angeordnet. Der dritte, vierte und fünfte Strang 4-8c, 4-8d, 4-8e sind in einem zweiten inneren Kreis bzw. Ring hintereinander angeordnet. Dabei ist der fünfte innere Strang 4-8e als Komponente von beiden inneren Kreisen ausgebildet.There are also a first, a second, a third and a fourth outer strand 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d as well as their energy storage modules 6-8a . 6-8b . 6-8c . 6-8d arranged one behind the other in an outer circle or ring. In contrast are the fifth inner strand 4-8e and its energy storage modules 6-8e depending on the definition between a first group consisting of the first and second outer strand 4-8a . 4-8b and a second group consisting of the third and fourth outer strand 4-8c . 4-8d exists, arranged. Here are the first, second and fifth strands 4-8a . 4-8b . 4-8e arranged one behind the other in a first inner circle or ring. The third, fourth and fifth strand 4-8c . 4-8d . 4-8e are arranged one behind the other in a second inner circle or ring. Here is the fifth inner strand 4-8e formed as a component of both inner circles.

Weiterhin umfassen das Energiespeichersystem 2-8 sowie dessen äußerer Kreis im Uhrzeigersinn einen ersten Verbindungspunkt 10-8a, der Strangenden des ersten und zweiten Strangs 4-8a, 4-8b verbindet und einen ersten daran angeordneten Anschluss 8-8a, sowie einen zweiten Verbindungspunkt 10-8b mit einem daran angeordneten zweiten Anschluss 8-8b, der den zweiten Strang 4-8b mit einem Abschnitt eines weiteren Paars Leitungen verbindet, der weiterhin an einem siebten Verbindungspunkt 10-8g endet, der weiterhin über einen Abschnitt eines Paars Leitungen mit einem dritten Verbindungspunkt 10-8c verbunden ist, an dem ein dritter Anschluss 8-8c angeordnet ist, der mit einem Strangende eines dritten Strangs 4-8c verbunden ist. Der dritte Strang 4-8c ist über einen vierten Verbindungspunkt 10-8d, an dem ein vierter Anschluss 8-8d angeordnet ist, mit einem vierten Strang 4-8d verbunden, der weiterhin mit einem fünften Verbindungspunkt 10-8e verbunden ist, an dem ein fünfter Anschluss 8-8e angeordnet ist. Der fünfte Verbindungspunkt 10-8e ist über einen Abschnitt eines Paars Leitungen mit einem achten Verbindungspunkt 10-8h verbunden, der über einen Abschnitt eines weiteren Paars Leitungen mit einem sechsten Verbindungspunkt 10-8f verbunden ist, der wiederum mit dem ersten Strang 4-8a verbunden ist, wobei an dem sechsten Verbindungspunkt 10-8f ein sechster Anschluss 8-8f angeordnet ist.Furthermore include the energy storage system 2-8 and its outer circle clockwise a first connection point 10-8a , the strand ends of the first and second strand 4-8a . 4-8b connects and a first connector 8-8a arranged thereon, and a second connection point 10-8b with a second connection arranged thereon 8-8b which is the second strand 4-8b connects to a portion of another pair of lines that continues at a seventh connection point 10-8g that continues over a portion of a pair of lines with a third connection point 10-8c is connected to a third connection 8-8c is arranged with one strand end of a third strand 4-8c connected is. The third strand 4-8c is over a fourth connection point 10-8d on which a fourth connector 8-8D is arranged with a fourth strand 4-8d connected, which continues to a fifth connection point 10-8e is connected to a fifth connector 8-8e is arranged. The fifth connection point 10-8e is over a section of a pair of lines with an eighth connection point 10-8h connected to a sixth connection point via a section of a further pair of lines 10-8f which is in turn connected to the first strand 4-8a is connected, at the sixth connection point 10-8f a sixth connector 8-8f is arranged.

Der innere fünfte Strang 4-8e ist einerseits über den siebten Verbindungspunkt 10-8g und andererseits über den achten Verbindungspunkt 10-8h mit dem äußeren Kreis verbunden. Dabei ist jeweils ein Strangende bzw. ein daran endender Abschnitt des Paars Leitungen des fünften Strangs 4-8e je nach Definition ggf. indirekt über einen Abschnitt eines weiteren Paars Leitungen mit jeweils einem Verbindungspunkt 10-8g, 10-8h oder mit diesem Verbindungspunkt 10-8g, 10-8h direkt verbunden. Weiterhin ist der fünfte Strang 4-8e einerseits über den siebten Verbindungspunkt 10-8g mit dem zweiten und dritten Verbindungspunkt 10-8b, 10-8c sowie dem zweiten und dritten Strang 4-8b, 4-8c und andererseits über den achten Verbindungspunkt 10-8h mit dem ersten und vierten Strang 4-8a, 4-8d sowie dem fünften und sechsten Verbindungspunkt 10-8e, 10-8f verbunden.The inner fifth strand 4-8e is on the one hand over the seventh connection point 10-8g and on the other hand via the eighth connection point 10-8h connected to the outer circle. In this case, one strand end or a section of the pair of lines of the fifth strand ending thereon 4-8e depending on the definition, possibly indirectly via a section of a further pair of lines, each with a connection point 10-8g . 10-8h or with this connection point 10-8g . 10-8h directly connected. Furthermore, the fifth strand 4-8e on the one hand via the seventh connection point 10-8g with the second and third connection point 10-8b . 10-8c as well as the second and third strand 4-8b . 4-8c and on the other hand via the eighth connection point 10-8h with the first and fourth strand 4-8a . 4-8d and the fifth and sixth connection point 10-8e . 10-8f connected.

Wie 8 im Detail schematisch zeigt, weist der äußere Ring bzw. Kreis zwei Paare Leitungen mit einer äußeren und einer inneren Leitung auf, wobei Abschnitte dieser beiden Leitungen Energiespeichermodule 6-8a, 6-8b, 6-8c, 6-8d jeweils eines der ersten vier Stränge 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d untereinander, die ersten vier Stränge 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d mit den Verbindungspunkten 10-8a, 10-8b, 10-8c, 10-8d, 10-8e, 10-8f sowie auch Verbindungspunkte 10-8b, 10-8c, 10-8e, 10-8f, 10-8g, 10-8h miteinander verbindet. Der innere fünfte Strang 4-8e ist über einen ersten Abschnitt einer ersten Leitung, die auch dessen Energiespeichermodule 6-8e verbindet, an dem siebten Verbindungspunkt 10-8g mit der inneren Leitung und über einen zweiten Abschnitt der ersten Leitung an dem achten Verbindungspunkt 10-8h mit der äußeren Leitung des äußeren Rings verbunden, wohingegen der innere fünfte Strang 4-8e über einen ersten Abschnitt einer zweiten Leitung, die dessen Energiespeichermodule 6-8e ebenfalls verbindet, an dem siebten Verbindungspunkt 10-8g mit der äußeren Leitung und über einen zweiten Abschnitt der zweiten Leitung an dem achten Verbindungspunkt 10-8h mit der inneren Leitung des äußeren Rings verbunden ist. Über die Verbindungspunkte 10-8g und 10-8h ist der fünfte Strang 4-8e mit den Anschlüssen 8-8b, 8-8c bzw. 8-8e, 8-8f verbunden, d. h. der innere Strang 4-8e weist an seinen jeweiligen Strangenden jeweils zumindest mittelbar zwei Anschlüsse auf.How 8th Shows schematically in detail, the outer ring or circle has two pairs of lines with an outer and an inner line, sections of these two lines energy storage modules 6-8a . 6-8b . 6-8c . 6-8d one of the first four strands each 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d with each other, the first four strands 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d with the connection points 10-8a . 10-8b . 10-8c . 10-8d . 10-8e . 10-8f as well as connection points 10-8b . 10-8c . 10-8e . 10-8f . 10-8g . 10-8h connects with each other. The inner fifth strand 4-8e is over a first section of a first line, which is also its energy storage module 6-8e connects at the seventh connection point 10-8g with the inner line and via a second section of the first line at the eighth connection point 10-8h connected to the outer lead of the outer ring, whereas the inner fifth strand 4-8e via a first section of a second line, the energy storage modules 6-8e also connects at the seventh connection point 10-8g with the outer line and via a second section of the second line at the eighth connection point 10-8h is connected to the inner line of the outer ring. Via the connection points 10-8g and 10-8h is the fifth strand 4-8e with the connections 8-8b . 8-8c respectively. 8-8e . 8-8f connected, ie the inner strand 4-8e has at least two connections on its respective strand ends at least indirectly.

An dem Energiespeichersystem 2-8 sind hier jeweils drei Phasen U, V, W einer ersten und einer zweiten Elektromaschine 18-8a, 18-8b als elektrische Lasten angeschlossen. Unabhängig von einer explizit vorgesehenen Bezeichnung und/oder Reihenfolge der Phasen U, V, W der ersten Elektromaschine 18-8a ist jeweils eine Phase U, V, W über eine Leitung an einem Anschluss 8-8a, 8-8b, 8-8f, der definitionsgemäß auch in den ersten inneren Ring integriert ist, angeschlossen, wobei jeweils ein Anschluss 8-8a, 8-8b, 8-8f eine Phase U, V, W auch mit der inneren Leitung des äußeren Rings verbindet. Weiterhin ist jeweils eine Phase U, V, W der ersten Elektromaschine 18-8a zwischen zwei unmittelbar benachbarten Strängen 4-8a, 4-8b, 4-8e des definitionsgemäß ersten inneren Rings mit diesem verbunden. Jeweils eine Phase U, V, W der zweiten Elektromaschine 18-8b ist über eine Leitung an einem Anschluss 8-8c, 8-8d, 8-8e, der definitionsgemäß auch in den zweiten inneren Ring integriert ist, angeschlossen, wobei jeweils ein Anschluss 8-8c, 8-8c, 8-8c eine Phase U, V, W auch mit der inneren Leitung des äußeren Rings verbindet. Weiterhin ist jeweils eine Phase U, V, W der zweiten Elektromaschine 18-8b zwischen zwei unmittelbar benachbarten Strängen 4-8c, 4-8d, 4-8e des definitionsgemäß zweiten inneren Rings mit diesem verbunden.On the energy storage system 2-8 here are three phases each U . V . W a first and a second electric machine 18-8a . 18-8b connected as electrical loads. Regardless of an explicitly provided name and / or order of the phases U . V . W the first electric machine 18-8a is a phase at a time U . V . W via a line at a connection 8-8a . 8-8b . 8-8f , which by definition is also integrated in the first inner ring, with one connection each 8-8a . 8-8b . 8-8f a phase U . V . W also connects to the inner lead of the outer ring. There is also a phase U . V . W the first electric machine 18-8a between two immediately adjacent strands 4-8a . 4-8b . 4-8e of the first inner ring by definition connected to it. One phase at a time U . V . W the second electric machine 18-8b is on a line at a connection 8-8c . 8-8D . 8-8e , which by definition is also integrated in the second inner ring, with one connection each 8-8c . 8-8c . 8-8c a phase U . V . W also connects to the inner lead of the outer ring. There is also a phase U . V . W the second electric machine 18-8b between two immediately adjacent strands 4-8c . 4-8d . 4-8e of the second inner ring by definition connected to it.

Bei einem Betrieb des Energiespeichersystems 2-8 werden die Stränge 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d, 4-8e unabhängig voneinander kontrolliert und somit gesteuert und/oder geregelt, wobei bspw. auch mindestens ein Betriebsparameter der Stränge 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d, 4-8e kontrolliert wird. In Ausgestaltung wird der innere fünfte Strang 4-8e, der insgesamt mit vier Phasen U, V, W der beiden Elektromaschinen 18-8a, 18-b verbunden ist, schneller, bspw. doppelt so schnell wie die vier Stränge 4-8a, 4-8b, 4-8c, 4-8d, die definitionsgemäß in den äußeren Ring integriert jedoch jeweils nur mit zwei Phasen U, V, W lediglich einer der beiden Elektromaschinen 18-8a, 18-b verbunden sind, entladen.When operating the energy storage system 2-8 become the strands 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d . 4-8e controlled independently of one another and thus controlled and / or regulated, for example also at least one operating parameter of the strands 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d . 4-8e is checked. In an embodiment, the inner fifth strand 4-8e with a total of four phases U . V . W of the two electric machines 18-8a . 18-b connected, faster, for example twice as fast as the four strands 4-8a . 4-8b . 4-8c . 4-8d which, by definition, only integrates into the outer ring with two phases U . V . W just one of the two electric machines 18-8a . 18-b connected, discharge.

Die achte Ausführungsform des elektrischen Energiespeichersystems 2-8 ist zu der vierten sternförmigen Ausführungsform äquivalent, die ebenfalls fünf Stränge 4-4a, 4-4b, 4-4c, 4-4d mit Energiespeichermodulen 4-4a, 4-4b, 4-4c, 4-4d, 44e umfasst. Eine Anzahl an Energiespeichermodulen 4-4a, 4-4b, 4-4c, 44d, 4-4e beträgt im Vergleich zu der fünften Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-5 146% +/- 43%.The eighth embodiment of the electrical energy storage system 2-8 is equivalent to the fourth star-shaped embodiment, which also has five strands 4-4a . 4-4b . 4-4c . 4-4d with energy storage modules 4-4a . 4-4b . 4-4c . 4-4d . 44e includes. A number of energy storage modules 4-4a . 4-4b . 4-4c . 44d . 4-4e is compared to the fifth embodiment of the energy storage system 2-5 146% +/- 43%.

