WO2011009689A2 - Serienschaltung von schaltreglern zur energieübertragung in batteriesystemen - Google Patents

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SB LiMotive Co Ltd
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    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/0077—Plural converter units whose outputs are connected in series

Definitions

  • FIG. 1 shows a schematic diagram for a series connection of batteries.
  • a plurality of battery cells 10-1 to 10-n are connected in series to the required for example in a car for the electric motor high operating voltage by summing the voltage of the individual cells
  • the high operating voltage can be decoupled by output-side switches 1 1 -1 and 1 1 -2 of the following, not shown power electronic components such as inverters. Since the total output current of the battery due to the series connection of the battery cells 10-1, ..., 10-n in each of the battery cells 10-1, ..., 10-n flows, wherein the charge transport by electrochemical processes within the battery cells 10-1, ..., 10-n happens, the failure of a single battery cell in the extreme case means that the entire arrangement can no longer provide electricity and thus no electrical energy.
  • a so-called battery management system 12 is usually used, which is connected to both poles of each of the battery cells 10-1,. n is connected or connectable and at regular or selectable intervals operating parameters such as voltage and temperature of each battery cell 10-1, ..., 10-n and from this determines their state of charge (SoC).
  • SoC state of charge
  • Conditions for the operating voltage to be provided, the maximum current and the stored energy are provided for different operating states of the device to be operated with the battery, which can only be combined if a higher number of battery cells is coupled than to meet the individual requirements actually necessary. This increases the price and the particular in an electric car disturbing weight and volume of the battery system.
  • circuit breakers 1 1 -1 and 1 1 -2 In order to switch the battery system voltage-free, ie to separate the actual battery from the load, circuit breakers 1 1 -1 and 1 1 -2 must be provided, which typically designed as contactors and which are very expensive for the expected high currents and voltages are. Disclosure of the invention
  • the invention has for its object to introduce a device which can overcome the above-mentioned disadvantages of the prior art.
  • a first aspect of the invention relates to a power transformer for a battery system comprising a plurality of DC / DC converters each having a first and a second input and a first and a second output.
  • the first and second inputs of the DC / DC converters are designed to connect a battery module.
  • the DC / DC converters are on the output side in
  • the invention has the advantage that the choice of a suitable total voltage depending on the operating situation is possible, since the output voltage of the individual DC / DC converter can be set in a known manner.
  • the output voltage is independent of the number of primary side connected battery cells.
  • the design of the battery system can be carried out purely in accordance with energy and performance criteria independently of the total voltage required for the respective application.
  • Another advantage is that the expensive contactors 1 1 -1 and 1 1 -2 omitted, because the high voltage at the battery output can be switched off by switching off the DC / DC converter in a simple manner.
  • the second output of a respective DC / DC converter can be directly connected to the second input of the respective one DC / DC converter.
  • the DC / DC converters each have a coil, first to fourth switches and a controller for controlling the first to fourth switches, the first switch between the first input and a first terminal of the coil , the second switch between the first terminal of the coil and the second input, the third switch between a second terminal of the coil and the second input and the fourth switch between the second terminal of the coil and the first output are connected.
  • This embodiment of a buck-boost converter has low complexity in terms of circuitry and allows simple control of the output voltage to be generated.
  • each controller preferably has a first control input for a first control signal and is configured, upon receipt of the first control signal, to connect the first output of the DC / DC converter to the second output of the DC / DC converter by closing the third switch and electrically connect the fourth switch and decouple the first input of the DC / DC converter by opening the first switch.
  • This embodiment makes it possible to selectively switch off a DC / DC converter during operation, for example because a battery cell of the battery module connected on the input side is defective. By closing the third switch, the first and the second output of the failed DC / DC converter are conductively connected to each other, so that in the overall arrangement, an output current can continue to flow.
