CN103392248A - 监控蓄电池组的方法、具有监控模块的蓄电池及机动车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于监控蓄电池组的方法、一种具有监控模块的蓄电池以及一种具有相应的蓄电池的机动车，它们尤其是可用于检验保障要求，该保障要求可能由于蓄电池组的未授权的打开而失效。在此提出了在监控包括至少一个电化学单元的蓄电池组时检测该蓄电池组的打开并且将关于该打开的事件的数据记录在不可擦除式的存储介质之中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监控蓄电池组的方法、一种具有监控模块的蓄电池以及一种具有相应的蓄电池的机动车，它们尤其是可用于检验保障要求，该保障要求可能由于蓄电池组的未授权的打开而失效。
背景技术
蓄电池是电动或者混合动力车辆的重要的并且成本最高的零件。出于这样的原因，绝大多数的原装设备厂商(OEM)要求蓄电池组的供应商给出其蓄电池的保修。除了OEM的要求之外，这样的保修例如也由针对无排放的车辆(零排放车辆，ZEV)的法律所要求。通常来说，针对该保修所要求的时间段在五年和十年之间。另一个重要的方面在于成本。蓄电池组的成本在几千欧元并且当OEM将蓄电池组退回给供应商时，用新的来替换使用过的蓄电池将是极其昂贵的。
因为蓄电池的这样的保修时间段和成本不可与其他车辆零件的保修时间段比较，所以对于蓄电池的供应商来说，通过特定的措施来确保该蓄电池未被未经授权的人员(不正确地)处理过是重要的。
不正确的处理能够例如涉及：
-蓄电池的错误的充电/放电；和/或
-通过有故障的或者旧的蓄电池来更换无故障的蓄电池。
通过使用蓄电池数据记录装置，根据现有技术能够识别通过错误的充电/放电的故障处理，该蓄电池数据记录装置记录在充电或者放电期间馈入该蓄电池的或者从该蓄电池提出的电流并且将充电状态存储在存储介质之中，例如电的可擦除式可编程只读存储器(EEPROM)或者Flash-EEPROM。该记录能够在之后的时间点上在蓄电池外部(场外)被分析，用于分析目的或者保障要求的有效性检验。
由公开文献DE102007007506A1公知了一种用于验证手动工具的方法。在该文献中为了证明受损的工具是否是原装部件，故提出了该手动工具的壳体至少部分地由一种合成材料制成，以便验证该手动工具，一种指示成分与该合成材料相混合。
为了证明可运转的蓄电池相对于故障的或者旧的蓄电池的更换到目前为止尚无任何方法。
发明内容
本发明的特别的优点在于，能够识别未经授权的对于蓄电池系统的干预，尤其是用有缺陷的蓄电池来更换可运转的蓄电池或者蓄电池系统的电化学单元的更换。这将通过监控依据本发明所述的蓄电池组来达到，其中，将检测并且记录所述蓄电池组的打开。蓄电池组包括至少一个电化学单元，但是，优选地包括多个电化学单元，其中，这些电化学单元串联连接。在依据本发明的方法的优选的实施形式中设置，将所述蓄电池组由于未经授权的人员的打开，而优选地为每一次打开登记在不可擦除式存储介质之中。在此，实践证明：至少获取并且记录关于所述打开的事件的日期、时间的数据、至所述打开的时刻的里程、打开的人员的识别信号或者诸如此类的是有利的。所述方法具有以下优点，即借助于这些信息能够更精确地评估以下情形，其对于评价保障要求是重要的。本发明的优选的实施形式设置将环形存储器用作存储介质。因为通过当所述存储器已满时通过存入新的条目将更老的条目从存储器中“移出”的方法将仅利用预先给定大小的存储空间，所以由此将优化存储器使用率。优选地，将至少自动地实现所述数据的检测和/或记录。
在本发明的优选的实施形式中设置通过蓄电池控制单元(BCU)来实现所述监控。在这种情况下，能够基于已经存在的软件和硬件，从而较低地保持用于实施本发明的花费。实践证明：当所述BCU包括硬件闭锁，例如高压监控电路(HVIL)并且所述监控包括分析由所述硬件闭锁提供的信号时是有利的。然而，当所述监控独立于所述BCU来实现时也是有利的。其中，能够设置用于所述监控的硬件和/或软件部件。
在另一个优选的实施形式中设置如下阶段，在所述阶段中所述蓄电池控制单元处于睡眠模式之中，以便最小化能源消耗。特别地，在所述BCU的所述睡眠模式的阶段期间所述HVIL也是激活的。
在其他的优选的实施形式中设置所述蓄电池组具有锁定机制。借助于这样的锁定机制能够防止所述蓄电池组由未经授权的人员打开或者所述蓄电池组由未经授权的人员未被觉察到地打开。实践证明：当所述锁定机制被实施为磁的，优选为电磁的闭锁时是有利的。
其中，一个优选的实施形式设置为了确定一个人员是否被授权来打开，在所述打开之前实现一个授权请求。优选地，通过BCU来实现所述授权请求。特别优选地，将所述请求实现为所述人员和所述BCU之间的对话，其中，优选地，在所述对话之内将至少部分地发送统一标准的诊断服务(Unified Diagnostic Service：UDS)的审令。