Die in den 9a, 9b, 9c, 9d, 9e gezeigten Ausführungsformen der Anordnung weisen jeweils eine schematisch dargestellte neunte Ausführungsform des elektrischen Energiespeichersystems 2-9 auf, das, wie die anderen bereits beschriebenen Ausführungsformen des Energiespeichersystems 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, mehrere Stränge aufweist, wobei jeweils ein Strang mehrere hintereinander angeordnete elektrische Energiespeichermodule aufweist. Das Energiespeichersystem 2-9 weist hier drei Anschlüsse für Phasen U, V, W von hier jeweils zwei Elektromaschinen 18-9a, 18-9b (9a, 9b), 18-9a, 18-9c (9c, 9d, 9e) auf. Dabei ist vorgesehen, dass das Energiespeichersystem 2-9 einen dreiphasigen modularen Multilevelkonverter (modular multilevel converter, MMC) als Wechselstromquelle oder eine normale Batterie als Gleichstromquelle und somit als Energiespeichereinheit aufweist. Außerdem ist jeder von drei Anschlüssen und/oder Ausgängen des Energiespeichersystems 2-9 jeweils mit einer primären Leitung verbunden, die weiterhin in mindestens zwei sekundäre Leitungen verzweigt ist. Da das Energiespeichersystem 2-9 den Multilevelkonverter umfasst, ist es möglich, den Elektromaschinen 18-9a, 18-9b, 18-9c je nach Bedarf unterschiedlich hoch einstellbare Spannungsniveaus bereitzustellen.The in the 9a . 9b . 9c . 9d . 9e The embodiments of the arrangement shown each have a schematically illustrated ninth embodiment of the electrical energy storage system 2-9 on, like the other previously described embodiments of the energy storage system 2-1 . 2-2 . 2-3 . 2-4 . 2-5 . 2-6 . 2-7 . 2-8 , has several strands, each strand having a plurality of electrical energy storage modules arranged one behind the other. The energy storage system 2-9 has three connections for phases U . V . W from here two electric machines 18-9a . 18-9b ( 9a . 9b) . 18-9a . 18-9c ( 9c . 9d . 9e) on. It is provided that the energy storage system 2-9 has a three-phase modular multilevel converter (MMC) as an AC power source or a normal battery as a DC power source and thus as an energy storage unit. In addition, each of three connections and / or outputs of the energy storage system 2-9 each connected to a primary line, which is further branched into at least two secondary lines. Because the energy storage system 2-9 includes the multilevel converter, it is possible to the electrical machines 18-9a . 18-9b . 18-9c to provide voltage levels that can be set at different levels depending on requirements.

Bei der ersten Ausführungsform der Anordnung (9a) ist das Energiespeichersystem 2-9 als erste Energiequelle mit Windungen eines Stators der ersten Elektromaschine 18-9a, hier einer Asynchronmaschine (doubly fed induction machine, DFIM), und mit Windungen eines Stators der zweiten Elektromaschine 18-9b, hier einer Wechselstrommaschine, verbunden. Außerdem sind Windungen eines Rotors der ersten Elektromaschine 18-9a mit einer weiteren, zweiten Energiequelle 33-9 verbunden, die bspw. als weitere Ausführungsform des Energiespeichersystems und/oder als Multilevelkonverter ausgebildet ist. Alternativ umfasst diese weitere Energiequelle 33-9 eine Gleichstromquelle und einen Leistungswandler, wobei, bspw. in einem Fahrzeug, vorteilhafterweise nur ein derartiger Leistungswandler oder Wechselrichter bzw. Inverter erforderlich ist. Mit der zusätzlichen Energiequelle 33-9, die hier von dem ersten Energiespeichersystem 2-9 unabhängig ist und bspw. Wicklungen eines Rotors der Elektromaschine 18-9a antreibt, ist eine Wechselspannung bzw. ein Wechselstrom bereitstellbar. Es ist auch möglich, dass hier mehr Elektromaschinen 18-9a, 18-9b an das Energiespeichersystem 2-9 anschließbar und mit elektrischer Energie zu versorgen sind, wobei jeweils Windungen eines Rotors einer als Asynchronmaschine ausgebildeten Elektromaschine 18-9a die weitere Energiequelle 33-9 zuzuordnen ist. Falls zwei Elektromaschinen 18-9a, 18-9b vorgesehen sind, ist bei einer möglichen Anwendung in einem Fahrzeug jeder Achse des Fahrzeugs eine Elektromaschine 18-9a, 18-9b zuzuordnen. Falls vier Elektromaschinen 18-9a, 18-9b vorgesehen sind, ist bei einer möglichen Anwendung in einem Fahrzeug jedem Rad des Fahrzeugs eine Elektromaschine 18-9a, 18-9b zuzuordnen.In the first embodiment of the arrangement ( 9a) is the energy storage system 2-9 as the first energy source with windings of a stator first electric machine 18-9a , here an asynchronous machine (doubly fed induction machine, DFIM), and with windings of a stator of the second electric machine 18-9b , here an AC machine. In addition, turns of a rotor of the first electric machine 18-9a with another, second energy source 33-9 connected, which is designed, for example, as a further embodiment of the energy storage system and / or as a multilevel converter. Alternatively, this includes another energy source 33-9 a direct current source and a power converter, wherein, for example in a vehicle, advantageously only such a power converter or inverter or inverter is required. With the additional energy source 33-9 that here from the first energy storage system 2-9 is independent and, for example, windings of a rotor of the electric machine 18-9a drives, an alternating voltage or an alternating current can be provided. It is also possible that there are more electrical machines 18-9a . 18-9b to the energy storage system 2-9 can be connected and supplied with electrical energy, each winding of a rotor of an asynchronous machine designed as an electric machine 18-9a the further energy source 33-9 is to be assigned. If two electrical machines 18-9a . 18-9b are provided, in one possible application in a vehicle, each axis of the vehicle is an electric machine 18-9a . 18-9b assigned. If four electrical machines 18-9a . 18-9b are provided, in one possible application in a vehicle, each wheel of the vehicle is an electric machine 18-9a . 18-9b assigned.

Eine jeweils anhand der 9b bis 9e gezeigten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung weisen neben dem Energiespeichersystem 2-9 als erster Energiequelle mindestens einen elektrischen Umrichter bzw. Wandler 46-9a, 46-9b, 46-9c auf. Dabei ist das Energiespeichersystem 2-9 über die Leitungen und somit einem Netz bzw. Netzwerk an Leitungen mit zwei Elektromaschinen 18-9a, 18-9b, 18-9c verbunden bzw. daran angeschlossen. Dabei ist hier definitionsgemäß vorgesehen, dass das Energiespeichersystem 2-9 einerseits als erste Energiequelle lediglich über Leitungen mit Windungen von Statoren der Elektromaschinen 18-9a, 18-9b, 18-9c verbunden und dazu ausgebildet ist, diese Windungen der Statoren mit elektrischer Energie zu versorgen. Außerdem ist hier definitionsgemäß vorgesehen, dass das Energiespeichersystem 2-9 andererseits auch als zweite Energiequelle über Leitungen und Wandler 46-9a, 46-9b (9b, 9c, 9e) mit Windungen eines Rotors der jeweiligen Elektromaschinen 18-9b, 18-9c verbunden und dazu ausgebildet ist, diese Windungen der Rotoren ebenfalls mit elektrischer Energie zu versorgen.One each based on the 9b to 9e Embodiments of the arrangement according to the invention shown have in addition to the energy storage system 2-9 at least one electrical converter or converter as the first energy source 46-9a . 46-9b . 46-9c on. Here is the energy storage system 2-9 over the lines and thus a network or network of lines with two electrical machines 18-9a . 18-9b . 18-9c connected or connected to it. It is provided here by definition that the energy storage system 2-9 on the one hand as the first energy source only via lines with turns of stators of the electrical machines 18-9a . 18-9b . 18-9c is connected and designed to supply these windings of the stators with electrical energy. It is also provided here by definition that the energy storage system 2-9 on the other hand, also as a second energy source via lines and converters 46-9a . 46-9b ( 9b . 9c . 9e) with turns of a rotor of the respective electrical machine 18-9b . 18-9c is connected and designed to also supply these windings of the rotors with electrical energy.

Außerdem ist, wie in den 9d und 9e gezeigt, eine erste der Elektromaschinen 18-9a, 18-9c neben dem Energiespeichersystem 2-9 als erster Energiequelle für Windungen der Statoren der Elektromaschinen 18-9a bzw. 18-9c als weitere zweite Energiequelle für Windungen eines Rotors einer jeweils anderen bzw. zweiten Elektromaschine 18-9c bzw. 18-9a vorgesehen und mit diesen verbunden, wobei diese erste Elektromaschine 18-9a bzw. 18-9c bspw. als Generator betrieben wird, und wobei die weitere zweite Elektromaschine 18-9c bzw. 18-9a deren Windungen des Rotors mit elektrischer Energie versorgt werden, als Motor betrieben wird.Also, as in the 9d and 9e shown a first of the electrical machines 18-9a . 18-9c next to the energy storage system 2-9 as the first energy source for windings of the stators of the electrical machines 18-9a respectively. 18-9c as a further second energy source for windings of a rotor of a different or second electric machine 18-9c respectively. 18-9a provided and connected to these, said first electric machine 18-9a respectively. 18-9c is operated as a generator, for example, and the further second electric machine 18-9c respectively. 18-9a whose windings of the rotor are supplied with electrical energy is operated as a motor.

Dabei sind die erste und zweite Elektromaschine 18-9a, 18-9b, 18-9c über einen Wandler 46-9c miteinander verbunden, wobei der Wandler 46-9c einerseits mit Windungen des Rotors der ersten Elektromaschine 18-9a bzw. 18-9c und andererseits mit Windungen des Rotors der zweiten Elektromaschine 18-9c bzw. 18-9a verbunden bzw. daran angeschlossen sind.Here are the first and second electric machines 18-9a . 18-9b . 18-9c via a converter 46-9c interconnected, the transducer 46-9c on the one hand with turns of the rotor of the first electric machine 18-9a respectively. 18-9c and on the other hand with turns of the rotor of the second electric machine 18-9c respectively. 18-9a connected or connected to it.

Bei den Ausführungsformen gemäß der 9b, 9c und 9e ist mindestens ein Wandler 46-9a, 46-9b über Leitungen des Netzes mit dem Energiespeichersystem 2-9 verbunden bzw. daran angeschlossen. Bei der in 9d dargestellten Ausführungsform ist der Wandler 46-9c über Leitungen mit den beiden Elektromaschinen 18-9a, 18-9b direkt verbunden und über die Elektromaschinen 18-9a, 18-9b auch indirekt mit dem Energiespeichersystem 2-9 verbunden.In the embodiments according to the 9b . 9c and 9e is at least one converter 46-9a . 46-9b via lines of the network with the energy storage system 2-9 connected or connected to it. At the in 9d The embodiment shown is the converter 46-9c via lines with the two electrical machines 18-9a . 18-9b directly connected and via the electrical machines 18-9a . 18-9b also indirectly with the energy storage system 2-9 connected.

Bei der zweiten Ausführungsform der Anordnung (9b) ist das Energiespeichersystem 2-9 mit Windungen des Stators der ersten Elektromaschine 18-9a, hier einer Asynchronmaschine (doubly fed induction machine, DFIM), und mit Windungen des Stators der zweiten Elektromaschine 18-9b, hier einer Wechselstrommaschine, verbunden. Außerdem sind sowohl das Energiespeichersystem 2-9 als auch die erste Elektromaschine 18-9a mit einem Wechselstrom-Umrichter bzw. - Wandler 46-9a verbunden, wobei die erste Elektromaschine 18-9a mit dem Energiespeichersystem 2-9 direkt sowie über den Wechselstrom-Umrichter bzw. -Wandler 46-9a indirekt verbunden ist. Dabei ist der Wechselstrom-Umrichter bzw. -Wandler 46-9a dazu ausgebildet, Wicklungen bzw. Windungen eines Rotors der ersten Elektromaschine 18-9a mit elektrischer Energie zu versorgen. Dabei stellt der Wechselstrom-Umrichter bzw. -Wandler 46-9a die Energie aus einem Netz an Leitungen bereit, die das Energiespeichersystem 2-9 als zweite Energiequelle und die zweite Elektromaschine 18-9b verbinden. Dabei wird ein Wert und/oder eine Qualität einer Wechselspannung, mit der der Wechselstrom-Umrichter bzw. -Wandler 46-9a die erste Elektromaschine 18-9a versorgt, abhängig von Kontrollerfordernissen eingestellt. Eine Geschwindigkeit und/oder Drehzahl der ersten Elektromaschine 18-9a wird abhängig von einer Ausgangsspannung der Windungen des Stators, von einer mechanischen Belastung des Rotors und einer Ausgangsspannung der Windungen des Rotors eingestellt. Eine Geschwindigkeit und/oder Drehzahl der zweiten Elektromaschine 18-9b wird abhängig von der Wechselspannung des Energiespeichersystems 2-9 und einer mechanischen Belastung eingestellt.In the second embodiment of the arrangement ( 9b) is the energy storage system 2-9 with turns of the stator of the first electric machine 18-9a , here an asynchronous machine (doubly fed induction machine, DFIM), and with windings of the stator of the second electric machine 18-9b , here an AC machine. In addition, both the energy storage system 2-9 as well as the first electric machine 18-9a with an alternating current converter or converter 46-9a connected, the first electric machine 18-9a with the energy storage system 2-9 directly as well as via the AC converter or converter 46-9a is indirectly connected. Here is the AC converter or converter 46-9a designed to windings or turns of a rotor of the first electric machine 18-9a to supply with electrical energy. The AC converter or converter is used 46-9a the energy from a network of lines ready that the energy storage system 2-9 as the second energy source and the second electric machine 18-9b connect. Here, a value and / or a quality of an AC voltage with which the AC converter or converter is used 46-9a the first electric machine 18-9a supplied, set depending on control requirements. A speed and / or speed of the first electric machine 18-9a becomes dependent on one Output voltage of the windings of the stator, set by a mechanical load on the rotor and an output voltage of the windings of the rotor. A speed and / or speed of the second electric machine 18-9b becomes dependent on the AC voltage of the energy storage system 2-9 and a mechanical load.