  • each of the DC / DC converter via a second control input for a second control signal and is adapted to increase the reception of the second control signal, a voltage between the first and the second output of the DC / DC converter , This makes it possible to reduce the total voltage by the already described shutdown of a single DC / DC
  • Counteract converter so that further provided an at least approximately unchanged total voltage of the reduced number DC / DC converter. It is also possible to increase the total voltage with a constant number of DC / DC converters and thus to adapt to a different operating situation.
  • a second aspect of the invention introduces a battery system having an energy exchanger according to the first aspect of the invention and a plurality of battery modules.
  • the battery modules each have at least one battery cell.
  • the battery poles of the battery modules are equipped with a corresponding gear of the first and second inputs of a DC / DC converter of the energy transfer releasably connected.
  • a third aspect of the invention relates to a motor vehicle with an energy exchanger according to the first aspect of the invention.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a circuit diagram of a designed as a buck-boost converter DC / DC converter.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of the invention.
  • three DC / DC converters 21 -1, 21 -2 and 21 -3 can be seen, but in real applications their number can be significantly higher.
  • Each of the DC / DC converters 21 -1, 21 -2, 21 -3 is the input side connected to a battery module 20-1, 20-2, 20-3, which in the example each have a plurality of series-connected battery cells.
  • the outputs of the DC / DC converters 21 -1, 21 -2, 21 -3 are connected in series, so that the total voltage between the outputs 22-1 and 22-2 of the arrangement as the sum of the individual voltages generated by the DC / DC converters 21 -1, 21 -2, 21 -3.
  • the DC / DC converters 21 -1, 21 -2, 21 -3 are constructed in a known manner and allow adjustment of the at the first and second outputs of each DC / DC converter 21 -1, 21 -2, 21 -3 applied output voltage or switching off the DC / DC converter 21 -1, 21 -2, 21 -3, so that no DC / DC implementation takes place more.
  • the total voltage at the outputs 22-1 and 22-2 can be adapted flexibly to the respective operating situation, which represents one of the advantages of the invention.
  • Dashed lines within the DC / DC converters 21 -1, 21 -2, 21 -3 indicate the electrically conductive connections between in each case one input and one output of the DC / DC converter
  • FIG. 3 shows a circuit diagram of a known DC / DC converter 31 designed as a buck-boost converter. Between a first input 32-1 and a second input 32-2, a battery module 30 having one or more battery cells 30-1 be connected to 30-n detachably.
  • the DC / DC converter 31 has first through fourth switches S1, S2, S3, S4 and a coil L1.
  • the DC / DC converter has a first and a second output 33-1, 33-2 and is designed to generate a DC voltage between these outputs 33-1, 33-2, the amount of which is determined in a known manner by selecting the switching periods the first to fourth switches S1, S2, S3, S4 is independent of the DC voltage of the battery module 30 is adjustable.
  • the buck-boost converter is operated alternately in two different states.
  • the first switch S1 and the third switch S3 are closed (that is, brought into the conducting state) and the second switch S2 and the fourth switch S4 are opened (ie brought into the non-conducting state).
  • the battery module 30 flows in the sequence, a current through the coil L1, which builds up a magnetic field in the coil L1.
  • the first switch S1 and the third switch S3 are now opened and the second switch S2 and the fourth switch S4 are closed. This will do that
  • Battery module 30 separated from the coil L1 and the input to the negative pole of the battery module 30 and the output connected to the first output 33-1. Since the coil L1 counteracts the change in the current flowing through it, it feeds an output current from its magnetic field and breaks it down. If this process is repeated quickly, it is between the
  • Outputs 33-1, 33-2 a DC voltage whose size depends among other things on the frequency of repetition.
  • a controller that adapts the timing of the switch S1 to S4 to the operating situation. It is also customary to provide a feedback in which the output voltage applied to the outputs 33-1, 33-2 is provided. determined and used to adjust the timing of the switches S1 to S4, so that there is a stable output voltage as possible. For better smoothing of the output voltage, a buffer capacitor may be provided between the outputs 33-1, 33-2. In the context of the invention, these properties of DC / DC converters permit the setting of a desired total voltage of the arrangement according to the invention depending on the operating situation or also the switching off of one or all DC / DC converters.

