r>[0023] 图1示出一个能量存储器系统10,所述能量存储器系统与电动车辆和/或混合动 力车辆的电网25电耦合。所述电动车辆和/或混合动力车辆例如是摩托车。
[0024] 能量存储器系统10包括能量存储器20。所述能量存储器20例如构成为用于电动 车辆和/或混合动力车辆的高压蓄电池。所述蓄电池具有多个蓄电池单元。所述蓄电池单 元例如可以构成为锂离子单元。蓄电池单元不仅可以如图1所示地串联而且可以相互并联 或者是两者的结合。
[0025] 能量存储器系统10包括用于运行能量存储器的电路布置。
[0026] 电路布置具有模拟的监控电路30,所述监控电路构成和设置为用于采集测量信 号，所述测量信号代表流过能量存储器20的电流，并且与所述测量信号有关地产生预定的 第一控制信号。
[0027] 模拟的监控电路30例如包括电流传感器，例如是测量电阻32以及模拟比较器34。 所述模拟比较器34构成和设置为用于根据预定的阈值和在测量电阻32上下降的电压的比 较来产生第一控制信号。测量电阻32例如构成为分流器。流过分流器的电流引起与其成 正比例的电压下降。备选地或者附加地，电流传感器例如可以具有霍尔传感器。
[0028] 比较器34例如具有带有预定的线路布置的运算放大器。优选地，所述比较器反应 明显比软件算法快。比较器34例如具有1 μ s的响应时间。
[0029] 模拟的监控电路30设置在用电器回路中，所述用电器回路将能量存储器20与电 网25电耦合。总电流在用电器电路中流动，所述总电流输出到电网25上。在此，总电流可 以是正的或者负的。能量存储器20具有第一极21和第二极22。电网25具有第一连接端 26和第二连接端27。
[0030] 电流传感器例如设置为用于采集如下电流，所述电流从能量存储器的第二极22 流动到电网的第二连接端27。因此，测量电阻32例如以第一测量连接端35与能量存储器 20的第二极22电耦合并且以第二测量连接端36与电网25的第二连接端25电耦合。在 第一和第二测量连接端35、36之间采集在测量电阻32上下降的电压。因此，模拟的监控电 路30构成为用于探测流过能量存储器的过电流和/或短路电流。备选或者附加地可能的 是，电流传感器设置为用于采集从能量存储器的第一极21流动至电网的第一连接端26的 电流。因此备选地，测量电阻32例如可以连接在能量存储器的第一极21和电网25的第一 连接端26之间。特别是，测量电阻32例如可以以第一测量连接端35与能量存储器20的 第一极21电耦合并且以第二测量连接端36与电路布置的半导体切换元件50的第一耦合 连接端56电耦合。
[0031] 电路布置包括至少一个半导体切换元件50,所述半导体切换元件构成为用于在第 一切换状态中将能量存储器20与电动车辆和/或混合动力车辆的电网25电耦合，并且在 第二切换状态中将能量存储器20与电网25电解耦，其中，半导体切换元件50具有控制连 接端，所述控制连接端与监控电路30的输出端37在信号技术上耦合，并且半导体切换元件 50的切换状态能与控制信号有关地调整。
[0032] 半导体切换元件50具有第一耦合连接端56和第二耦合连接端57。第一耦合连接 端56例如与能量存储器20的第一极21电耦合。第二耦合连接端57例如与电网25的第 一连接端26电耦合。
[0033] 备选地可能的是，所述半导体切换元件50或者其他半导体切换元件50这样设置， 使得半导体切换元件在第一切换状态中将能量存储器20的第二极22间接地或者直接地与 电网25的第二接口 27耦合，并且在第二切换状态中将高压能量存储器20的第二极22间 接地或者直接地与电网25的第二接口 27解耦。在此，间接的耦合或者解耦意味着，其他切 换部件、例如测量电阻32可以与半导体切换元件50串联地设置。
[0034] 半导体切换元件50包括例如至少一个第一场效应晶体管和至少一个第二场效 应晶体管，其中，所述至少一个第二场效应晶体管分别反串联地与所述至少一个第一场效 应晶体管串联。优选地，半导体切换元件50具有多个、例如6个这样的背靠背接通的晶 体管对，所述晶体管对并联。场效应晶体管例如构成为金属氧化物半导体场效应晶体管 (M0SFET)，特别是 η 沟道 M0SFET。