Bei der dritten Ausführungsform der Anordnung (9c) ist das Energiespeichersystem 2-9 als erste Energiequelle mit Windungen eines Stators einer ersten Elektromaschine 18-9a und mit Windungen eines Stators einer zweiten Elektromaschine 18-9c, die beide als Asynchronmaschinen (doubly fed induction machine, DFIM) ausgebildet sind, und zwei Wechselstrom-Umrichtern - bzw. Wandlern 46-9a, 46-9b verbunden. Dabei sind weiterhin Windungen eines Rotors jeweils einer Elektromaschine 18-9a, 18-9c mit einem Wechselstrom-Umrichter bzw. -Wandler 46-9a, 46-9b und über diesen auch indirekt mit dem Energiespeichersystem 2-9 verbunden. Dabei werden beide Elektromaschinen 18-9a, 18-9c über das Netz an Leitungen, an denen das Energiespeichersystem 2-9 angeschlossen ist, von dem Energiespeichersystem 2-9 als zweiter Energiequelle und den Wechselstrom-Umrichtern bzw. Wandlern 46-9a, 46-9b mit elektrischer Energie versorgt. Eine Geschwindigkeit und/oder Drehzahl beider Elektromaschinen 18-9a, 18-9c wird abhängig von einer Spannung, bspw. Ausgangsspannung, die an einem Ausgang der Windungen des Stators anliegt, abhängig von einer mechanischen Belastung und abhängig von einer Spannung, bspw. Ausgangsspannung, die an einem Ausgang der Windungen des Rotors anliegt, eingestellt. Da hier die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Elektromaschinen 18-9a, 18-9c nicht allein von der Spannung am Ausgang der Windungen des Stators abhängig ist, ist hier eine Vielzahl an Freiheitsgraden erreichbar.In the third embodiment of the arrangement ( 9c ) is the energy storage system 2-9 as the first energy source with turns of a stator of a first electric machine 18-9a and with windings of a stator of a second electric machine 18-9c , both of which are designed as asynchronous machines (double fed induction machine, DFIM), and two AC converters - or converters 46-9a . 46-9b connected. Here, turns of a rotor are each an electric machine 18-9a . 18-9c with an AC converter or converter 46-9a . 46-9b and indirectly via this with the energy storage system 2-9 connected. Both electrical machines 18-9a . 18-9c over the network of lines on which the energy storage system 2-9 is connected by the energy storage system 2-9 as a second energy source and the AC converters or converters 46-9a . 46-9b supplied with electrical energy. A speed and / or speed of both electrical machines 18-9a . 18-9c is set depending on a voltage, for example output voltage, which is present at an output of the windings of the stator, depending on a mechanical load and depending on a voltage, for example output voltage which is present on an output of the windings of the rotor. Because here the speed or speed of the electrical machines 18-9a . 18-9c A large number of degrees of freedom can be achieved here not solely depending on the voltage at the output of the stator windings.

Bei der vierten Ausführungsform der Anordnung (9d) ist das Energiespeichersystem 2-9 als erste Energiequelle jeweils mit Windungen eines Stators einer ersten Elektromaschine 18-9a und einer zweiten Elektromaschine 18-9c, die beide als Asynchronmaschinen (doubly fed induction machine, DFIM) ausgebildet sind, über das Netz an Leitungen verbunden, wobei die beiden Elektromaschinen 18-9a, 18-9c hier über einen Wechselstrom-Umrichter bzw. -Wandler 46-9c auch miteinander verbunden sind, wobei vorgesehen ist, dass sich die über den Wandler 46-9c miteinander verbundenen Elektromaschinen 18-9a bzw. 18-9c zu einem jeweiligen Zeitpunkt zumindest einseitig mit elektrischer Energie versorgen, wobei bspw. elektrische Energie der Windungen des Stators einer der beiden Elektromaschinen 18-9a bzw. 18-9c als zweiter Energiequelle den Windungen des Rotors der jeweils anderen Elektromaschine 18-9c bzw. 18-9a über den Wandler 46-9c bereitgestellt wird.In the fourth embodiment of the arrangement ( 9d ) is the energy storage system 2-9 as the first energy source in each case with turns of a stator of a first electric machine 18-9a and a second electric machine 18-9c , both of which are designed as asynchronous machines (doubly fed induction machine, DFIM), connected via the network to lines, the two electric machines 18-9a . 18-9c here via an AC converter or converter 46-9c are also connected to each other, it being provided that the converter 46-9c interconnected electrical machines 18-9a respectively. 18-9c supply electrical energy at least on one side at a given time, for example electrical energy of the windings of the stator of one of the two electrical machines 18-9a respectively. 18-9c the windings of the rotor of the other electric machine as the second energy source 18-9c respectively. 18-9a about the converter 46-9c provided.

Die fünfte Ausführungsform der Anordnung (9e) beruht auf der vierten Ausführungsform der Anordnung, wobei hier der Wechselstrom-Umrichter bzw. -Wandler 46-9c zusätzlich mit dem Netz aus Leitungen, die das Energiespeichersystem 2-9 mit der zweiten Elektromaschine 18-9c verbindet, verbunden ist. Dabei teilen sich die beiden Elektromaschinen 18-9a, 18-9c den Wechselstrom-Umrichter bzw. -Wandler 46-9c gemeinsam. Dabei ist vorgesehen, dass der Wandler 46-9c Windungen der Rotoren beider Elektromaschinen 18-9a, 18-9c elektrische Energie bereitstellt. Die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl beider Elektromaschinen 18-9a, 18-9c wird abhängig von einer Spannung, bspw. Ausgangsspannung, die an einem Ausgang der Windungen des Stators anliegt, abhängig von einer mechanischen Belastung und abhängig von einer Spannung, bspw. Ausgangsspannung, die an einem Ausgang der Windungen des Rotors anliegt, eingestellt. Dabei sind die Rotoren beider Elektromaschinen 18-9a, 18-9c über den Wandler 46-9c unabhängig voneinander mit elektrischer Energie zu versorgen. The fifth embodiment of the arrangement ( 9e) is based on the fourth embodiment of the arrangement, the AC converter or converter here 46-9c additionally with the network of lines that make up the energy storage system 2-9 with the second electric machine 18-9c connects, is connected. The two electrical machines are shared 18-9a . 18-9c the AC converter or converter 46-9c together. It is provided that the converter 46-9c Windings of the rotors of both electrical machines 18-9a . 18-9c provides electrical energy. The speed or speed of both electrical machines 18-9a . 18-9c is set depending on a voltage, for example output voltage, which is present at an output of the windings of the stator, depending on a mechanical load and depending on a voltage, for example output voltage which is present on an output of the windings of the rotor. The rotors of both electrical machines 18-9a . 18-9c about the converter 46-9c to supply electrical energy independently of one another.

Außerdem ist es möglich, elektrische Energie zwischen beiden Elektromaschinen 18-9a, 18-9c über den Wechselstrom-Umrichter bzw. -Wandler 46-9c auszutauschen.It is also possible to have electrical energy between the two electrical machines 18-9a . 18-9c via the AC converter or converter 46-9c exchange.

Wie die Ausführungsformen der 9b, 9c und 9e zeigen, wird das Energiespeichersystem 2-9 als erste Energiequelle für Wicklungen bzw. Windungen der Statoren der Elektromaschinen 18-9a, 18-9b, 18-9c sowie als zweite Energiequelle für Wicklungen bzw. Windungen der Rotoren der Elektromaschinen 18-9a, 18-9b verwendet.As the embodiments of the 9b . 9c and 9e will show the energy storage system 2-9 as the first energy source for windings or windings of the stators of the electrical machines 18-9a . 18-9b . 18-9c and as a second energy source for windings or turns of the rotors of the electrical machines 18-9a . 18-9b used.

In 10a ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 40-11a, in 10b eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 40-11b, in 10c eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 40-11c, in 10d eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 40-11d und in 10e eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 40-11e schematisch dargestellt.In 10a is a first embodiment of the vehicle according to the invention 40-11a , in 10b a second embodiment of the vehicle according to the invention 40-11b , in 10c a third embodiment of the vehicle according to the invention 40-11c , in 10d a fourth embodiment of the vehicle according to the invention 40-11d and in 10e a fifth embodiment of the vehicle according to the invention 40-11e shown schematically.

Dabei umfasst die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 40-11a eine erste Variante der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Energiespeichersystem 2-11a, die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 40-11b eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Energiespeichersystem 2-11b, die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 40-11c eine dritte Variante der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Energiespeichersystem 2-11c, die vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 40-11d eine vierte Variante der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Energiespeichersystem 2-11d und die fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 40-11e eine fünfte Variante der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Energiespeichersystem 2-11e.The first embodiment of the vehicle according to the invention comprises 40-11a a first variant of the arrangement according to the invention with an energy storage system 2-11a , the second embodiment of the vehicle according to the invention 40-11b a second variant of the arrangement according to the invention with an energy storage system 2-11b , the third embodiment of the vehicle according to the invention 40-11c a third variant of the arrangement according to the invention with an energy storage system 2-11c , the fourth embodiment of the vehicle according to the invention 40-11d a fourth variant of the arrangement according to the invention an energy storage system 2-11d and the fifth embodiment of the vehicle according to the invention 40-11e a fifth variant of the arrangement according to the invention with an energy storage system 2-11e ,

Jedes elektrische Energiespeichersystems 40-11a, 40-11b, 40-11c, 40-11d, 40-11e umfasst hier drei Stränge 4-11a, 4-11b, 4-11c, wobei jeder Strang 4-11a, 4-11b, 4-11c mehrere, hier jeweils vier Energiespeichermodule 6-11a, 6-11b, 6-11c mit jeweils einer als Batterie ausgebildeten Energiespeichereinheit und mindestens zwei Schaltern aufweist, von denen jeweils nur einer gezeigt ist. Die Energiespeichermodule 6-11a, 6-11b, 6-11c sind innerhalb eines jeweiligen Strangs 4-11a, 4-11b, 4-11c hintereinander angeordnet und deren Energiespeichereinheiten je nach Stellung und/oder Konfiguration der hier vorgesehenen Schalter unter Bereitstellung einer vorgesehenen schaltungstechnischen Anordnung zueinander in Reihe und/oder parallel geschaltet und über Leitungen miteinander verbunden. Jeder Strang 4-11a, 4-11b, 4-11c weist zwei Strangenden auf, wobei ein erstes Strangende jeweils eines Strangs 4-11a, 4-11b, 4-11c hier je nach Definition als zentrales Strangende ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Ein zweites Strangende jeweils eines Strangs 4-11a, 4-11b, 4-11c ist hier je nach Definition als periphäres Strangende ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Die beiden Strangenden eines jeweiligen Strangs 4-11a, 4-11b, 4-11c sind hier in Ausgestaltung über mehrere Abschnitte eines Paars Leitungen, die auch die hintereinander angeordneten und miteinander verschalteten Energiespeichermodule 6-11a, 6-11b, 6-11c miteinander verbinden, verbunden.Any electrical energy storage system 40-11a . 40-11b . 40-11c . 40-11d . 40-11e comprises three strands here 4-11a . 4-11b . 4-11c , each strand 4-11a . 4-11b . 4-11c several, here four energy storage modules each 6-11A . 6-11b . 6-11c each having an energy storage unit designed as a battery and at least two switches, only one of which is shown. The energy storage modules 6-11A . 6-11b . 6-11c are within a respective strand 4-11a . 4-11b . 4-11c Arranged one behind the other and their energy storage units, depending on the position and / or configuration of the switches provided here, connected to one another in series and / or in parallel with the provision of an intended circuitry arrangement and connected to one another via lines. Every strand 4-11a . 4-11b . 4-11c has two strand ends, a first strand end of each strand 4-11a . 4-11b . 4-11c Here, depending on the definition, it is designed and / or to be designated as the central strand end. A second strand end of each strand 4-11a . 4-11b . 4-11c depending on the definition, it is designed and / or designated as a peripheral strand end. The two strand ends of a respective strand 4-11a . 4-11b . 4-11c are here in an embodiment over several sections of a pair of lines, which also the energy storage modules arranged one behind the other and interconnected 6-11A . 6-11b . 6-11c connect with each other, connected.

Außerdem sind die drei Stränge 4-11a, 4-11b, 4-11c hier sternförmig geschaltet und/oder angeordnet. Dabei sind die zentralen Strangenden sowie Abschnitte eines jeweiligen Paars Leitungen der drei Stränge 4-11a, 4-11b, 4-11c an einem zentralen Verbindungspunkt miteinander verbunden. An jeweils einem dem zentralen Strangende entgegengesetzten periphären Strangende jeweils eines Strangs 4-11a, 4-11b, 4-11c ist hier ein Anschluss angeordnet.In addition, the three strands 4-11a . 4-11b . 4-11c here switched in a star shape and / or arranged. The central strand ends and sections of a respective pair are lines of the three strands 4-11a . 4-11b . 4-11c connected at a central connection point. At each of the peripheral strand ends opposite one of the central strand ends 4-11a . 4-11b . 4-11c a connection is arranged here.

Zudem weist jede Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11a, 40-11b, 40-11c, 40-11d, 40-11e eine erste Elektromaschine 18-11a (10a, 10b, 10c) bzw. 18-11c ( 10d, 10e) und eine zweite Elektromaschine 18-11b auf, die jeweils Statoren mit Windungen bzw. Wicklungen und Rotoren mit Windungen bzw. Wicklungen umfassen. Dabei ist die erste Elektromaschine 18-11a bzw. 18-11c einer hinteren Achse und somit hinteren Rädern des Fahrzeugs 40-11a, 40-11b, 40-11c, 40-11d, 40-11e zugeordnet. Die zweite Elektromaschine 18-11b ist einer vorderen Achse und somit vorderen Rädern des Fahrzeugs 40-11a, 40-11b, 40-11c, 40-11d, 40-11e zugeordnet. Dabei ist das periphäre Strangende des ersten Strangs 4-11a über eine verzweigte Leitung jeweils mit einer ersten Phase beider Elektromaschinen 18-11a, 18-11b, 18-11c, das periphäre Strangende des zweiten Strangs 4-11a über eine verzweigte Leitung jeweils mit einer zweiten Phase beider Elektromaschinen 18-11a, 18-11b, 18-11c und das periphäre Strangende des dritten Strangs 4-11a über eine verzweigte Leitung jeweils mit einer dritten Phase beider Elektromaschinen 18-11a, 18-11b, 18-11c verbunden. Leitungen, die hier die Elektromaschinen 18-11a, 18-11b, 18-11c, bspw. Wicklungen ihrer Statoren, mit den Anschlüssen und somit den Strängen 4-11a, 4-11b, 4-11c verbinden, sind als Netz bzw. Netzwerk aus Leitungen ausgebildet, die auch als Bus bezeichnet werden können.In addition, each embodiment of the vehicle 40-11a . 40-11b . 40-11c . 40-11d . 40-11e a first electric machine 18-11a ( 10a . 10b . 10c ) respectively. 18-11c ( 10d . 10e) and a second electric machine 18-11b on, each comprising stators with windings or windings and rotors with windings or windings. Here is the first electric machine 18-11a respectively. 18-11c a rear axle and thus rear wheels of the vehicle 40-11a . 40-11b . 40-11c . 40-11d . 40-11e assigned. The second electric machine 18-11b is a front axle and thus the front wheels of the vehicle 40-11a . 40-11b . 40-11c . 40-11d . 40-11e assigned. The peripheral strand end is the first strand 4-11a via a branched line with a first phase of both electrical machines 18-11a . 18-11b . 18-11c , the peripheral strand end of the second strand 4-11a via a branched line with a second phase of both electrical machines 18-11a . 18-11b . 18-11c and the peripheral strand end of the third strand 4-11a via a branched line with a third phase of both electrical machines 18-11a . 18-11b . 18-11c connected. Lines that run the electrical machines 18-11a . 18-11b . 18-11c , for example windings of their stators, with the connections and thus the strands 4-11a . 4-11b . 4-11c connect, are formed as a network or network of lines, which can also be referred to as a bus.

Bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11a, 40-11b, 40-11c (10a, 10b, 10c) ist jeweils die erste Elektromaschine 18-11a für die hintere Achse als Kurzschlussläufer-Asynchronmaschine bzw. Induktionsmaschine (SCIM, squirrel cage induction machine) ausgebildet. Eine derartige Elektromaschine 18-11a weist einen aktiven Stator mit Windungen, die mit elektrischer Energie versorgbar sind, und einen passiven Rotor auf. Die zweite Elektromaschine 18-11b, 18-11c für die vordere und/oder hintere Achse ist als Asynchronmaschine bzw. Induktionsmaschine (doubly fed induction machine, DFIM) ausgebildet und weist sowohl einen aktiven Rotor als auch einen aktiven Stator auf, die beide mit elektrischer Energie versorgbare Windungen aufweisen. Bei der vierten und fünften Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11d, 40-11e sind beide Elektromaschinen 18-11b, 18-11c für beide Achsen als Asynchronmaschinen (doubly fed induction machine, DFIM) bzw. Induktionsmaschinen ausgebildet.In the first, second and third embodiments of the vehicle 40-11a . 40-11b . 40-11c ( 10a . 10b . 10c ) is the first electric machine 18-11a designed for the rear axle as a squirrel-cage induction machine (SCIM, squirrel cage induction machine). Such an electric machine 18-11a has an active stator with windings that can be supplied with electrical energy and a passive rotor. The second electric machine 18-11b . 18-11c for the front and / or rear axle is designed as an asynchronous machine or induction machine (double fed induction machine, DFIM) and has both an active rotor and an active stator, both of which have windings that can be supplied with electrical energy. In the fourth and fifth embodiments of the vehicle 40-11d . 40-11e are both electrical machines 18-11b . 18-11c designed for both axes as asynchronous machines (double fed induction machine, DFIM) or induction machines.

Jeweils eine derartige Elektromaschine 18-11a, 18-11b, 18-11c weist in der Regel mindestens drei Phasen und eine entsprechende Anzahl an Eingängen bzw. Anschlüssen auf. Dabei ist über diese Anschlüsse im Fall einer als Kurzschlussläufer ausgebildeten Elektromaschine 18-11a nur ein Zugang zu Wicklungen des Stators gegeben, über die diese Wicklungen mit elektrischer Energie zu versorgen sind. Dagegen sind bei einer Elektromaschine 18-11b, 18-11c, die als Asynchronmaschine ausgebildet ist, neben Anschlüssen für Wicklungen des Stators auch Eingänge bzw. Anschlüsse für Wicklungen des hier gewickelten Rotors vorgesehen. Dabei ist ein gewickelter Rotor in mehrere Phasen aufgeteilt. Bei der als Asynchronmaschine ausgebildeten Elektromaschine ist es ergänzend möglich, auch die Wicklungen des Rotors über die Anschlüsse mit elektrischer Energie zu versorgen. Eine Geschwindigkeit und/oder Drehzahl der Elektromaschine 18-11a, 18-11b, 18-11c hängt von der mechanischen Last und der Spannung, die an den Wicklungen des Stators und im Fall der Asynchronmaschine auch am Rotor anliegt, ab.Such an electric machine 18-11a . 18-11b . 18-11c usually has at least three phases and a corresponding number of inputs or connections. It is via these connections in the case of an electrical machine designed as a short-circuit rotor 18-11a only one access to windings of the stator, via which these windings can be supplied with electrical energy. In contrast, with an electric machine 18-11b . 18-11c , which is designed as an asynchronous machine, in addition to connections for windings of the stator and also inputs or connections for windings of the rotor wound here. A wound rotor is divided into several phases. In the case of the electrical machine designed as an asynchronous machine, it is additionally possible to also supply the windings of the rotor with electrical energy via the connections. A speed and / or speed of the electric machine 18-11a . 18-11b . 18-11c depends on the mechanical load and the voltage applied to the windings of the stator and, in the case of the asynchronous machine, also to the rotor.

Jede Elektromaschine 18-11a, 18-11b, 18-11c ist dazu ausgebildet, elektrische Energie aus dem Energiespeichersystem 2-11a, 2-11b, 2-11c, 2-11d, 2-11e, die einer jeweiligen Elektromaschine 18-11a, 18-11b, 18-11c bereitgestellt wird, in mechanische Energie umzuwandeln, wobei die erste Elektromaschine 18-11a bzw. 18-11c die Räder der hinteren Achse und die zweite Elektromaschine 18-11b die Räder der vorderen Achse antreibt. Dabei ist eine Menge an elektrischer Energie für jeweils eine Elektromaschine 18-11a, 18-11b, 18-11c abhängig von einer Stellung der Schalter des Energiespeichersystems 2-11 individuell und unabhängig von einer Menge für die anderen Elektromaschinen 18-11a, 18-11b, 18-11c zu kontrollieren und somit zu steuern und/oder zu regeln.Any electric machine 18-11a . 18-11b . 18-11c is designed to generate electrical energy from the energy storage system 2-11a . 2-11b . 2-11c . 2-11d . 2-11e that of a respective electric machine 18-11a . 18-11b . 18-11c is provided to convert to mechanical energy, the first electric machine 18-11a respectively. 18-11c the wheels of the rear axle and the second electric machine 18-11b drives the wheels of the front axle. There is a lot of electrical energy for each electrical machine 18-11a . 18-11b . 18-11c depending on a position of the switches of the energy storage system 2-11 individually and regardless of a quantity for the other electrical machines 18-11a . 18-11b . 18-11c to control and thus to control and / or regulate.

Bei der ersten Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11a ist vorgesehen, dass Wicklungen von Statoren beider Elektromaschinen 18-11a, 18-11b über das Netz aus Leitungen mit den Strängen 4-11a, 4-11b, 4-11c des Energiespeichersystems 2-11a als erster Energiequelle verbunden sind. Außerdem umfasst die erste Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11a einen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11a und eine zusätzliche bzw. zweite Energiequelle 33-11a, die hier als elektrisches Bordnetz des Fahrzeugs 40-11a ausgebildet ist. Dabei sind Wicklungen eines Rotors der zweiten Elektromaschine 18-11b über den Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11a mit der zusätzlichen Energiequelle 33-11a verbunden, die dazu ausgebildet ist, eine Gleichspannung mit unterschiedlichen Werten, bspw. 12V, 24V oder 48V, bereitzustellen, die von dem Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11a für die Elektromaschine 18-11b in eine Wechselspannung umgewandelt wird.In the first embodiment of the vehicle 40-11a it is intended that windings of stators of both electrical machines 18-11a . 18-11b over the network of lines with the strands 4-11a . 4-11b . 4-11c of the energy storage system 2-11a are connected as the first energy source. The first embodiment also includes the vehicle 40-11a a DC-AC converter 47-11a and an additional or second energy source 33-11a which here as the vehicle's electrical system 40-11a is trained. Here are windings of a rotor of the second electric machine 18-11b via the DC-AC converter 47-11a with the additional energy source 33-11a connected, which is designed to provide a DC voltage with different values, for example 12V, 24V or 48V, by the DC-AC converter 47-11a for the electric machine 18-11b is converted into an alternating voltage.

Bei der zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11b ist vorgesehen, dass Wicklungen von Statoren beider Elektromaschinen 18-11a, 18-11b über das Netz aus Leitungen mit den Strängen 4-11a, 4-11b, 4-11c des Energiespeichersystems 2-11a als erste Energiequelle verbunden sind. Außerdem umfasst die zweite Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11b einen Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11b, der ebenfalls an dem Netz aus Leitungen angeschlossen ist, die die Elektromaschinen 18-11a, 18-11b und die Stränge 4-11a, 4-11b, 4-11c des Energiespeichersystems 2-11b verbinden. Außerdem ist der Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11b mit Wicklungen des Rotors der zweiten Elektromaschine 18-11b verbunden und als weitere zweite Energiequelle neben dem Energiespeichersystem 2-11b dazu ausgebildet, den Wicklungen der Elektromaschine 18-11b elektrische Energie bereitzustellen.In the second embodiment of the vehicle 40-11b it is intended that windings of stators of both electrical machines 18-11a . 18-11b over the network of lines with the strands 4-11a . 4-11b . 4-11c of the energy storage system 2-11a are connected as the first energy source. The second embodiment also includes the vehicle 40-11b an AC to AC converter 47-11b , which is also connected to the network of lines that the electrical machines 18-11a . 18-11b and the strands 4-11a . 4-11b . 4-11c of the energy storage system 2-11b connect. Also, the AC to AC converter 47-11b with windings of the rotor of the second electric machine 18-11b connected and as a further second energy source in addition to the energy storage system 2-11b trained to the windings of the electric machine 18-11b to provide electrical energy.

Bei der dritten Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11c ist vorgesehen, dass Wicklungen von Statoren beider Elektromaschinen 18-11a, 18-11b über das Netz aus Leitungen mit den Strängen 4-11a, 4-11b, 4-11c des Energiespeichersystems 2-11c als erste Energiequelle verbunden sind. Außerdem umfasst die dritte Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11a einen Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11c und eine als Bordnetz des Fahrzeugs 2-11c ausgebildete zusätzliche bzw. weitere bzw. zweite Energiequelle 33-11c. Dabei sind Wicklungen eines Rotors der zweiten Elektromaschine 18-11b über den Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11c mit der zusätzlichen Energiequelle 33-11a verbunden, die dazu ausgebildet ist, eine Spannung mit unterschiedlichen Werten, bspw. 12V, 24V oder 48V, bereitzustellen, die von dem Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11a für die Elektromaschine 18-11b in eine Wechselspannung umgewandelt wird.In the third embodiment of the vehicle 40-11c it is intended that windings of stators of both electrical machines 18-11a . 18-11b over the network of lines with the strands 4-11a . 4-11b . 4-11c of the energy storage system 2-11c are connected as the first energy source. The third embodiment also includes the vehicle 40-11a an AC to AC converter 47-11c and one as the vehicle electrical system 2-11c trained additional or further or second energy source 33-11c , Here are windings of a rotor of the second electric machine 18-11b via the AC to AC converter 47-11c with the additional energy source 33-11a connected, which is designed to provide a voltage with different values, for example 12V, 24V or 48V, by the AC-AC converter 47-11a for the electric machine 18-11b is converted into an alternating voltage.

Bei der vierten Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11d ist vorgesehen, dass Wicklungen von Statoren beider Elektromaschinen 18-11b, 18-11c über das Netz aus Leitungen mit den Strängen 4-11a, 4-11b, 4-11c des Energiespeichersystems 2-11d als erste Energiequelle verbunden sind. Außerdem umfasst die vierte Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11b einen ersten Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11d und einen zweiten Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11e, die auch an dem Netz aus Leitungen angeschlossen sind, die die Elektromaschinen 18-11c, 18-11b und die Stränge 4-11a, 4-11b, 4-11c des Energiespeichersystems 2-11b verbinden. Dabei ist jeweils ein Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11d, 47-11e zusätzlich mit Wicklungen von Rotoren beider Elektromaschinen 18-11b, 18-11c verbunden.In the fourth embodiment of the vehicle 40-11d it is intended that windings of stators of both electrical machines 18-11b . 18-11c over the network of lines with the strands 4-11a . 4-11b . 4-11c of the energy storage system 2-11d are connected as the first energy source. The fourth embodiment also includes the vehicle 40-11b a first AC-AC converter 47-11d and a second AC-to-AC converter 47-11e that are also connected to the network of lines that the electrical machines 18-11c . 18-11b and the strands 4-11a . 4-11b . 4-11c of the energy storage system 2-11b connect. There is an AC-AC converter in each case 47-11d . 47-11e additionally with windings of rotors of both electrical machines 18-11b . 18-11c connected.

Dabei wird das Energiespeichersystem 2-11d, das über den Wandler 47-11c mit den Wicklungen des Rotors der ersten Elektromaschine 18-11c verbunden ist, auch als zweite Energiequelle verwendet. Über den Wandler 47-11e werden die Wicklungen des Rotors der zweiten Elektromaschine 18-11b mit Energie versorgt.The energy storage system 2-11d that about the converter 47-11c with the windings of the rotor of the first electric machine 18-11c is also used as a second energy source. About the converter 47-11e become the windings of the rotor of the second electric machine 18-11b energized.

Bei der fünften Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11e ist vorgesehen, dass Wicklungen von Statoren beider Elektromaschinen 18-11b, 18-11c mit den Strängen 4-11a, 4-11b, 4-11c des Energiespeichersystems 2-11e als erste Energiequelle verbunden sind. Außerdem umfasst die fünfte Ausführungsform des Fahrzeugs 40-11e einen Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11f, der einerseits an dem Netz aus Leitungen angeschlossen ist, die die Elektromaschinen 18-11b, 18-11c und die Stränge 4-11a, 4-11b, 4-11c des Energiespeichersystems 2-11e verbinden. Andererseits ist der Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler 47-11f über zusätzliche Leitungen jeweils mit Wicklungen der Rotoren beider Elektromaschinen 18-11b, 18-11c verbunden, wobei das Energiespeichersystem 2-11e auch als zweite Energiequelle verwendet wird.In the fifth embodiment of the vehicle 40-11e it is intended that windings of stators of both electrical machines 18-11b . 18-11c with the strands 4-11a . 4-11b . 4-11c of the energy storage system 2-11e are connected as the first energy source. The fifth embodiment also includes the vehicle 40-11e an AC to AC converter 47-11f , which is connected on the one hand to the network of lines that the electrical machines 18-11b . 18-11c and the strands 4-11a . 4-11b . 4-11c of the energy storage system 2-11e connect. On the other hand, the AC-to-AC converter 47-11f about additional Lines each with windings of the rotors of both electrical machines 18-11b . 18-11c connected, the energy storage system 2-11e is also used as a second energy source.