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Abstract

Ein Energieübertrager für ein Batteriesystem, ein Batteriesystem mit einem solchen Energieübertrager und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Batteriesystem. Der Energieübertrager umfasst eine Mehrzahl von DC/DC-Umsetzern mit jeweils einem ersten und einem zweiten Eingang und einem ersten und einem zweiten Ausgang, wobei die ersten und zweiten Eingänge für das Anschließen eines Batteriemoduls ausgebildet sind, wobei die DC/DC-Umsetzer ausgangsseitig in Serie geschaltet sind und wobei die DC/DC-Umsetzer als Buck-Boost-Konverter ausgeführt sind.

Description

Beschreibung
Titel
Serienschaltunq von Schaltreqlern zur Energieübertragung in Batteriesvstemen Stand der Technik
Es besteht ein wachsender Bedarf an Batteriesystemen, welche in stationären Anwendungen wie Windkraftanlagen und Notstromsystemen oder aber in Fahrzeugen zum Einsatz kommen sollen. Alle diese Anwendungen stellen hohe An- forderungen an die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit. Der Grund hierfür ist, dass ein vollständiger Ausfall der Spannungsversorgung durch das Batteriesystem zu einem Ausfall des Gesamtsystems führen kann. So werden bei Windkraftanlagen Batterien eingesetzt, um bei starkem Wind die Rotorblätter zu verstellen und die Anlage vor übermäßigen mechanischen Belastungen zu schüt- zen, die die Windkraftanlage beschädigen oder sogar zerstören könnten. Im Falle des Ausfalls der Batterie eines Elektroautos würde dieses fahruntüchtig. Ein Notstromsystem wiederum soll gerade den unterbrechungsfreien Betrieb z.B. eines Krankenhauses sicherstellen und daher selbst möglich nicht ausfallen können. Um die für die jeweilige Anwendung geforderte Leistung und Energie zur Verfügung stellen zu können, werden einzelne Batteriezellen in Serie und teilweise zusätzlich parallel geschaltet. Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild für eine Serienschaltung von Batterien. Eine Vielzahl von Batteriezellen 10-1 bis 10-n sind in Serie geschaltet, um die beispielsweise in einem PKW für den Elektromotor erforderli- che hohe Betriebsspannung durch Summierung der Spannung der Einzelzellen
10-1 ,...,10-n zu erreichen. Die hohe Betriebsspannung kann durch ausgangssei- tige Schalter 1 1 -1 und 1 1 -2 von den folgenden, nicht dargestellten leistungselektronischen Bauelementen wie Wechselrichtern abgekoppelt werden. Da der gesamte Ausgangsstrom der Batterie aufgrund der Serienschaltung der Batteriezel- len 10-1 ,...,10-n in jeder der Batteriezellen 10-1 ,...,10-n fließt, wobei der Ladungstransport durch elektrochemikalische Prozesse innerhalb der Batteriezellen 10-1 ,...,10-n geschieht, bedeutet der Ausfall einer einzigen Batteriezelle im Extremfall, dass die Gesamtanordnung keinen Strom und damit keine elektrische Energie mehr bereitstellen kann. Um einen drohenden Ausfall einer Batteriezelle 10-1 ,...,10-n rechtzeitig erkennen zu können, wird gewöhnlich ein sog. Batterie- Managementsystem 12 verwendet, welches mit beiden Polen jeder der Batteriezellen 10-1 ,...,10-n verbunden oder verbindbar ist und in regelmäßigen oder wählbaren Abständen Betriebsparameter wie Spannung und Temperatur jeder Batteriezelle 10-1 ,...,10-n und daraus deren Ladezustand (State of Charge, SoC) bestimmt. Dies bedeutet einen hohen Aufwand bei gleichzeitig geringer Flexibili- tat der elektrischen Betriebsdaten des Batteriesystems.
