CN111976629A - 电气能量存储系统和机动车 - Google Patents

电气能量存储系统和机动车 Download PDF

Info

Publication number
CN111976629A
CN111976629A CN202010440734.7A CN202010440734A CN111976629A CN 111976629 A CN111976629 A CN 111976629A CN 202010440734 A CN202010440734 A CN 202010440734A CN 111976629 A CN111976629 A CN 111976629A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lead
optical waveguide
energy storage
storage system
electrical energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010440734.7A
Other languages
English (en)
Inventor
B.科内留斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of CN111976629A publication Critical patent/CN111976629A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B60R16/0231—Circuits relating to the driving or the functioning of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电气能量存储系统，其包括多个电气部件，其带有数据传递设备，用于由电气部件中的至少一个光学上传递数据信号且/或光学上传递数据信号至电气部件中的至少一个，其中数据传递设备经由至少一个环形的光波导体彼此相连接，和至少一个构造为光波导体的导入设备，用于将光学数据信号导入到针对数据传递设备中的每个的环形的光波导体中，和至少一个构造为光波导体的导出设备，用于将光学数据信号从针对数据传递设备中的每个的环形的光波导体导出，其中环形的光波导体在数据传递设备中的每个处与至少一个导入设备和至少一个导出设备相连接。此外，本发明涉及一种带有至少一个电气能量存储系统的机动车。

Description

电气能量存储系统和机动车
技术领域
本发明涉及一种电气能量存储系统。此外，本发明涉及一种机动车。
背景技术
电气驱动的车辆、如例如电气驱动的电动车或混合动力车辆具有电气能量存储系统。这样的能量存储系统通常包括带有多个串联的电池模块的电池。各个电池模块分别由电池模块控制器监控和控制。电池模块控制器借助于数据传递设备和传递段与电池控制装置(英文：电池管理控制器)相连接。
从DE 10 2009 058 879 A1已知一种车辆的电气能量存储系统，其中能量存储系统具有用于在电气部件之间传递数据信号的多个电气部件以及数据传递设备。数据传递设备包括以光波导体的形式的用于电磁辐射的至少一个传递段。
发明内容
本发明基于如下任务，创造一种电气能量存储系统，在其中尤其鉴于更简单的装配改善电气部件的数据传递设备之间的光学信号传递。
该任务根据本发明通过一种带有专利权利要求1的特征的电气能量存储系统来解决。本发明的有利的设计方案从从属权利要求得出。
尤其，创造电气能量存储系统，其包括大量电气部件，其带有用于由电气部件中的至少一个光学上传递数据信号且/或光学上传递数据信号至电气部件中的至少一个的数据传递设备，其中数据传递设备经由至少一个环形的光波导体彼此相连接，和至少一个构造为光波导体的导入设备，用于将光学数据信号导入到数据传递设备中的每个的环形的光波导体中，和至少一个构造为光波导体的导出设备，用于将光学数据信号从针对数据传递设备中的每个的环形的光波导体导出，其中环形的光波导体在数据传递设备中的每个处与至少一个导入设备和至少一个导出设备相连接。