11a zeigt ein erstes Beispiel für ein Energiespeichermodul 6-12a und 11b ein zweites Beispiel für ein Energiespeichermodul 6-12b. Dabei umfasst dieses erste Energiespeichermodul 6-12a als Komponenten eine als Batterie ausgebildete Energiespeichereinheit 42-12a und insgesamt vier unipolare Schalter 44-12a, wobei jeder Schalter 44-12a wiederum einen unipolaren Transistor und eine dazu parallel geschaltete Diode aufweist. Dabei ist jeweils ein Paar aus zwei Schaltern 44-12a in Reihe geschaltet, wobei zwei derartige Paare an Schaltern 44-12a zueinander parallel und auch parallel zu der Energiespeichereinheit 42-12a geschaltet sind. 11a shows a first example of an energy storage module 6-12a and 11b a second example of an energy storage module 6-12b , This includes the first energy storage module 6-12a as components, an energy storage unit designed as a battery 42-12a and a total of four unipolar switches 44-12a , each switch 44-12a again has a unipolar transistor and a diode connected in parallel therewith. There is a pair of two switches 44-12a connected in series, two such pairs of switches 44-12a parallel to each other and also parallel to the energy storage unit 42-12a are switched.

Das in 11b gezeigte Beispiel des Energiespeichermoduls 6-12b umfasst als Komponenten ebenfalls eine als Batterie ausgebildete Energiespeichereinheit 42-12b und vier Paare mit jeweils zwei bipolaren Schaltern 44-12b, wobei jeweils ein derartiger bipolarer Schalter 44-12b als Komponenten eine Diode und einen dazu parallel geschalteten bipolaren Transistor aufweist. Die insgesamt vier Paare mit jeweils zwei bipolaren Schaltern 44-12b sind zueinander parallel geschaltet, wobei zwischen jeweils zwei zueinander parallel geschalteten Paaren an bipolaren Schaltern 44-12b die elektrische Energiespeichereinheit 42-12b angeordnet ist.This in 11b shown example of the energy storage module 6-12b also comprises, as components, an energy storage unit designed as a battery 42-12b and four pairs, each with two bipolar switches 44-12b , each having such a bipolar switch 44-12b has as components a diode and a parallel bipolar transistor. The total of four pairs, each with two bipolar switches 44-12b are connected in parallel with each other, with two pairs of bipolar switches connected in parallel with each other 44-12b the electrical energy storage unit 42-12b is arranged.

Je nach Stellung der Schalter 44-12a, 44-12b innerhalb der Energiespeichermodule 6-12a, 6-12b sind sowohl positive als auch negative Konfigurationen möglich.Depending on the position of the switches 44-12a . 44-12b within the energy storage modules 6-12a . 6-12b Both positive and negative configurations are possible.

Dabei ist das erste Beispiel des Energiespeichermoduls 6-12a auch als konventioneller modularer Multilevel-Konverter (MMC) zu bezeichnen und/oder ausgebildet. Das zweite in 11b gezeigte Beispiel des Energiespeichermoduls 6-12b ist als Multilevel-Konverter (MMSPC) mit seriell-paralleler Konfiguration ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Je nach Stellung der Schalter 44-12a, 44-12b ist innerhalb eines Strangs eine von den Energiespeichereinheiten 42-12a, 42-12b bereitstellbare Spannung variabel einstellbar.Here is the first example of the energy storage module 6-12a also known and / or trained as a conventional modular multilevel converter (MMC). The second in 11b shown example of the energy storage module 6-12b is designed and / or designated as a multilevel converter (MMSPC) with a serial-parallel configuration. Depending on the position of the switches 44-12a . 44-12b is one of the energy storage units within a string 42-12a . 42-12b available voltage variably adjustable.

Die weiteren möglichen Beispiele für Energiespeichermodule 6-13a, 6-13b, 6-13c, 6-13d, 6-13e, 6-13f, 6-13g, 6-13h, 6-13i, 6-13j, 6-13k sind in den 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h, 12i, 12j, 12k schematisch dargestellt. Dabei weist jedes Energiespeichermodul 6-13a, 6-13b, 6-13c, 6-13d, 6-13e, 6-13f, 6-13g, 6-13h, 6-13i, 6-13j, 6-13k als Komponenten mindestens eine Energiespeichereinheit 42-13 und mindestens zwei Schalter 44-13, 44-14 auf. Dabei ist in den 12a bis 12k jeder Energiespeichereinheit 42-13 der Buchstabe C oder Ci sowie der Buchstabe V oder Vi zugeordnet, wobei in den 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h, 12i, 12j, 12k mindestens einer Energiespeichereinheit 42-13 eines jeweiligen Energiespeichermoduls 6-13a, 6-13b, 6-13c, 6-13d, 6-13e, 6-13f, 6-13g, 6-13h, 6-13i, 6-13j, 6-13k ein entsprechender Zahlenwert i als ganze natürliche Zahl zugeordnet ist. Mit dem Wert V0 wird ein Wert einer Spannung angegeben, die eine jeweilige Energiespeichereinheit 42-13 bereitstellt, wobei sämtliche Energiespeichereinheiten 42-13 dieselbe Spannung V0 aufweisen. Durch den Buchstaben C bzw. Ci wird zum Ausdruck gebracht, dass eine jeweilige Energiespeichereinheit 42-13 hier als Kondensator ausgebildet ist. Es ist jedoch alternativ hierzu möglich, dass eine jeweilige Energiespeichereinheit 42-13 auch als Batterie ausgebildet sein kann. Durch den Zahlenwert i wird hier eine Nummerierung und/oder Position einer jeweiligen Energiespeichereinheit 42-13 innerhalb eines jeweiligen Energiespeichermoduls 6-13a, 6-13b, 6-13c, 6-13d, 6-13e, 6-13f, 6-13g, 6-13h, 6-13i, 6-13j, 6-13k angegeben.The other possible examples of energy storage modules 6-13a . 6-13b . 6-13c . 6-13d . 6-13e . 6-13f . 6-13g . 6-13h . 6-13i . 6-13j . 6-13k are in the 12a . 12b . 12c . 12d . 12e . 12f . 12g . 12h . 12i . 12j . 12k shown schematically. Each energy storage module shows 6-13a . 6-13b . 6-13c . 6-13d . 6-13e . 6-13f . 6-13g . 6-13h . 6-13i . 6-13j . 6-13k as components at least one energy storage unit 42-13 and at least two switches 44-13 . 44-14 on. It is in the 12a to 12k each energy storage unit 42-13 the letter C or C i as well as the letter V or V i assigned, being in the 12a . 12b . 12c . 12d . 12e . 12f . 12g . 12h . 12i . 12j . 12k at least one energy storage unit 42-13 of a respective energy storage module 6-13a . 6-13b . 6-13c . 6-13d . 6-13e . 6-13f . 6-13g . 6-13h . 6-13i . 6-13j . 6-13k a corresponding numerical value i is assigned as a whole natural number. With the value V 0 a value of a voltage is given that a respective energy storage unit 42-13 provides, all energy storage units 42-13 the same tension V 0 exhibit. By the letter C respectively. C i is expressed that a respective energy storage unit 42-13 is designed here as a capacitor. However, as an alternative to this, it is possible for a respective energy storage unit 42-13 can also be designed as a battery. By the numerical value i here is a numbering and / or position of a respective energy storage unit 42-13 within a respective energy storage module 6-13a . 6-13b . 6-13c . 6-13d . 6-13e . 6-13f . 6-13g . 6-13h . 6-13i . 6-13j . 6-13k specified.

Sämtliche Schalter 44-13 weisen hier eine Diode Di und einen dazu parallel geschalteten Transistor Si auf, die hier jeweils zueinander parallel geschaltet sind. Dabei sind auch hier Zahlenwerte i gemäß einer Nummerierung und/oder Position der Schalter 44-13 innerhalb eines jeweiligen Energiespeichermoduls 6-13a, 6-13b, 6-13c, 6-13d, 6-13e, 6-13f, 6-13g, 6-13h, 6-13i, 6-13j, 6-13k gewählt.All switches 44-13 have a diode here D i and a transistor connected in parallel with it S i on, which are connected in parallel to each other here. Here, too, are numerical values i according to a numbering and / or position of the switches 44-13 within a respective energy storage module 6-13a . 6-13b . 6-13c . 6-13d . 6-13e . 6-13f . 6-13g . 6-13h . 6-13i . 6-13j . 6-13k selected.

In Ausgestaltung weist das erste Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13a aus 12a zwei in Reihe geschaltete Schalter 44-13 und eine dazu parallel geschaltete Energiespeichereinheit 42-13 auf.In an embodiment, the first example of the energy storage module 6-13a out 12a two switches connected in series 44-13 and an energy storage unit connected in parallel 42-13 on.

Das zweite Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13b aus 12b umfasst zwei Paare aus jeweils in Reihe geschalteten Schaltern 44-13, wobei diese beiden Paare zueinander parallel geschaltet sind. Außerdem ist parallel zu diesen beiden Paaren an Schaltern 44-13 eine Energiespeichereinheit 42-13 angeordnet.The second example of the energy storage module 6-13b out 12b comprises two pairs of switches connected in series 44-13 , where these two pairs are connected in parallel to each other. It is also parallel to these two pairs of switches 44-13 an energy storage unit 42-13 arranged.

Das in 12c schematisch dargestellte Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13c umfasst hier vier in Reihe geschaltete Schalter 44-13 mit jeweils einer Diode D1 , D2 , D3 , D4 und einem Transistor S1 , S2 , S3 , S4 , wobei sämtliche Energiespeichereinheiten 42-13 dieselbe Spannung V0 aufweisen. Dabei ist parallel zu zwei mittleren Schaltern 44-13 (D2 , S2 ; D3 , S3 ) eine erste Energiespeichereinheit 42-13 (C1 ) geschaltet, die je nach Definition in eine Schlaufe aus Leitungen eingebunden sind. Außerdem ist hier parallel zu sämtlichen vier Schaltern 44-13 ein Paar aus zwei weiteren Energiespeichereinheiten 42-13 (C2 ; C3 ) parallel geschaltet.This in 12c schematically illustrated example of the energy storage module 6-13c comprises four switches connected in series 44-13 with one diode each D 1 . D 2 . D 3 . D 4 and a transistor S 1 . S 2 . S 3 . S 4 , with all energy storage units 42-13 the same tension V 0 exhibit. It is parallel to two middle switches 44-13 ( D 2 . S 2 ; D 3 . S 3 ) a first energy storage unit 42-13 ( C 1 ) which, depending on the definition, are integrated in a loop of lines. In addition, here is parallel to all four switches 44-13 a couple out two further energy storage units 42-13 ( C 2 ; C 3 ) connected in parallel.

Bei dem Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13d aus 12d sind ebenfalls vier Schalter 44-13 in Reihe geschaltet. Parallel hierzu sind zwei Energiespeichereinheiten 42-13 in Reihe geschaltet. Ergänzend sind die beiden mittleren Schalter 44-13 (D2 , S2 ; D3 , S3 ) in eine zusätzliche Schlaufe eingebunden, die zwei zusätzliche Dioden D5 , D6 umfasst, wobei diese Schlaufe mit einem Knoten zwischen den beiden Energiespeichereinheiten 42-13 verbunden ist.In the example of the energy storage module 6-13d out 12d are also four switches 44-13 connected in series. Parallel to this are two energy storage units 42-13 connected in series. The two middle switches are additional 44-13 ( D 2 . S 2 ; D 3 . S 3 ) integrated in an additional loop, the two additional diodes D 5 . D 6 comprises, this loop with a node between the two energy storage units 42-13 connected is.

Das in 12e gezeigte Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13e umfasst zwei in Reihe geschaltete Energiespeichereinheiten 42-13, wobei parallel hierzu zwei erste Schalter 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ) geschaltet sind. Außerdem ist hier zwischen den beiden Energiespeichereinheiten 42-13 ein erster Knoten und zwischen den beiden erstgenannten Schaltern 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ) ein zweiter Knoten angeordnet, wobei diese beiden Knoten wiederum über eine Leitung verbunden sind, entlang der zwei weitere Schalter 44-13 (D3 , S3 ; D4 , S4 ) mit entgegengesetzter Orientierung angeordnet sind.This in 12e shown example of the energy storage module 6-13e comprises two energy storage units connected in series 42-13 , parallel to this two first switches 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) are switched. In addition, here is between the two energy storage units 42-13 a first node and between the first two switches 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) a second node is arranged, these two nodes are in turn connected via a line, along the two further switches 44-13 ( D 3 . S 3 ; D 4 . S 4 ) are arranged with opposite orientation.

Das in 12f gezeigte Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13e umfasst zwei in Reihe geschaltete Energiespeichereinheiten 42-13 sowie einen ersten und einen zweiten Schalter 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ), die hier in Reihe sowie parallel zu den beiden Energiespeichereinheiten 42-13 angeordnet sind. Dabei befindet sich zwischen den beiden Energiespeichereinheiten 42-13 und den beiden erstgenannten Schaltern 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ) jeweils ein Knoten, wobei diese beiden Knoten durch eine weitere Variante eines Schalters 44-14 miteinander verbunden sind. Dieser weitere Schalter 44-14 ist als Gleichrichter ausgebildet und/oder zu bezeichnen und umfasst insgesamt vier Dioden, wobei mindestens eine derartige Diode entlang einer Seite eines Vierecks angeordnet ist und wobei der Transistor S3 entlang einer Diagonalen innerhalb des Vierecks angeordnet ist, wobei dieser Transistor S3 hier sowohl parallel zu den beiden Energiespeichereinheiten 42-13 als auch zu den beiden erstgenannten Schaltern 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ) angeordnet ist.This in 12f shown example of the energy storage module 6-13e comprises two energy storage units connected in series 42-13 as well as a first and a second switch 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) here in series and parallel to the two energy storage units 42-13 are arranged. It is located between the two energy storage units 42-13 and the first two switches 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) one node each, these two nodes by another variant of a switch 44-14 are interconnected. This other switch 44-14 is designed and / or to be referred to as a rectifier and comprises a total of four diodes, at least one such diode being arranged along one side of a square and with the transistor S 3 is arranged along a diagonal within the square, this transistor S 3 here both parallel to the two energy storage units 42-13 as well as to the first two switches 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) is arranged.