Weitere Nachteile der Serienschaltung einer Vielzahl von Batteriezellen sind:
1 . Für unterschiedliche Betriebszustände der mit der Batterie zu betreiben- den Einrichtung werden Bedingungen für die bereitzustellende Betriebsspannung, den maximalen Strom und die gespeicherte Energie gestellt, welche sich nur dann vereinen lassen, wenn eine höhere Zahl von Batteriezellen gekoppelt wird, als zur Erfüllung der einzelnen Anforderungen eigentlich notwendig wäre. Dies erhöht den Preis und das insbesondere bei einem Elektroauto störende Gewicht und Volumen des Batteriesystems.
2. Die Montage der Batterie, also das Zusammenschalten der einzelnen Zellen, erfolgt wegen der durch die Serienschaltung summierten Spannungen der einzelnen Batteriezellen bei hohen Spannungen bis 1000 V, weshalb ein Aus- tausch der Batterie, einzelner Zellen oder Module nicht in örtlichen Werkstätten bzw. im Falle einer stationären Anwendung nur mit Spezialwerkzeug von besonders ausgebildeten Fachkräften vorgenommen werden kann. Dadurch ergibt sich ein hoher logistischer Aufwand für die Wartung von Batteriesystemen im Fehlerfall.
3. Um das Batteriesystem spannungsfrei zu schalten, d.h. die eigentliche Batterie von der Last zu trennen, müssen Leistungsschalter 1 1 -1 und 1 1 -2 vorgesehen werden, welche typischerweise als Schütze ausgeführt und welche für die zu erwartenden hohen Ströme und Spannungen sehr teuer sind. Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, eine Vorrichtung einzuführen, die die obengenannten Nachteile des Standes der Technik überwinden kann.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Energieübertrager für ein Batteriesystem, der eine Mehrzahl von DC/DC-Umsetzern mit jeweils einem ersten und einem zweiten Eingang und einem ersten und einem zweiten Ausgang umfasst. Die ersten und zweiten Eingänge der DC/DC-Umsetzer sind für das Anschließen eines Batteriemoduls ausgebildet. Die DC/DC-Umsetzer sind ausgangsseitig in
Serie geschaltet und als Buck-Boost-Konverter ausgebildet.
Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass die Wahl einer je nach Betriebssituation geeigneten Gesamtspannung möglich wird, da die Ausgangsspannung der ein- zelnen DC/DC-Umsetzer nach bekannter Art eingestellt werden kann. Außerdem wird die Ausgangsspannung unabhängig von der Zahl der primärseitig angeschlossenen Batteriezellen. Dadurch kann die Auslegung des Batteriesystems rein nach Energie- und Leistungskriterien unabhängig von der für die jeweilige Anwendung geforderten Gesamtspannung erfolgen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die teuren Schütze 1 1 -1 und 1 1 -2 entfallen können, weil die Hochspannung am Batterieausgang durch Abschalten der DC/DC-Umsetzer auf einfache Weise abgeschaltet werden kann.
Der zweite Ausgang jeweils eines DC/DC-Umsetzers kann mit dem zweiten Ein- gang des jeweils einen DC/DC-Umsetzers direkt verbunden sein.