电气能量存储系统能够实现如下，改善在电气部件之间的光学信号传递。在此设置成，数据信号的光学传递经由环形的光波导体实现。利用该环形的光波导体，用于将光学数据信号导入到针对数据传递设备中的每个的环形的光波导体中的构造为光波导体的导入设备和用于从针对数据传递设备中的每个的环形的光波导体的导出光学数据信号的构造为光波导体的导出设备相连接。在数据传递设备中的每个处因此可行的是，经由至少一个导入设备将光学数据信号导入到环形的光波导体中且经由与至少一个导入设备分离的至少一个导出设备将光从环形的光波导体导出。
由于环形形状和彼此分离地构造的导入设备和导出设备可更简单地构建光学的传递段。在制造或在装配电气能量存储系统中不再必须在数据传递设备之间安置、尤其经由联接接口布置单个的光波导体。环形的光波导体可已经在与数据传递设备的光发射器和光接收器连接时与全部导入设备和导出设备相连接。例如可设置成，环形的光波导体与已经连接的导入设备和导出设备一起在分别为此设置的位置处机械地插接且锁定到数据传递设备上，而不必针对每个光发射器和每个光接收器实现专门的插接过程。这加速了电气能量存储系统在车辆中的装配。
另一优点是，在各个数据传递设备之间提供电气分离。
电气能量存储系统尤其是电池，其包括多个电池模块。电池模块中的每个包括电池单格(Batteriezelle)，电能尤其以电化学形式存储在其中。电池模块此外包括各一个带有数据传递设备的由电气部件构成的电池模块控制器，其监控和控制电池单格。此外，电池尤其包括由电气部件构成的电池控制装置，其同样具有数据传递设备。各个数据传递设备经由环形的光波导体和导入设备和导出设备彼此相连接。电池控制装置尤其通过将光学信号经由环形的光波导体传递到各个电池模块处或到相应的电池模块控制器处控制各个电池模块。电池模块可尤其将状态数据和经获取的传感器测量值等传递到电池控制装置处。
环形的光波导体尤其是环形的介质，其适用于传播和传递在光学范围中的电磁波。尤其，光导引在光学范围中占优势地以通过在环形的光波导体和另一介质、例如周围环境空气的折射系数中的区别决定的全反射的形式实现。环形的光波导体可尤其包括玻璃纤维、塑料纤维或特别的光导元件。环形的光波导体可尤其具有圆形的或椭圆形的横截面。概念“环形”在此不应在几何上的意义中理解，而是指示如下事实，即环形的光波导体本身闭合，也就是说关于设置的光传播方向不具有端部。环形的光波导体在电气能量存储系统中的具体布置可然而与几何上的环形形状不同。
导入设备和导出设备尤其构造为光波导体。同样在此，光导引占优势地根据全反射基于在导入设备和导出设备与另一介质、例如周围环境空气的折射系数中的区别实现。该光波导体与环形的光波导体相连接。尤其，导入设备和导出设备可包括玻璃纤维、塑料纤维或特别的光导元件。
可设置成，在导入设备和光发射器或导出设备和光接收器之间布置有另外的光学元件。这样的光学元件可例如是会聚棱镜(Sammellinse)。
数据传递设备、环形的光波导体与导入设备和导出设备可尤其构造为总线拓扑结构中的点至多点通讯系统的一部分，在其中光发射器经由导入设备带入其信息且多个或所有光接收器可在相应的导出设备处直接接收其。由此不必将信息经由多个光发射器/光接收器由发射者发射至接收者。这最小化了在通讯系统中的潜伏时间(Latenzzeit)和所需的数据流量。数据流量相对于在环形结构中的拓扑结构(“菊花链(Daisy Chain)”)以因子((m+1)/2)降低，其中M=终端仪器的数量(例如对于1电池控制装置/电池管理控制器+8电池模块=9终端仪器，数据流量以因子5降低)。总线结构此外能够实现在“终端仪器”之间或尤其在电池模块之间的同步。这可例如对于起模块搭接作用的电池加热装置而言是必要的，在其中各个电池模块必须将相应的加热电流时间同步且相位移位地接通到另一电池模块。
在一个实施方式中设置成，数据信号分别仅沿环形的光波导体的环绕方向导入和导出。由此，可得到光学传递的较高的效率。尤其对此设置成，导入设备如此定向，使得光至少占优势地导入到环绕方向中。相应地尤其设置成，导出设备如此定向，使得光至少占优势地从一个环绕方向导出。由此可能的是，光学的数据信号以较高的效率由数据传递设备传递至电气能量存储系统的所有其他的数据传递设备。