Das in 12g gezeigte Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13g umfasst zwei in Reihe geschaltete Energiespeichereinheiten 42-13 sowie drei in Reihe geschaltete Schalter 44-13. Dabei sind die beiden Energiespeichereinheiten 42-13 parallel zu zwei von insgesamt drei in Reihe geschalteten Schaltern 44-13, nämlich einem ersten und zweiten Schalter 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ) geschaltet. Außerdem umfasst dieses Energiespeichermodul 6-13g einen ersten Knoten zwischen den beiden Energiespeichereinheiten 42-13, einen zweiten Knoten, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Schalter 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ), die zu den Energiespeichereinheiten 42-13 parallel angeordnet sind, und einem dritten Schalter 44-13 (D3 , S3 ) befindet, sowie einen dritten Knoten, wobei zwischen dem zweiten und dritten Knoten der dritte Schalter 44-13 (D3 , S3 ) angeordnet ist, wobei der erste und dritte Knoten ebenfalls über eine Leitung miteinander verbunden sind, entlang der eine Diode D4 angeordnet ist.This in 12g shown example of the energy storage module 6-13g comprises two energy storage units connected in series 42-13 and three switches connected in series 44-13 , Here are the two energy storage units 42-13 parallel to two of a total of three switches connected in series 44-13 , namely a first and a second switch 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) switched. This also includes an energy storage module 6-13g a first node between the two energy storage units 42-13 , a second node, which is between the first and the second switch 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) to the energy storage units 42-13 are arranged in parallel, and a third switch 44-13 ( D 3 . S 3 ) and a third node, with the third switch between the second and third nodes 44-13 ( D 3 . S 3 ) is arranged, wherein the first and third nodes are also connected to one another via a line, along the one diode D 4 is arranged.

Das in 12h gezeigte Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13h umfasst zwei Energiespeichereinheiten 42-13 und insgesamt fünf Schalter 44-13. Dabei sind ein erster und ein zweiter Schalter 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ) hintereinander in Reihe geschaltet. Parallel dazu ist eine erste Energiespeichereinheit 42-13 (C1 ) geschaltet. Parallel hierzu ist ein dritter Schalter 44-13 (D3 , S3 ) geschaltet. Parallel dazu ist eine zweite Energiespeichereinheit 42-13 (C2 ) geschaltet, zu der wiederum ein vierter und ein fünfter Schalter 44-13 (D4 , S4 ; D5 , S5 ), die in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet sind. This in 12h shown example of the energy storage module 6-13h comprises two energy storage units 42-13 and a total of five switches 44-13 , There are a first and a second switch 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) connected in series. Parallel to this is a first energy storage unit 42-13 ( C 1 ) switched. In parallel with this is a third switch 44-13 ( D 3 . S 3 ) switched. Parallel to this is a second energy storage unit 42-13 ( C 2 ) switched, to which in turn a fourth and a fifth switch 44-13 ( D 4 . S 4 ; D 5 . S 5 ), which are connected in series, are connected in parallel.

Das in 12i gezeigte Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13i umfasst insgesamt sechs Schalter 44-13 und zwei Energiespeichereinheiten 42-13. Dabei sind ein erster und ein zweiter Schalter 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ) parallel zu einer ersten Energiespeichereinheit 42-13 (C1 ) geschaltet, wobei der erste und der zweite Schalter 42-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ) sowie die erste Energiespeichereinheit 6-13 (C1 ) hier definitionsgemäß eine erste Parallelschaltung bilden. Ferner sind ein fünfter und ein sechster Schalter 44-13 (D5 , S5 ; D6 , S6 ) zueinander in Reihe sowie parallel zu einer zweiten Energiespeichereinheit 42-13 (C2 ) geschaltet, wobei der fünfte und der sechste Schalter 44-13 (D5 , S5 ; D6 , S6 ) sowie die zweite Energiespeichereinheit 42-13 hier definitionsgemäß eine zweite Parallelanordnung bilden. Es ist hier weiterhin vorgesehen, dass jede der beiden Parallelschaltungen einen ersten und einen zweiten Knoten aufweist, wobei zwischen den beiden Knoten entlang einer ersten Leitung die jeweils zwei genannten Schalter 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ; D5 , S5 ; D6 , S6 ) und entlang einer dazu parallelen zweiten Leitung die Energiespeichereinheit 42-13 (C1 ; C2 ) geschaltet sind. Ergänzend ist hier vorgesehen, dass ein erster Knoten der ersten Parallelschaltung mit einem zweiten Knoten der Parallelschaltung verbunden ist, wobei entlang einer Leitung zwischen diesen beiden Knoten ein dritter Schalter 44-13 (D3 , S3 ) angeordnet ist. Außerdem sind ein zweiter Knoten der ersten Parallelschaltung und ein erster Knoten der ersten Parallelschaltung über eine weitere Leitung miteinander verbunden, entlang der ein vierter Schalter 44-13 (D4 , S4 ) angeordnet ist.This in 12i shown example of the energy storage module 6-13i comprises a total of six switches 44-13 and two energy storage units 42-13 , There are a first and a second switch 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) parallel to a first energy storage unit 42-13 ( C 1 ) switched, the first and the second switch 42-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) and the first energy storage unit 6-13 ( C 1 ) form a first parallel connection by definition. There are also a fifth and a sixth switch 44-13 ( D 5 . S 5 ; D 6 . S 6 ) to each other in series and parallel to a second energy storage unit 42-13 ( C 2 ) switched, the fifth and the sixth switch 44-13 ( D 5 . S 5 ; D 6 . S 6 ) and the second energy storage unit 42-13 here, by definition, form a second parallel arrangement. It is further provided here that each of the two parallel connections has a first and a second node, the two switches mentioned in each case along a first line between the two nodes 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ; D 5 . S 5 ; D 6 . S 6 ) and along a second line parallel to it the energy storage unit 42-13 ( C 1 ; C 2 ) are switched. In addition, it is provided here that a first node of the first parallel connection is connected to a second node of the parallel connection, with a third switch along a line between these two nodes 44-13 ( D 3 . S 3 ) is arranged. In addition, a second node of the first parallel connection and a first node of the first parallel connection are connected to one another via a further line, along which a fourth switch 44-13 ( D 4 . S 4 ) is arranged.

Das in 12j gezeigte Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13j umfasst drei Paare an Schaltern 44-13 sowie zwei Energiespeichereinheiten 42-13. Dabei sind ein erstes und ein zweites Paar an Schaltern 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ; D3 , S3 ; D4 , S4 ) zueinander parallel angeordnet, wobei zwischen den beiden Paaren an Schaltern 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ; D3 , S3 ; D4 , S4 ) zusätzlich eine erste Energiespeichereinheit 42-13 (C1 ) parallel zu den beiden erstgenannten Paaren angeordnet ist. Außerdem umfasst dieses Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13j ebenfalls eine Parallelschaltung aus einem weiteren Paar von in Reihe angeordneten Schaltern 44-13 (D5 , S5 ; D6 , S6 ) und einer weiteren dazu parallel angeordneten Energiespeichereinheit 42-13 (C2 ). Dabei ist ein Knoten dieser Parallelschaltung bzw. Parallelanordnung über eine Leitung mit einem Knoten zwischen dem dritten und vierten Schalter 44-13 (D3 , S3 ; D4 , S4 ) verbunden.This in 12j shown example of the energy storage module 6-13j includes three pairs of switches 44-13 and two energy storage units 42-13 , There are a first and a second pair at counters 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ; D 3 . S 3 ; D 4 . S 4 ) arranged parallel to each other, with switches between the two pairs 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ; D 3 . S 3 ; D 4 . S 4 ) additionally a first energy storage unit 42-13 ( C 1 ) is arranged parallel to the first two pairs. This example also includes the energy storage module 6-13j also a parallel connection from another pair of switches arranged in series 44-13 ( D 5 . S 5 ; D 6 . S 6 ) and another energy storage unit arranged parallel to it 42-13 ( C 2 ). There is a node of this parallel connection or parallel arrangement via a line with a node between the third and fourth switches 44-13 ( D 3 . S 3 ; D 4 . S 4 ) connected.

Das Beispiel des Energiespeichermoduls 6-13k, das in 12k gezeigt ist, umfasst einen ersten und einen zweiten Schalter 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ), die zueinander in Reihe geschaltet sind, wobei parallel zu diesen beiden Schaltern 44-13 (D1 , S1 ; D2 , S2 ) eine zweite Energiespeichereinheit 42-13 (C2 ) angeordnet ist, die weiterhin zu einer ersten Energiespeichereinheit 42-13 (C1 ) seriell angeordnet ist. Hierbei ist der erste Schalter 44-13 (D1 , S1 ) mit einer Leitung an einem Knoten zwischen den beiden Energiespeichereinheiten 42-13 (C1 ; C2 ) angeschlossen. Außerdem umfasst dieses Energiespeichermodul 6-13k einen dritten und einen vierten Schalter 44-13 (D3 , S3 ; D4 , S4 ), die zueinander in Reihe angeordnet sowie auch parallel zu beiden Energiespeichereinheiten 42-13 (C1 ; C2 ) angeordnet sind.The example of the energy storage module 6-13k , this in 12k shown includes a first and a second switch 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ), which are connected in series to each other, being parallel to these two switches 44-13 ( D 1 . S 1 ; D 2 . S 2 ) a second energy storage unit 42-13 ( C 2 ) is arranged, which continues to a first energy storage unit 42-13 ( C 1 ) is arranged in series. Here is the first switch 44-13 ( D 1 . S 1 ) with a line at a node between the two energy storage units 42-13 ( C 1 ; C 2 ) connected. This energy storage module also includes 6- 13k a third and a fourth switch 44-13 ( D 3 . S 3 ; D 4 . S 4 ), which are arranged in series with each other and also parallel to both energy storage units 42-13 ( C 1 ; C 2 ) are arranged.

Wie anhand der voranstehend vorgestellten Ausführungsformen des Energiespeichersystems dargelegt und in den Figuren dargestellt, weist jeweils ein Strang mehrere Energiespeichereinheiten sowie mehrere Schalter auf, wobei innerhalb eines jeweiligen Strangs eine Stellung von mehreren Schaltern variierbar ist. Hierdurch werden abhängig von den Stellungen der Schalter schaltungstechnische Anordnungen der Energiespeichereinheiten variiert, wobei die Energiespeichereinheiten innerhalb eines jeweiligen Strangs zueinander parallel und/oder in Serie geschaltet werden.As explained with reference to the embodiments of the energy storage system presented above and shown in the figures, one strand each has a plurality of energy storage units and a plurality of switches, wherein a position of a plurality of switches can be varied within a respective strand. As a result, circuitry arrangements of the energy storage units are varied depending on the positions of the switches, the energy storage units being connected in parallel and / or in series with one another within a respective line.

Dies ist auch dann möglich, falls ein Energiespeichermodul mindestens eine, bspw. lediglich eine Energiespeichereinheit aufweisen sollte. Unabhängig von einer konkreten Anzahl an Energiespeichereinheiten ist es möglich, dass diese zwischen Energiespeichermodulen bzw. energiespeichermodulübergreifend durch die Schalter innerhalb eines jeweiligen Strangs zueinander parallel und/oder in Reihe geschaltet werden.This is also possible if an energy storage module should have at least one, for example only one, energy storage unit. Regardless of a specific number of energy storage units, it is possible for them to be connected in parallel and / or in series to one another between energy storage modules or across energy storage modules by means of the switches within a respective line.

13a zeigt in schematischer Darstellung ein erstes weiteres Beispiel für eine Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-14a mit hier insgesamt vier Strängen 4-14a, wobei jeweils ein Strang 4-14a mehrere elektrische Energiespeichermodule 6-14a aufweist, wobei hier lediglich drei Energiespeichermodule 6-14a pro Strang 4-14a schematisch dargestellt sind. Außerdem umfasst dieses Beispiel des Energiespeichersystems 2-14a vier Anschlüsse 8-14a, wobei an jeweils einem Anschluss 8-14a eine Phase mindestens einer nicht weiter dargestellten elektrischen Last, bspw. Elektromaschine, anschließbar ist. Hierbei ist vorgesehen, dass die insgesamt vier Stränge 4-14a ringförmig angeordnet sind, wobei sich jeweils zwischen zwei unmittelbar benachbarten Strängen 4-14a jeweils ein Anschluss 8-14a befindet. Weiterhin zeigt 13a, dass das elektrische Energiespeichersystem 2-14a zwei zueinander parallel verlaufende Leitungen aufweist, wobei jeweils zwei unmittelbar benachbarte Energiespeichermodule 6-14a über jeweils zwei Abschnitte dieses Paars an Leitungen miteinander verbunden sind. Diesbezüglich wird auch auf 13b verwiesen, anhand der zwei mögliche Ausgestaltungen der Anschlüsse 8-14a bzw. 8-14a1 oder 8-14a2 schematisch dargestellt sind. Dabei ist bei einer ersten Ausgestaltung (links) vorgesehen, dass der Anschluss 8-14a1 Abschnitte beider paralleler Leitungen miteinander verbindet. Die zweite Ausgestaltung des Anschlusses 8-14a2 (rechts) ist dagegen lediglich mit einer der beiden Leitungen verbunden. 13a shows a schematic representation of a first further example of an embodiment of the energy storage system 2-14a with a total of four strands here 4-14a , one strand at a time 4-14a several electrical energy storage modules 6-14a has, here only three energy storage modules 6-14a per strand 4-14a are shown schematically. This example also includes the energy storage system 2-14a four connections 8-14a , with one connection each 8-14a a phase of at least one electrical load, not shown, for example. Electric machine, can be connected. It is envisaged that the total of four strands 4-14a are arranged in a ring, each between two immediately adjacent strands 4-14a one connection each 8-14a located. Furthermore shows 13a that the electrical energy storage system 2-14a has two lines running parallel to one another, each with two immediately adjacent energy storage modules 6-14a are connected to each other via two sections of this pair of lines. In this regard, too 13b referenced, based on the two possible configurations of the connections 8-14a respectively. 8-14a1 or 8-14a2 are shown schematically. In a first embodiment (left) it is provided that the connection 8-14a1 Connects sections of both parallel lines together. The second embodiment of the connection 8-14a2 (right) is only connected to one of the two lines.

Das zweite Beispiel der weiteren Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-14b ist in 13c schematisch dargestellt, wobei dieses Beispiel des Energiespeichersystems 2-14b vier Stränge 4-14b mit jeweils hier sechs in Reihe geschalteten Energiespeichermodulen 6-14b und vier Anschlüsse 8-14b aufweist. Dabei sind auch hier die Stränge 4-14b sowie die Energiespeichermodule 6-14b ringförmig angeordnet, wobei sich zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten Strängen 4-14b jeweils ein Anschluss 8-14b befindet, an den eine Phase mindestens einer elektrischen Last, bspw. Elektromaschine, anschließbar ist.The second example of the further embodiment of the energy storage system 2-14b is in 13c shown schematically, this example of the energy storage system 2-14b four strands 4-14b with six energy storage modules connected in series here 6-14b and four connections 8-14b having. The strands are also here 4-14b as well as the energy storage modules 6-14b arranged in a ring, between two immediately adjacent strands 4-14b one connection each 8-14b is located, to which a phase of at least one electrical load, for example an electric machine, can be connected.