Bei einer bevorzugten Ausführung des Energieübertragers verfügen die DC/DC- Umsetzer jeweils über eine Spule, über erste bis vierte Schalter und einen Kontroller für das Steuern der ersten bis vierten Schalter verfügen, wobei der erste Schalter zwischen den ersten Eingang und einen ersten Anschluss der Spule, der zweite Schalter zwischen den ersten Anschluss der Spule und den zweiten Eingang, der dritte Schalter zwischen einen zweiten Anschluss der Spule und den zweiten Eingang und der vierte Schalter zwischen den zweiten Anschluss der Spule und den ersten Ausgang geschaltet sind. Diese Ausführung eines Buck-Boost-Konverters ist von schaltungstechnisch geringer Komplexität und erlaubt eine einfache Steuerung der zu erzeugenden Ausgangsspannung. Besonders bevorzugt weist hierbei jeder Kontroller einen ersten Steuereingang für ein erstes Steuersignal auf und ist ausgebildet, auf den Empfang des ersten Steuersignals hin den ersten Ausgang des DC/DC-Umsetzers mit dem zweiten Ausgang des DC/DC-Umsetzers durch Schließen des dritten Schalters und des vierten Schalters elektrisch zu verbinden und den ersten Eingang des DC/DC- Umsetzers durch Öffnen des ersten Schalters abzukoppeln. Diese Ausführungsform erlaubt es, einen DC/DC-Umsetzer im Betrieb selektiv auszuschalten, etwa weil eine Batteriezelle des eingangsseitig angeschlossenen Batteriemoduls de- fekt ist. Durch das Schließen des dritten Schalters werden der erste und der zweite Ausgang des ausgefallenen DC/DC-Umsetzers leitend miteinander verbunden, so dass in der Gesamtanordnung weiterhin ein Ausgangsstrom fließen kann. Um das Batteriemodul nicht über die Spule kurzzuschließen, wird es gleichzeitig durch Öffnen des ersten Schalters abgekoppelt. Diese Ausführungs- form erlaubt daher den Weiterbetrieb der Vorrichtung trotz des Ausfalls einer o- der mehrerer Batteriezellen. Außerdem wird ggf. der Austausch eines Batteriemoduls im laufenden Betrieb möglich, ohne dass die Erzeugung der Gesamtspannung unterbrochen werden muss. Bei einer Fortführung der beiden letztgenannten Ausführungsvarianten verfügt jeder der DC/DC-Umsetzer über einen zweiten Steuereingang für ein zweites Steuersignal und ist ausgebildet, auf den Empfang des zweiten Steuersignals eine Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgang des DC/DC- Umsetzers zu erhöhen. Dadurch wird es möglich, einer Senkung der Gesamt- Spannung durch die bereits beschriebene Abschaltung eines einzelnen DC/DC-
Umsetzers entgegenzuwirken, so dass weiterhin eine wenigstens näherungsweise unveränderte Gesamtspannung von der verringerten Anzahl DC/DC-Umsetzer bereitgestellt wird. Auch ist es möglich, die Gesamtspannung bei gleichbleibender Anzahl von DC/DC-Umsetzern zu erhöhen und so an eine andere Betriebssi- tuation anzupassen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung führt ein Batteriesystem mit einem Energieübertrager gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und einer Mehrzahl von Batteriemodulen ein. Die Batteriemodule verfügen jeweils über wenigstens eine Batte- riezelle. Die Batteriepole der Batteriemodule sind mit einem entsprechenden Ein- gang der ersten und zweiten Eingänge eines DC/DC-Umsetzer des Energieübertragers lösbar verbunden.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Energieü- bertrager gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
Kurzbeschreibung der Abbildungen Die Erfindung wird im folgenden anhand von Abbildungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Batterie mit Batteriemanagementsystem nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 3 ein Schaltbild eines als Buck-Boost-Konverter ausgeführten DC/DC- Umsetzers.
Ausführliche Beschreibung der Abbildungen
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Beispiel sind drei DC/DC-Umsetzer 21 -1 , 21 -2 und 21 -3 zu sehen, in realen Anwendungen kann deren Zahl jedoch deutlich höher liegen. Jeder der DC/DC-Umsetzer 21 -1 , 21 -2, 21 -3 ist eingangsseitig mit einem Batteriemodul 20-1 , 20-2, 20-3 verbunden, welche im Beispiel jeweils eine Mehrzahl von in Serie geschalteten Batteriezellen aufweisen. Wie in Fig. 2 zu sehen, werden erfindungsgemäß die Ausgänge der DC/DC-Umsetzer 21 -1 , 21 -2, 21 -3 in Serie geschaltet, so dass sich die Gesamtspannung zwischen den Ausgängen 22-1 und 22-2 der Anordnung als Summe der von den DC/DC-Umsetzern 21 -1 , 21 -2, 21 -3 erzeugten Einzelspannungen ergibt. Die DC/DC-Umsetzer 21 -1 , 21 -2, 21 -3 sind in bekannter Weise aufgebaut und erlauben ein Einstellen der an den ersten und zweiten Ausgängen eines je- den DC/DC-Umsetzers 21 -1 , 21 -2, 21 -3 anliegenden Ausgangsspannung oder auch das Abschalten der DC/DC-Umsetzer 21 -1 , 21 -2, 21 -3, so dass keine DC/DC-Umsetzung mehr stattfindet. Dadurch kann die Gesamtspannung an den Ausgängen 22-1 und 22-2 flexibel an die jeweilige Betriebssituation angepasst werden, was einen der Vorteile der Erfindung darstellt. Strichlierte Linien innerhalb der DC/DC-Umsetzer 21 -1 , 21 -2, 21 -3 deuten die elektrisch leitende Verbin- düng zwischen jeweils einem Eingang und einem Ausgang der DC/DC-Umsetzer
21 -1 , 21 -2, 21 -3 hin.