实践证明：当所述蓄电池组的所述锁定机制能够通过授权的人员来锁定是有利的。在此，优选地，所述授权请求以与所述用于所述蓄电池组的打开的授权请求相似的方式来实现。
其他的优选的实施形式设置也能够将所述蓄电池组在没有授权的情况下打开。这尤其是在危险情形下是有利的。实践证明：当在可预定的情况中通过所述BCU(自动地)解除所述锁定，由此能够无损坏地打开所述蓄电池组将是有利的。替代地或者并行地，在此设置，在未解除的情况下暴力地解除所述锁定并且使得所述蓄电池组打开。为此，例如能够设置，在这样的暴力的打开时将损坏蒙护或者突破点(Sollbruchstelle)，以便登记所述打开。除此之外还能够通过将关于所述打开的事件的数据以与在上述的监控方法中登记所述打开类似的方式写入优选地为不可擦除式存储介质之中来实现所述打开的登记。
本发明的另一个方面涉及一种具有用于监控蓄电池组的模块的蓄电池，其中，所述模块如此地设置，使得用于监控所述蓄电池组的方法是可实施的，其中，所述蓄电池组包括至少一个电化学单元，并且其中，检测并且记录所述蓄电池组的打开。优选地，所述蓄电池为锂离子蓄电池或者所述蓄电池包括被构造为锂离子蓄电池单元的电化学单元。
本发明的其他方面涉及一种机动车，其具有用于驱动所述机动车的电驱动电机和与所述电驱动电机已连接的或者可连接的、依据前述段落描述的发明发面所述的蓄电池。然而，所述蓄电池并不限于这样的使用目的，而也能够用在其他的电气系统之中。
通过本发明提供了如下方法，所述方法确保由OEM(在报告故障之后)退回供应商的蓄电池组客观上未被修理厂、加油站或者其他未被授权的厂家或者人员错误地处理过。
特别地，本发明具有如下优点，即：
-相较于现有技术对于所述BCU存在以下可能性，即能够确定所述蓄电池组是否被未经授权的人员打开。通过获取该客观事实能够验证OEM的保障要求。
-本发明进一步确保任何未经授权的人员均不能打开所述蓄电池组。
本发明的有利的改进方案将在从属权利要求中给出并且在说明书中加以描述。
附图说明
借助于附图和后续的描述进一步阐述本发明的实施例。其中：
图1示出了用于存储登记打开的数据的示例性的存储器管理的示意图；
图2示出了示例性的授权请求的对话的示意图。
具体实施方式
接下来将借助于两个实施例描述本发明。本发明的一个重要方面在于提供一种装备有监控机制的蓄电池组。附加地，在另一个实施形式中设置提出一种装备有闭锁机制的蓄电池组。其中，分别单独地或者共同组合地设置监控和闭锁机制。其中，一个优选的实施形式设置将BCU的功能范围用于控制监控和/或闭锁机制。
监控机制：
在使用监控装置时，BCU监控蓄电池组的打开。这将通过利用蓄电池管理系统(BMS)的已经现有的硬件闭锁来实现。能够例如将高压监控电路(HVIL)用作这样的硬件闭锁。硬件闭锁能够实现未连接的、单独存在的触点的确定，以便阻止人员与传导高电压的导线的接触。该硬件闭锁包括BMS的PWM信号发生器(PWM：脉冲宽度调制)，该信号发生器将其信号施加在多个循环触点上。当高电压连接端未连接时，将中断该链。将通过BSM的硬件闭锁来识别这样中断的链，在这种情况下该BMS不再会接收到PWM信号。在这种情况下，BMS立刻分离所有的触点。此外，所有其他的激活的、能够将高电压给出至总线的部件同样阻止将高电压给出至该总线。由此，该硬件闭锁能够确保在BCU未被告知蓄电池组的打开的情况下不能打开该蓄电池组。为了避免该BCU软件永久地是激活的，能够针对BCU在关断的点火时设置睡眠模式。然后，能够通过HVIL事件重新唤醒该BCU软件。这样的睡眠模式有助于节约能源。
借助于该机制，该BCU能够获取并且记录该蓄电池组的每次打开。该BCU监控硬件闭锁的信号(HVIL信号)并且当该蓄电池组被打开时接收这样的脉冲。在接收到该脉冲之后，该BCU存储以下数据，该数据将以下事件写入其不可擦除式存储器之中，例如日期102、时间104、里程106、检验者识别信号108或者诸如此类的。优选地，这些数据应该不能被删除，甚至不能被OEM验证者删除。
在该示例的实施形式中，通过该BCU确保能够监测到“打开的蓄电池组的”每一次事件并且将相应的数据存储入不可擦除式存储器之中。为了优化存储器使用率，该BCU提供了预定长度的环形存储器100。在该环形存储器100中存储新的条目时，将移出(weiterhieben)已经存储的条目，如其在图1中通过附图标记110所示出的那样。当该环形存储器100已满时，将删除老的条目(参见图1)
现在，当OEM将故障的蓄电池组发给供应商时，供应商能够检验该蓄电池组是否被其他人打开过。在该蓄电池组被打开过的情况下，将从BCU中读出该打开的日期102和时间104。借助于该些数据，供应商能够确定保障要求是否是合理的。
因为当该蓄电池组被某个人打开时，可能出现BCU处于睡眠模式，所以在一个优选的实施形式中设置在打开时发送唤醒信号。
闭锁和监控机制：
虽然在之前的段落中描述的监控机制确保在蓄电池组已经被打开时BCU持续地识别并且将登记该事件，但是以该方法并不能阻止由未经授权的人员打开该蓄电池组。