Das anhand von 13d gezeigte dritte Beispiel der weiteren Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-14c umfasst insgesamt sechs Stränge 4-14c mit jeweils sechs innerhalb eines Strangs 4-14c in Reihe geschalteten Energiespeichermodulen 6-14c. Dabei befindet sich zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten Strängen 4-14c ein Anschluss 8-14c für eine Phase mindestens einer hier nicht weiter dargestellten elektrischen Last, bspw. einer Elektromaschine. Je nach Definition sind jeweils zwei Paare aus Strängen 4-14c hier in Reihe geschaltet, wobei ein erstes Paar an Strängen 4-14c parallel zu einem zweiten Paar an Strängen 4-14c angeordnet ist, wobei parallel zu diesem zweiten Paar ein drittes Paar an Strängen 4-14c angeordnet ist.That based on 13d shown third example of the further embodiment of the energy storage system 2-14C comprises a total of six strands 4-14C with six each within a strand 4-14C energy storage modules connected in series 6-14C , It is located between two immediately adjacent strands 4-14C a connection 8-14C for a phase of at least one electrical load, not shown here, for example an electrical machine. Depending on the definition, there are two pairs of strands 4-14C here connected in series, with a first pair of strands 4-14C parallel to a second pair of strands 4-14C is arranged, with a third pair of strands parallel to this second pair 4-14C is arranged.

Das vierte Beispiel für die weitere Ausführungsform des Energiespeichersystems 2-14d ist in 13e schematisch dargestellt und umfasst hier insgesamt neun Stränge 4-14d mit jeweils drei in Reihe geschalteten Energiespeichermodulen 6-14d. Dabei sind jeweils zwei unmittelbar benachbarte Stränge 4-14d über einen Anschluss 8-14d miteinander verbunden.The fourth example for the further embodiment of the energy storage system 2-14d is in 13e shown schematically and here comprises a total of nine strands 4-14d with three energy storage modules connected in series 6-14d , There are two immediately adjacent strands 4-14d via a connection 8-14d connected with each other.

14a zeigt in schematischer Darstellung drei Energiespeichermodule 6-15a, 6-15b, 6-15c, die innerhalb eines Strangs 4-15 einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems in Reihe geschaltet sind, wobei es möglich ist, dass dieser Strang 4-15 noch mindestens ein weiteres hier nicht gezeigtes Energiespeichermodul aufweist. Außerdem umfasst das Energiespeichersystem mehrere derartige Stränge 4-15. 14a shows a schematic representation of three energy storage modules 6-15a . 6-15b . 6-15c that are within a strand 4-15 a further embodiment of the energy storage system according to the invention are connected in series, it being possible for this strand 4-15 has at least one further energy storage module, not shown here. In addition, the energy storage system comprises several such strands 4-15 ,

Jedes Energiespeichermodul 6-15a, 6-15b, 6-15c weist insgesamt vier Paare zu je zwei Schaltern 44-15 auf. Dabei sind die beiden Schalter 44-15 eines jeweiligen Paars in Reihe bzw. seriell geschaltet. Weiterhin sind ein erstes und ein zweites Paar an Schaltern 44-15 zueinander parallel geschaltet. Entsprechend sind ein drittes und ein viertes Paar an Schaltern 44-15 ebenfalls parallel geschaltet. Zwischen dem zweiten und dritten Paar an Schaltern 44-15 ist hier jeweils eine Energiespeichereinheit 42-15a, 42-15b, 42-15c (14a) geschaltet. 14b zeigt eine variierte schematische Darstellung der Energiespeichermodule 6-15a, 6-15b, 6-15c innerhalb des Strangs 4-15. Aus dieser zweiten Darstellung in 14b geht hervor, dass die Energiespeichereinheiten 42-15a, 42-15b, 42-15c hier explizit als Batterien ausgebildet sind, wobei es alternativ hierzu möglich ist, dass die Energiespeichereinheiten 42-15 auch als Kondensatoren, Solarzellen und/oder Brennstoffzellen ausgebildet sein können.Any energy storage module 6-15a . 6-15b . 6-15c has a total of four pairs of two switches each 44-15 on. Here are the two switches 44-15 of a respective pair connected in series or in series. There are also a first and a second pair of switches 44-15 connected in parallel to each other. Correspondingly, a third and a fourth pair of switches are 44-15 also connected in parallel. Between the second and third pair of switches 44-15 is an energy storage unit here 42-15a . 42-15b . 42-15c ( 14a) connected. 14b shows a varied schematic representation of the energy storage modules 6-15a . 6-15b . 6-15c within the strand 4-15 , From this second representation in 14b shows that the energy storage units 42-15a . 42-15b . 42-15c are explicitly designed here as batteries, it being alternatively possible for the energy storage units 42-15 can also be designed as capacitors, solar cells and / or fuel cells.

Weiterhin unterscheiden sich diese beiden Darstellungen in den 14a und 14b des Strangs 4-15 dadurch voneinander, dass Schalter 44-15 der Energiespeichermodule 6-15a, 6-15b, 6-15c unterschiedliche Stellungen aufweisen, woraus unterschiedliche schaltungstechnische Anordnungen der Energiespeichereinheiten 42-15a, 42-15b, 42-15c innerhalb des gesamten Strangs 4-15 resultieren. Hieraus ergeben sich unterschiedliche Möglichkeiten für Modularisierungen von schaltungstechnischen Anordnungen der Energiespeichereinheiten 42-15a, 42-15b, 42-15c, wobei derartige Modularisierungen hier durch gestrichelte bzw. gepunktete Kästen 80, 82 angedeutet sind. Bei einer ersten Modularisierung (Kasten 80) wird aufgrund einer ersten vorgesehenen Stellung der Schalter 44-15 innerhalb des Strangs 4-15 für die Energiespeichereinheit 42-15b und die Schalter 44-15 des zweiten Energiespeichermoduls 6-15b die erste Modularisierung (Kasten 80) bereitgestellt, wobei bei dieser ersten Modularisierung die Schalter 44-15 des zweiten Energiespeichermoduls 6-15b der Energiespeichereinheit 42-15 dieses zweiten Energiespeichermoduls 6-15 zugeordnet sind.Furthermore, these two representations differ in the 14a and 14b of the strand 4-15 in that each other that switch 44-15 the energy storage modules 6-15a . 6-15b . 6-15c have different positions, from which different circuitry arrangements of the energy storage units 42-15a . 42-15b . 42-15c within the entire strand 4-15 result. This results in different possibilities for modularizing circuitry arrangements of the energy storage units 42-15a . 42-15b . 42-15c , such modularizations here by dashed or dotted boxes 80 . 82 are indicated. With a first modularization (box 80 ) the switch is set based on a first intended position 44-15 within the strand 4-15 for the energy storage unit 42-15b and the switches 44-15 of the second energy storage module 6-15b the first modularization (box 80 ) provided, the switches in this first modularization 44-15 of the second energy storage module 6-15b the energy storage unit 42-15 this second energy storage module 6-15 assigned.

Weiterhin ist in 14b durch den zweiten Kasten 82 eine zweite alternative Modularisierung angedeutet, bei der aufgrund einer zweiten Stellung der Schalter 44-15, die zu der ersten Stellung alternativ ist, die Energiespeichereinheit 42-15a des ersten Energiespeichermoduls nunmehr dem dritten und vierten Paar an Schaltern 44-15 des ersten Energiespeichermoduls 6-15a sowie dem ersten und dem zweiten Paar an Schaltern 44-15 des zweiten Energiespeichermoduls 6-15b zugeordnet wird.Furthermore, in 14b through the second box 82 a second alternative modularization is indicated, in which the switch is due to a second position 44-15 , which is alternative to the first position, the energy storage unit 42-15a of the first energy storage module now the third and fourth pair of switches 44-15 of the first energy storage module 6-15a and the first and second pair of switches 44-15 of the second energy storage module 6-15b is assigned.

Daraus resultiert das in 14c schematisch dargestellte Ersatzschaltbild der Energiespeichereinheiten 42-15a, 42-15b, 42-15c innerhalb des Strangs 4-15, wobei hier die erste und die zweite Energiespeichereinheit 42-15a, 42-15b in Reihe geschaltet sind, und wobei die dritte Energiespeichereinheit 42-15c parallel zu der zweiten Energiespeichereinheit 42-15b geschaltet ist, wobei aufgrund der Stellung der Schalter 44-15 für die hier gezeigten Energiespeichereinheiten 42-15a, 42-15b, 42-15c eine erste mögliche schaltungstechnische Anordnung eingestellt wird. Es ist jedoch auch möglich, abhängig von alternativen Stellungen der Schalter 44-15 weitere schaltungstechnische Anordnungen einzustellen, bei denen bspw. vorgesehen ist, dass sämtliche Energiespeichereinheiten 42-15a, 42-15b, 42-15c hintereinander in Reihe oder zueinander parallel geschaltet sind.This results in 14c schematically represented equivalent circuit diagram of the energy storage units 42-15a . 42-15b . 42-15c within the strand 4-15 , here the first and the second energy storage unit 42-15a . 42-15b are connected in series, and wherein the third energy storage unit 42-15c parallel to the second energy storage unit 42-15b is switched, due to the position of the switch 44-15 for the energy storage units shown here 42-15a . 42-15b . 42-15c a first possible circuit arrangement is set. However, it is also possible, depending on alternative positions of the switches 44-15 set further circuitry arrangements in which, for example, it is provided that all energy storage units 42-15a . 42-15b . 42-15c are connected in series or in parallel to each other.

Bei den anhand der 14a und 14b bzw. 14c gezeigten Stellungen der Schalter 44-15 ergibt jeweils eine schaltungstechnische Anordnung. Dabei sind der untere Schalter 44-15 des ersten Paars und des zweiten Paars in dem ersten Energiespeichermodul 6-15a zueinander parallel geschaltet sowie mit dem Minuspol der Energiespeichereinheit 42-15a des ersten Energiespeichermoduls 6-15a in Reihe geschaltet. Außerdem sind der obere Schalter 44-15 des dritten Paars des ersten Energiespeichermoduls 6-15a und der untere Schalter 44-15 des zweiten Paars des zweiten Energiespeichermoduls 44-15 in Reihe geschaltet. Der obere Schalter 44-15 des vierten Paars des ersten Energiespeichermoduls 6-15a und der untere Schalter 44-15 des ersten Paars des zweiten Energiespeichermoduls 44-15 sind ebenfalls in Reihe geschaltet. Dabei sind der obere Schalter 44-15 des dritten Paars des ersten Energiespeichermoduls 6-15a und der untere Schalter 44-15 des zweiten Paars des zweiten Energiespeichermoduls 44-15 einerseits sowie der obere Schalter 44-15 des vierten Paars des ersten Energiespeichermoduls 6-15a und der untere Schalter 44-15 des ersten Paars des zweiten Energiespeichermoduls 6-15b andererseits zueinander parallel geschaltet. Diese jeweils zueinander parallel geschalteten Schalter 44-15 sind zwischen mit dem Pluspol der Energiespeichereinheit 42-15a des ersten Energiespeichermoduls 6-15a und dem Minuspol der Energiespeichereinheit 42-15b des zweiten Energiespeichermoduls 6-15b angeordnet sowie mit diesem Pluspol und diesem Minuspol in Reihe geschaltet. Außerdem ist der Minuspol der Energiespeichereinheit 42-15b des zweiten Energiespeichermoduls 6-15b mit dem unteren Schalter 44-15 des vierten Paars des zweiten Energiespeichermoduls 6-15b in Reihe geschaltet, der wiederum mit dem unteren Schalter 44-15 des ersten Paars des dritten Energiespeichermoduls 6-15c in Reihe geschaltet ist, der wiederum mit dem Minuspol der Energiespeichereinheit 6-15c des dritten Energiespeichermoduls 6-15c in Reihe geschaltet ist. Der Pluspol der Energiespeichereinheit 42-15b des zweiten Energiespeichermoduls 6-15b ist mit dem oberen Schalter 44-15 des dritten Paars des zweiten Energiespeichermoduls 6-15b in Reihe geschaltet, der wiederum mit dem oberen Schalter 44-15 des zweiten Paars des dritten Energiespeichermoduls 6-15c in Reihe geschaltet ist, der wiederum mit dem Pluspol der Energiespeichereinheit 6-15c des dritten Energiespeichermoduls 6-15c in Reihe geschaltet ist. Weiterhin sind die oberen Schalter 44-15 des dritten und vierten Paars des dritten Energiespeichermoduls 6-15c zueinander parallel und mit dem Pluspol der Energiespeichereinheit 6-15c des dritten Energiespeichermoduls 6-15c in Reihe geschaltet.In the case of the 14a and 14b respectively. 14c positions of the switches shown 44-15 results in a circuit arrangement. Here are the bottom switch 44-15 of the first pair and the second pair in the first energy storage module 6-15a connected in parallel to each other and with the negative pole of the energy storage unit 42-15a of the first energy storage module 6-15a connected in series. Also, the top switch 44-15 of the third pair of the first energy storage module 6-15a and the lower switch 44-15 of the second pair of the second energy storage module 44-15 connected in series. The top switch 44-15 of the fourth pair of the first energy storage module 6-15a and the lower switch 44-15 of the first pair of the second energy storage module 44-15 are also connected in series. Here are the top switch 44-15 of the third pair of the first energy storage module 6-15a and the lower switch 44-15 of the second pair of the second energy storage module 44-15 on the one hand and the upper switch 44-15 of the fourth pair of the first energy storage module 6-15a and the lower switch 44-15 of the first pair of the second energy storage module 6-15b on the other hand, connected in parallel to each other. These switches are connected in parallel to each other 44-15 are between with the Positive pole of the energy storage unit 42-15a of the first energy storage module 6-15a and the negative pole of the energy storage unit 42-15b of the second energy storage module 6-15b arranged and connected in series with this positive pole and this negative pole. In addition, the negative pole of the energy storage unit 42-15b of the second energy storage module 6-15b with the lower switch 44-15 of the fourth pair of the second energy storage module 6-15b connected in series, which in turn with the lower switch 44-15 of the first pair of the third energy storage module 6-15c is connected in series, which in turn with the negative pole of the energy storage unit 6-15c of the third energy storage module 6-15c is connected in series. The plus pole of the energy storage unit 42-15b of the second energy storage module 6-15b is with the top switch 44-15 of the third pair of the second energy storage module 6-15b connected in series, which in turn with the upper switch 44-15 of the second pair of the third energy storage module 6-15c is connected in series, which in turn with the positive pole of the energy storage unit 6-15c of the third energy storage module 6-15c is connected in series. Furthermore, the top switches 44-15 the third and fourth pair of the third energy storage module 6-15c parallel to each other and with the positive pole of the energy storage unit 6-15c of the third energy storage module 6-15c connected in series.