Fig. 3 zeigt ein Schaltbild eines bekannten als Buck-Boost-Konverter ausgeführten DC/DC-Umsetzers 31. Zwischen einen ersten Eingang 32-1 und einen zwei- ten Eingang 32-2 kann ein Batteriemodule 30 mit einer oder mehreren Batteriezellen 30-1 bis 30-n lösbar angeschlossen werden. Der DC/DC-Umsetzer 31 verfügt über erste bis vierte Schalter S1 , S2, S3, S4 und eine Spule L1 . Der DC/DC- Umsetzer besitzt einen ersten und einen zweiten Ausgang 33-1 , 33-2 und ist ausgebildet, zwischen diesen Ausgängen 33-1 , 33-2 eine Gleichspannung zu er- zeugen, deren Betrag nach bekannter Weise durch Wählen der Schaltperioden der ersten bis vierten Schalter S1 , S2, S3, S4 unabhängig von der Gleichspannung des Batteriemoduls 30 einstellbar ist. Im einfachsten Fall wird der Buck- Boost-Konverter abwechselnd in zwei verschiedenen Zuständen betrieben. In einem Ladezustand werden der erste Schalter S1 und der dritte Schalter S3 ge- schlössen (also in den leitenden Zustand gebracht) und der zweite Schalter S2 und der vierte Schalter S4 geöffnet (also in den nicht-leitenden Zustand gebracht). Aus dem Batteriemodul 30 fließt in der Folge ein Strom durch die Spule L1 , welcher ein Magnetfeld in der Spule L1 aufbaut. In einem Entladevorgang werden nun der erste Schalter S1 und der dritte Schalter S3 geöffnet und der zweiten Schalter S2 und der vierten Schalter S4 geschlossen. Dadurch wird das
Batteriemodul 30 von der Spule L1 getrennt und deren Eingang mit dem Minuspol des Batteriemoduls 30 und deren Ausgang mit dem ersten Ausgang 33-1 verbunden. Da die Spule L1 der Änderung des durch sie fließenden Stromes entgegenwirkt, speist sie aus ihrem Magnetfeld einen Ausgangsstrom und baut es dabei ab. Wird dieser Prozess schnell wiederholt, stellt sich zwischen den
Ausgängen 33-1 , 33-2 eine Gleichspannung ein, deren Größe unter anderem von der Häufigkeit der Wiederholung abhängig ist.
Nicht dargestellt ist ein Kontroller, der die Taktung der Schalters S1 bis S4 an die Betriebssituation anpasst. Auch ist es üblich, dass eine Rückkopplung vorgesehen wird, bei der die an den Ausgängen 33-1 , 33-2 anliegende Ausgangsspan- nung bestimmt und zur Anpassung der Taktung der Schalter S1 bis S4 verwendet wird, so dass sich eine möglichst stabile Ausgangsspannung ergibt. Zur besseren Glättung der Ausgangsspannung kann zwischen den Ausgängen 33-1 , 33- 2 ein Pufferkondensator vorgesehen sein. Im Rahmen der Erfindung erlauben diese Eigenschaften von DC/DC-Umsetzern die Einstellung einer je nach Betriebssituation gewünschten Gesamtspannung der erfindungsgemäßen Anordnung oder auch das Abschalten eines oder aller DC/DC-Umsetzer.