为了阻止这样的未经授权的打开，在第二实施例中设置用于该蓄电池组的闭锁。该闭锁阻止在未有足够的认证的情况下便能打开该蓄电池组。将通过BCU202来控制和监控该闭锁。相应地，打开仅能够对经授权的人员，例如经授权的检验者204才是可能的。
为了该打开，所涉及的人员发送一系列的命令至BCU202，例如统一标准的诊断服务命令。借助于该命令，BCU202决定该人员的授权情况并且根据该决定实现访问并且解除该蓄电池组的闭锁。优选地，该闭锁能够是磁性闭锁。
借助于图2将示例性地描述指示顺序：
检验者204发送UDS命令206“安全接入-请求开始”至BCU202。
该BCU202通过发送208一个起点(开始)来应答。
检验者204利用该起点并且在步骤210中在使用安全算法的情况下计算出一个密钥。如此地产生的密钥将以UDS命令212“安全接入-发送密钥”发送至BCU202。
该BCU202利用该起点并且在步骤214中认证该密钥。在此，BCU202以存储器内的算法生成检验密钥。接下来，BCU202将由检验者204所接收到的密钥与检验密钥作比较。如果该些密钥相一致，那么BCU202通过发送消息216将另外的命令的输入授权给该检验者204。该消息216能够在失败的认证时也接收到关于该访问被拒绝的通知，该消息由BCU202在该认证之后发送。
检验者204发送不同的、标识其检验者的数据218至该BCU202，例如检验者识别信号208、检验者类型或者诸如此类的。BCU202在步骤220中，BCU202将该数据218存储在不可擦除式存储器中。
BCU202通过发送报告222将该数据218的成功的存储用信号传递给该检验者204。
接下来，检验者204发送用于打开该蓄电池组的UDS命令224至BCU202，以通过由检验者发送UDS命令224“例程控制”来打开该磁性闭锁。
在接收到该UDS命令224之后，在步骤226中，BCU202将松开该磁性闭锁并且通过发送报告228用信号将其传递给检验者204。
也能够利用相似的命令顺序来锁定该磁性闭锁。
出于安全原因，在一个示例的实施例中设置，当BCU202确定危险情形时，BCU202在没有检验者的要求的情况下打开该闭锁。在其他的示例的实施例中，进一步设置，在无授权的情况下也能够打开该磁性闭锁，例如通过应用机械力。在磁性的闭锁时，通过相应地选择磁力来实现该闭锁。这样的暴力地待打开的闭锁将显然地会造成未经授权的打开，在任何情况下都不会阻止该打开，其尤其是对于危险情形是重要的。
通过应用本发明能够确保蓄电池组不能够在没有经证明的授权的情况下打开。此外，BCU202将记录该蓄电池组是否被打开过并且在打开的情况下存储关于时间104、日期102和/或里程106的数据。此外，将存储关于人员的信息，该信息授权打开该蓄电池组。借助于该过程能够评估OEM的保障要求。
本发明在其实施形式方面并不限于前面给出的优选的实施例。相反地，多个变型方案是可以想象的，这些变型方案在根本不同的种类的实施例中使用依据本发明所述的方法、依据本发明所述的蓄电池和依据本发明所述的机动车。
Claims (10)
1.一种用于监控蓄电池组的方法，其中，所述蓄电池组包括至少一个电化学单元，其特征在于检测并且记录所述蓄电池组的打开。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过蓄电池控制单元(202)来实现所述检测。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了检测所述打开将监控硬件闭锁的信号。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在检测到所述蓄电池组的打开时，将关于所述打开的事件的数据存储于存储介质之中。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述存储介质为环形存储器(100)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，设置如下阶段，所述蓄电池控制单元(202)在所述阶段中处于睡眠模式，并且其中，所述硬件闭锁在所述睡眠模式的所述阶段期间是激活的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述蓄电池组具有锁定机制。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述锁定机制的锁定根据授权请求的结果来实现。
9.一种具有用于监控蓄电池组的模块的蓄电池，其中，所述模块被如此地设置，使得根据权利要求1至8中任一项所述的用于监控蓄电池组的方法是可实施的。
10.一种机动车，其具有用于驱动所述机动车的电驱动电机和与所述电驱动电机已连接的或者可连接的、依据权利要求9所述的蓄电池。
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