可设置成，针对每个导入设备和每个导出设备设置有各一个光发射器和各一个光接收器。如果导出设备或导入设备是有缺陷的，则光学数据信号的传递可由保留的导入设备或导出设备所承担。由此可实现单故障安全(Einfehlersicherheit)。尤其光学的数据信号然后可沿相反的环绕方向在另一数据传递设备处发送，该另一数据传递设备接收其且紧接着沿环绕方向导入其。
在一个实施方式中设置成，至少一个导入设备和/或至少一个导出设备至少在与环形的光波导体的连接部位处具有椭圆形的横截面。由此可更机械稳定地构造在环形的光波导体与导入设备和导出设备之间的连接，因为接触面增大。通过椭圆形的横截面构造的椭圆的主轴线在此尤其平行于在环形的光波导体中的环绕方向伸延。为了节省结构空间，导入设备和导出设备可然后沿该椭圆的副轴线的方向由环形的光波导体越过弯曲，因为最小的弯曲半径沿该方向相对于沿着主轴线的弯曲减小。
在一种实施方式中设置成，至少一个导入设备的导入表面的面法线和/或至少一个导出设备的导出表面的面法线分别相对于在环形的光波导体内的环绕方向以小于90°的角度定向。因为耦合的数据信号或退耦的数据信号不再必须以90°偏转，光学的数据信号到导入设备中的耦合或光学的数据信号从导出设备出来的退耦相对于环形的光波导体以较小的间距实现。由此可减少对于导入和导出所需的结构空间。导入表面在此指示如下表面，通过其光由数据传递设备的光发射器耦合到导入设备中。导出表面在此意指如下面，通过其光从数据传递设备的导出设备退耦且供应给光接收器。
在一种改进的实施方式中设置成，角度大于等于45°。由此可在针对导入设备和导出设备的减少的结构空间和对于数据传递设备的构建、尤其光发射器和光接收器的布置和定向的要求之间找到妥协。
在另一实施方式中设置成，至少一个导入设备在导入表面处或前且/或至少一个导出设备在导出表面处或前具有环带棱镜。由此可实现，光学的数据信号以其导入或导出的角度可关于在环形的光波导体中的环绕方向降低，从而对于导入和导出所需的结构空间可降低。
在一种实施方式中设置成，环形的光波导体与导入设备和导出设备单件式地构造。由此可减少在电气能量存储系统的制造中的耗费。尤其可设置成，环形的光波导体与导入设备和导出设备共同以一件在模塑的进程中被浇铸。
在一种实施方式中设置成，环形的光波导体、导入设备和/或导出设备包括聚合物。聚合物可例如基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA或亚克力玻璃)。由此可实现特别简单的制造，例如借助于模塑方法。
在一种实施方式中设置成，导入设备的导入表面和导出设备的导出表面分别如此布置在相应的数据传递设备的光发射器和光接收器处，使得光发射器也可经由导出表面将数据信号发射到环形的光波导体中，且光接收器也可经由导入表面从环形的光波导体接收数据信号。由此尽管带有每数据传递设备仅一个光发射器和导入设备或光接收器和导出设备的简单的、也就是说较小的双重的或冗余的实施方案，可实现单故障安全。如果例如损坏在导入设备处出现，则光发射器也可将光学的数据信号经由导出设备耦合到环形的光波导体中。如果损坏在导出设备处出现，则光接收器也可经由导入设备从环形的光波导体接收光学的数据信号。即使当效率在此强烈地降低，然而此外可实现光学的数据信号的传递。
此外单故障安全可如下实现：
如果例如数据传递设备的光接收器在电池模块中失效，则可设置成，通讯经由电池控制装置的电压调节实现。对此，电池控制装置可例如短时间地使马达线圈的相位(Phase)短路。由此引起的电压中断可由在电池模块中的电压传感器获取和评估。例如可设置成，电池模块必须周期地将“活跃”信号发射到电池控制装置处。电池控制装置然后回复“活跃”信号的接收。如果数据传递设备由于损坏的光接收器无法由电池控制装置接收这样的回复，则由涉及的电池模块可将信息发射到电池控制装置处，以至于发射未回复的信息。电池控制装置在接收该信息后在确定的时间内两次使马达线圈的相位短路。双重的短时间的电压中断可由在电池模块中的电压传感器获取且作为回复符号评估。在该紧急运行中，因此此外尽管损坏的光接收器可实现通讯，从而可提供单故障安全。