Claims

Ansprüche
1. Ein Energieübertrager für ein Batteriesystem, der Energieübertrager umfassend eine Mehrzahl von DC/DC-Umsetzern (21-1, 21-2, 21-3, 31) mit jeweils einem ersten und einem zweiten Eingang (32-1, 32-2) und einem ers- ten und einem zweiten Ausgang (33-1, 33-2), wobei die ersten und zweiten
Eingänge (32-1 , 32-2) für das Anschließen eines Batteriemoduls (20-1 , 20-2, 20-3, 30) ausgebildet sind und wobei die DC/DC-Umsetzer (21-1, 21-2, 21-3, 31) ausgangsseitig in Serie geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die DC/DC-Umsetzer (21-1, 21-2,21-3, 31) als Buck-Boost-Konverter ausge- führt sind.
2. Der Energieübertrager von Anspruch 1 , bei dem der zweite Ausgang (33- 2) jeweils eines DC/DC-Umsetzers (21-1, 21-2, 21-3, 31) mit dem zweiten Eingang (32-2) des jeweils einen DC/DC-Umsetzers (21-1, 21-2, 21-3, 31) direkt verbunden ist.
3. Der Energieübertrager von einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die DC/DC-Umsetzer (21-1, 21-2, 21-3, 31) jeweils über eine Spule (L1), über erste bis vierte Schalter (S1 , S2, S3, S4) und einen Kontroller für das Steu- ern der ersten bis vierten Schalter (S1, S2, S3, S4) verfügen, wobei der erste
Schalter (S1) zwischen den ersten Eingang (32-1) und einen ersten An- schluss der Spule (L1 ), der zweite Schalter (S2) zwischen den ersten An- schluss der Spule (L1) und den zweiten Eingang (32-2), der dritte Schalter (S3) zwischen einen zweiten Anschluss der Spule (L1) und den zweiten Ein- gang (32-2) und der vierte Schalter (S4) zwischen den zweiten Anschluss der Spule (L1) und den ersten Ausgang (33-1) geschaltet sind.
4. Der Energieübertrager von Anspruch 3, bei dem jeder Kontroller einen ersten Steuereingang für ein erstes Steuersignal aufweist und ausgebildet ist, auf den Empfang des ersten Steuersignals hin den ersten Ausgang (33-
1) des DC/DC-Umsetzers (21-1, 21-2, 21-3, 31) mit dem zweiten Ausgang (33-2) des DC/DC-Umsetzers (21-1 , 21-2, 21-3, 31 ) durch Schließen des dritten Schalters (S3) und des vierten Schalters (S4) elektrisch zu verbinden und den ersten Eingang (32-1 ) des DC/DC-Umsetzers (21-1 , 21-2, 21-3, 31 ) durch Öffnen des ersten Schalters (S1 ) abzukoppeln.
5. Der Energieübertrager von einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem jeder Kontroller einen zweiten Steuereingang für ein zweites Steuersignal aufweist und ausgebildet ist, auf den Empfang des zweiten Steuersignals hin eine Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgang (33-1 , 33-2) des DC/DC-Umsetzers (21-1 , 21-2, 21-3, 31 ) zu erhöhen.
6. Ein Batteriesystem mit einem Energieübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Mehrzahl von Batteriemodulen (20-1 , 20-2, 20-3, 30-1 ... 30-n), welche jeweils über wenigstens eine Batteriezelle verfü- gen und deren Batteriepole mit einem entsprechenden Eingang der ersten und zweiten Eingänge (32-1 , 32-2) eines DC/DC-Umsetzer (21-1 , 21-2, 21-3, 31 ) des Energieübertragers lösbar verbunden sind.
7. Ein Kraftfahrzeug mit einem Energieübertrager nach einem der Ansprü- che 1 bis 5.
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