[0035] 控制连接端例如包括用于调整场效应晶体管的各自的门极电压的门极驱动器70。 所述门极驱动器70例如具有最多100ns的延迟时间。
[0036] 电路布置例如具有数字的控制装置40。所述数字的控制装置40构成为用于根据 至少一个预定的与能量存储器相关的运行参数和/或至少一个预定的与车辆相关的环境 参数和/或至少一个预定的与车辆相关的运行参数和/或至少一个预定的与电网相关的运 行参数来产生预定的第二控制信号并且将其输出在预定的接口上，所述接口与半导体切换 元件50的控制连接端在信号技术上耦合。半导体切换元件50的切换状态能与第二控制信 号有关地调整。
[0037] 数字的控制装置40例如包括运算单元，例如是中央处理器或者微控制器。
[0038] 优选地，为了控制能量存储器20与电网25解耦和耦合而使用第一和第二控制信 号。
[0039] 在此，第一控制信号的预定的曲线代表如下要求，即，半导体切换元件50占据第 二切换状态并且第二控制信号的预定的曲线同样代表如下要求，即，半导体切换元件50占 据第二切换状态。如果第一控制信号或者第二控制信号或者两个控制信号具有各自的所述 预定的曲线，这样操控半导体切换元件50的控制连接端，使得半导体切换元件50占据第二 切换状态。
[0040] 此外，第二控制信号的预定的另一种曲线代表如下要求，即，半导体切换元件50 占据第一切换状态。如果第二控制信号具有所述预定的另一种曲线并且第一控制信号不具 有所述预定的曲线，这样操控半导体切换元件50,从而半导体切换元件50占据第一切换状 态。这意味着，仅在没有探测到过电流和/或短路电流时，能量存储器与电网耦合。
[0041] 因此，在没有短路的正常情况中，控制装置40预定半导体切换元件50的相应的切 换状态。在过电流和/或短路情况中，模拟的监控电路30反应更快并且因此为所述半导体 切换元件50预定第二切换状态。
[0042] 为了操控半导体切换元件50的控制连接端，例如模拟的监控电路30的输出端37 与数字的控制装置40的控制信号输出端（在所述控制信号输出端上输出第二控制信号） 这样预定地电親合，从而第一和第二控制信号预定地相结合（verknilpfen)。
[0043] 可选地，控制装置40具有监视计时器（Watchdog-Timer)。所述监视计时器可以构 成为附加的芯片或者运算单元的部件，例如是处理器的部件。
[0044] 监视计时器例如构成为：如果流过能量存储器20的电流在预定的持续时间超过 预定值，则引起控制装置40以预定的曲线产生第二控制信号，从而这样操控半导体切换元 件50的控制连接端，使得半导体切换元件50占据第二切换状态。
[0045] 电路布置例如包括带有电流解耦元件、输出端以及第一和第二输入端的解耦切换 模块60,其中，输出端与半导体切换元件50、特别是门极驱动器70电耦合。第一输入端与 监控电路30电耦合并且第二输入端与控制装置40的控制输出端42电耦合。电流解耦元 件将输出端与第一和第二输入端电流解耦并且将输出端与所述两个输入端无电势地连接。 优选地，电流解耦元件具有光学的发送元件和光学的接收元件。电流解耦元件例如具有发 光二极管62作为发送元件，所述发光二极管的正极与模拟的监控电路30的输出端37电耦 合并且其负极与控制装置40的控制输出端42电耦合。发光二极管62能实现第一与第二 控制信号的预定的结合。
[0046] 图2示出通过电网25或者通过负载的负载电流I的示例性的时间曲线。此外，图 2示出了相应的截止的场效应晶体管芯片温度Temp示例性的时间曲线以及相应的场效应 晶体管的漏极-源极电压UDS的时间曲线。在图2中示出的曲线特别是描述在短路情况中 过电流断路的特征。
[0047] 在短路情况中，电网25的电气特性可以以简化的等效电路图表征，所述等效电路 图具有欧姆电阻和电感。所述欧姆电阻例如具有约100 μ Ω。所述电感例如具有约5 μ Η 的值。在短路的情况中，电流很快地上升。于是所述电流事实上只通过电感得到限制。