15a zeigt in schematischer Darstellung eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung, die eine Batterie 50 aufweist, die elektrische Energie in Form eines Gleichstroms 52 bereitstellt. Diese Batterie 50 ist mit einem Spannungswandler 54 verbunden, der dazu ausgebildet ist, den ursprünglichen Gleichstrom 52 der Batterie 50 in einen dreiphasigen Wechselstrom 56 umzuwandeln, der weiterhin den drei Phasen einer Elektromaschine 58 zu deren Betrieb bereitgestellt wird. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Batterie 50 und der Spannungswandler 54 bzw. Umrichter im Vergleich zu einer maximal möglichen Spannung eine schlechte Ausnutzung einer Pulsweitenmodulation bietet, was hier durch schraffierte Flächen im Verlauf des Wechselstroms 56 verdeutlicht ist. 15a shows a schematic representation of a device known from the prior art, the battery 50 has the electrical energy in the form of a direct current 52 provides. This battery 50 is with a voltage converter 54 connected, which is designed to the original direct current 52 the battery 50 into a three-phase alternating current 56 to convert the three phases of an electric machine 58 is provided for their operation. It should be borne in mind that the battery 50 and the voltage converter 54 or converter offers poor utilization of pulse width modulation compared to a maximum possible voltage, which is shown here by shaded areas in the course of the alternating current 56 is made clear.

15b zeigt ein Diagramm 60 mit einem Verlauf einer elektrischen Spannung zur Verdeutlichung einer Funktionsweise einer Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichersystems mit dynamisch änderbarer schaltungstechnische Anordnung 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f und/oder Konfigurationen von Schaltern innerhalb von Energiespeichermodulen einzelner Stränge und eine Elektromaschine 18-15 als Beispiel für eine elektrische Last. 15b shows a diagram 60 with a profile of an electrical voltage to clarify a mode of operation of an embodiment of an electrical energy storage system with a dynamically changeable circuit arrangement 62a . 62b . 62c . 62d . 62e . 62f and / or configurations of switches within energy storage modules of individual strings and an electric machine 18-15 as an example of an electrical load.

Dabei zeigt 15b hier exemplarisch sechs Energiespeichereinheiten innerhalb eines Strangs, für die hier sechs unterschiedliche Konfigurationen und somit schaltungstechnische Anordnungen 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f innerhalb eines jeweiligen Strangs vorgesehen sind, wobei sich die schaltungstechnische Anordnungen 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f wiederum in Abhängigkeit einer Stellung von mindestens zwei hier nicht weiter dargestellten Schaltern innerhalb des Strangs ergibt.It shows 15b Here are six energy storage units within one line, for which there are six different configurations and thus circuitry arrangements 62a . 62b . 62c . 62d . 62e . 62f are provided within a respective line, the circuitry arrangements 62a . 62b . 62c . 62d . 62e . 62f again depending on a position of at least two switches not shown here within the string.

Im Detail sind bei einer ersten schaltungstechnischen Anordnung 62a sämtliche Energiespeichereinheiten in dem Strang zueinander parallel geschaltet. Bei der zweiten schaltungstechnischen Anordnung 62b sind hier je nach Definition drei Paare aus jeweils zwei zueinander in Reihe geschalteten Energiespeichereinheiten in dem Strang zueinander parallel geschaltet. Bei der dritten schaltungstechnischen Anordnung 62c ist vorgesehen, dass in dem Strang jeweils drei Energiespeichereinheiten in Reihe geschaltet sind, wobei diese beiden Reihen wiederum zueinander parallel geschaltet sind. Bei der vierten schaltungstechnische Anordnung 62d sind einerseits vier Energiespeichereinheiten in Reihe geschaltet. Außerdem sind zwei weitere Energiespeichereinheiten parallel zu zwei der insgesamt vier in Reihe geschalteten Energiespeichereinheiten parallel geschaltet. Bei der fünften schaltungstechnische Anordnung 62e sind fünf der sechs Energiespeichereinheiten in Reihe geschaltet. Außerdem ist eine sechste Energiespeichereinheit parallel zu einer der ersten fünf Energiespeichereinheiten, hier parallel zu der ersten bzw. letzten Energiespeichereinheit innerhalb der Reihe aus fünf Energiespeichereinheiten geschaltet. Bei der sechsten schaltungstechnische Anordnung 62f ist vorgesehen, dass sämtliche sechs Energiespeichereinheiten in Reihe geschaltet sind.The details are in a first circuit arrangement 62a all energy storage units in the line are connected in parallel to each other. In the second circuit arrangement 62b depending on the definition, three pairs of two energy storage units connected in series with one another are connected in parallel in the line here. In the third circuit arrangement 62c it is provided that in each case three energy storage units are connected in series in the line, these two series in turn being connected in parallel to one another. In the fourth circuit arrangement 62d on the one hand four energy storage units are connected in series. In addition, two further energy storage units are connected in parallel to two of the four energy storage units connected in series. In the fifth circuit arrangement 62e five of the six energy storage units are connected in series. In addition, a sixth energy storage unit is connected in parallel to one of the first five energy storage units, here in parallel to the first or last energy storage unit within the row of five energy storage units. In the sixth circuit arrangement 62f it is provided that all six energy storage units are connected in series.

Durch eine dynamische Konfiguration einer schaltungstechnischen Anordnung der vorgestellten Energiespeichereinheiten innerhalb des Strangs, bspw. von entsprechenden Batterien oder Kondensatoren, ist es möglich, für einen oder mehrere Verbraucher, bspw. mindestens eine elektrische Last, bspw. Elektromaschine 18-15, eine als Wechselspannung und/oder Multiphasenspannung ausgebildete Spannung mit variablen unterschiedlichen Werten direkt zu erzeugen. Dabei wird durch jede schaltungstechnische Anordnung 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f ein bestimmter Wert für die Spannung bereitgestellt, was hier anhand von gestrichelten Pfeilen angedeutet ist.A dynamic configuration of a circuitry arrangement of the energy storage units presented within the string, for example of corresponding batteries or capacitors, makes it possible for one or more consumers, for example at least one electrical load, for example an electric machine 18-15 to directly generate a voltage formed as an AC voltage and / or a multi-phase voltage with variable different values. It is through every circuit arrangement 62a . 62b . 62c . 62d . 62e . 62f a certain value for the voltage is provided, which is indicated here by dashed arrows.

Im Gegensatz zu bisherigen Umrichtern kann bei allen Amplituden für die Spannung ein maximaler Modulationsindex eingestellt werden. Ferner sinken bei niedrigen Spannungen sogar die Verluste, weil bspw. durch eine Parallelschaltung von Energiespeichereinheiten eines Strangs ein effektiver Innenwiderstand sinkt. Davon abgesehen, erzeugt eine geschaltete Energiespeichereinheit eines Strangs eine fast verzerrungsfreie Ausgangsspannung, da Unterschiede und/oder Stufen zwischen den Spannungen von zwei schaltungstechnischen Anordnungen 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f und/oder Konfigurationen sehr gering gehalten werden können. Darüber hinaus kann mit einer Schaltmodulation zwischen solchen Spannungen moduliert werden, um diese weiter zu glätten.In contrast to previous converters, a maximum modulation index can be set for all voltage amplitudes. Furthermore, the losses even decrease at low voltages because, for example, an effective internal resistance drops due to a parallel connection of energy storage units of a string. Apart from that, a switched energy storage unit of a string generates an almost distortion-free output voltage, since there are differences and / or levels between the voltages of two circuit arrangements 62a . 62b . 62c . 62d . 62e . 62f and / or configurations can be kept very low. In addition, switching modulation can be used to modulate such voltages in order to further smooth them.

Bisherige Technologien können in der Regel nur einen Mehrphasenausgang beliefern und damit nur eine elektrische Maschine ansteuern. Heutige Fahrzeuge sind jedoch oft für mehrere Elektromaschinen 18-15 zum Antrieb ausgelegt.Previous technologies can generally only supply one multi-phase output and thus only control one electrical machine. However, today's vehicles are often for multiple electric machines 18-15 designed for drive.

Claims (8)

Anordnung für ein Fahrzeug (40) mit einem elektrischen Energiespeichersystem (2), zwei Elektromaschinen (18) und mindestens einem elektrischen Wechselstrom-Umrichter (46), wobei an dem elektrischen Energiespeichersystem (2) Windungen eines jeweiligen Stators jeder der Elektromaschinen (18) angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar sind, und wobei Windungen eines jeweiligen Rotors jeder der zwei Elektromaschinen (18) an einem des mindestens einen elektrischen Wechselstrom-Umrichters (46) angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar sind, wobei das elektrische Energiespeichersystem (2) als elektrische Wechselstromquelle einen Multilevelkonverter mit mehreren Strängen (4) aufweist, wobei jeweils ein Strang (4) mehrere hintereinander angeordnete elektrische Energiespeichermodule (6) aufweist, die jeweils mindestens eine Energiespeichereinheit (42) umfassen und die zwischen einem ersten Strangende und einem zweiten Strangende angeordnet sind, wobei die jeweiligen Stränge (4) an mindestens einem Strangende jeweils mindestens einen Anschluss (8) aufweisen, an dem jeweilige Windungen der Statoren der Elektromaschinen (18) angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar sind.Arrangement for a vehicle (40) with an electrical energy storage system (2), two electrical machines (18) and at least one electrical AC converter (46), windings of a respective stator of each of the electrical machines (18) being connected to the electrical energy storage system (2) and can be supplied with electrical energy, and wherein turns of a respective rotor of each of the two electrical machines (18) are connected to one of the at least one electrical alternating current converter (46) and can be supplied with electrical energy, the electrical energy storage system (2) being used as an electrical alternating current source has a multilevel converter with a plurality of strands (4), one strand (4) each having a plurality of electrical energy storage modules (6) arranged one behind the other, each comprising at least one energy storage unit (42) and being arranged between a first strand end and a second strand end, wherein the respective street length (4) each have at least one strand of at least one connection end (8) connected to the respective windings of the stators of the electric machines (18) and are supplied with electrical energy. Anordnung nach Anspruch 1, die zwei elektrische Wechselstrom-Umrichter (46) aufweist, die jeweils mit dem elektrischen Energiespeichersystem (2) verbunden sind und an denen jeweils Windungen des Rotors jeweils einer der Elektromaschinen (18) angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgbar sind.Arrangement after Claim 1 which has two electrical alternating current converters (46), each of which is connected to the electrical energy storage system (2) and to each of which windings of the rotor are connected to one of the electrical machines (18) and can be supplied with electrical energy. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die beiden Elektromaschinen (18) über einen Wechselstrom-Umrichter (46) miteinander verbunden sind, wobei die Windungen der jeweiligen Rotoren der zwei Elektromaschinen (18) an den einen Wechselstrom-Umrichter (46) angeschlossen sind.Arrangement after Claim 1 , in which the two electric machines (18) are connected to one another via an AC converter (46), the windings of the respective rotors of the two electric machines (18) being connected to the one AC converter (46). Anordnung nach Anspruch 3, bei der der eine elektrische Wechselstrom-Umrichter (46) zusätzlich mit dem elektrischen Energiespeichersystem (2) direkt verbunden ist.Arrangement after Claim 3 , in which one electrical alternating current converter (46) is additionally connected directly to the electrical energy storage system (2). Fahrzeug, das mindestens eine elektrische Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist.Vehicle having at least one electrical arrangement according to one of the preceding claims. Fahrzeug nach Anspruch 5, bei dem die zwei Elektromaschinen (18) der Anordnung zum Antreiben des Fahrzeugs (40) ausgebildet ist.Vehicle after Claim 5 , in which the two electric machines (18) of the arrangement for driving the vehicle (40) is formed. Fahrzeug nach Anspruch 6, bei dem die zwei Elektromaschinen (18) der Anordnung mindestens einem Rad des Fahrzeugs (40) zugeordnet ist.Vehicle after Claim 6 , in which the two electric machines (18) of the arrangement is assigned to at least one wheel of the vehicle (40). Verfahren zum Betreiben einer Anordnung für ein Fahrzeug (40) mit einem elektrischen Energiespeichersystem (2), zwei Elektromaschinen (18) und mindestens einem elektrischen Wechselstrom-Umrichter (46), wobei an dem elektrischen Energiespeichersystem (2) Windungen eines jeweiligen Stators jeder der Elektromaschinen (18) angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgt werden, und wobei Windungen eines jeweiligen Rotors jeder der zwei Elektromaschinen (18) an einem des mindestens einen elektrischen Wechselstrom-Umrichters (46) angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei das elektrische Energiespeichersystem (2) als elektrische Wechselstromquelle einen Multilevelkonverter mit mehreren Strängen (4) aufweist, wobei jeweils ein Strang (4) mehrere hintereinander angeordnete elektrische Energiespeichermodule (6) aufweist, die jeweils mindestens eine Energiespeichereinheit (42) umfassen und die zwischen einem ersten Strangende und einem zweiten Strangende angeordnet sind, wobei die jeweiligen Stränge (4) an mindestens einem Strangende jeweils mindestens einen Anschluss (8) aufweisen, an dem jeweilige Windungen der Statoren der Elektromaschinen (18) angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgt werden.Method for operating an arrangement for a vehicle (40) with an electrical energy storage system (2), two electrical machines (18) and at least one electrical alternating current converter (46), with turns of a respective stator of each of the electrical machines on the electrical energy storage system (2) (18) are connected and supplied with electrical energy, and wherein windings of a respective rotor of each of the two electrical machines (18) are connected to one of the at least one electrical AC converter (46) and are supplied with electrical energy, the electrical energy storage system (2 ) as an electrical alternating current source has a multilevel converter with a plurality of strands (4), one strand (4) each having a plurality of electrical energy storage modules (6) arranged one behind the other, each comprising at least one energy storage unit (42) and which between a first strand end and a second strand end arranged s Ind, the respective strands (4) each having at least one connection (8) on at least one strand end, to which the respective windings of the stators of the electrical machines (18) are connected and supplied with electrical energy.
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