如果与之相反数据传递设备的光发射器在电池模块中失效，则电池模块可一直还经由电池模块的电池加热装置的短时间的接通来生成数据信号且传输到电池控制装置处。如果例如电池控制装置将信息发射到带有损坏的光发射器的电池模块处，则经发射的信息在由电池模块接收后不被回复。因为电池控制装置在确定的时间后无法接收回复，电池控制装置将信息发射到电池模块处，即信息未被回复。该信息由带有损坏的光发射器的电池模块接收。紧接着，电池模块可例如在确定的时间内两次使电池加热装置短路。由此引起的电压中断可由电池控制装置经由电压测量获取。经由测量的两次的电压中断，电池控制装置识别出，至电池模块的通讯受限，但是(第一)信息被接收。
在一种实施方式中设置成，数据传递设备分别仅具有唯一的光发射器和唯一的光接收器。由此可节省构件和由此成本。通过上文描述的措施然而可实现单故障安全。
尤其此外创造一种机动车，其包括至少一个根据描述的实施方式中的任一个所述的电气能量存储系统。
附图说明
随后本发明根据优选的实施例参考附图更详细地阐释。在此：
图1示出了电气能量存储系统的一个实施方式的示意图；
图2以透视图示出了用于表明环形的光波导体的布置的电气能量存储系统的一个实施方式的示意图；
图3以透视图示出了用于表明环形的光波导体的布置的电气能量存储系统的一个备选实施方式的示意图；
图4以透视图示出了环形的光波导体、导入设备和导出设备的一个实施方式的示意图，
图5以俯视图示出了环形的光波导体、导入设备和导出设备的另一实施方式的示意图；
图6a示出了导入设备或导出设备的一个实施方式的示意图；
图6b示出了导入设备或导出设备的另一实施方式的示意图；
图7示出了带有光发射器和光接收器的导入设备和导出设备的示意图。
具体实施方式
在图1中示出了电气能量存储系统1的一个实施方式的示意图。电气能量存储系统1包括电池控制装置2和多个电池模块3。
电池控制装置2和电池模块3分别包括带有数据传递设备5的电气部件4。电气部件4例如构造针对电池模块3中的每个的电池模块控制器。电池控制装置2的电气部件4构造电气能量存储系统1的控制装置或调节装置。
数据传递设备4包括各一个光发射器6和光接收器7，利用其可在电气部件4或电池模块3和电池控制装置2之间传递例如以光学光脉冲的形式的光学数据信号。光发射器6可例如构造为LED或激光二极管。光接收器7可例如构造为光二极管。
数据传递设备4经由环形的光波导体8彼此连接。这经由导入设备9和导出设备10实现。对此，导入设备9与环形的光波导体8相连接。在导入表面(未示出)处，导入设备9布置在相应的光反射器6处。导出设备10同样与环形的光波导体8相连接。在导出表面(未示出)处，导入设备9布置在相应的光发射器6处。
光学数据信号的导入如此实现，使得光学数据信号在导入后沿环绕方向11在环形的光波导体8中环绕。环绕的光学数据信号可然后多次导出且以该方式供应给全部电气部件4或全部电池模块3和电池控制装置2。
在图2中，以透视图示出了用于表明环形的光波导体8的布置的电气能量存储系统1的一个实施方式的示意图。图示示出了三个电池模块3，它们并排布置成电池。环形的光波导体8布置在电池模块3的上侧12处且不具有几何上的环形形状，而是由长延伸的区段13构成，在其中环形的光波导体8以较小的间距彼此平行地伸延且两个环路区段(Schleifenabschnitt)14在电池的两个端部侧处。光学数据信号的导入和导出仅在两个平行伸延的线束中的一个线束处在环形的光波导体8的长延伸的区段13中实现。该实施方式的优点是，环形的光波导体8、导入设备9和导出设备10的装配局部集中，从而其可更有效地实施。例如可设置成，对于电池模块3中的每个而言，各一个用于机械锁定环形的光波导体8、导入设备9和导出设备10的插接连接必须构造在相应的电池模块3上。
在图3中以透视图示出了用于表明环形的光波导体8的布置的电气能量存储系统1的一个备选实施方式的示意图。实施方式大致相应于在图2中示出的实施方式。然而区别是，环形的光波导体8的平行地伸延的线束的间距在长延伸的区段13中较大。
在图4中以透视图示出了环形的光波导体8、导入设备9和导出设备10的一个实施方式的示意图。导入设备9和导出设备10分别在下侧15处与环形的光波导体8相连接。
在该实施方式中设置成，导入设备9的导入表面17的面法线16和导出设备10的导出表面19的面法线18分别相对于在环形的光波导体8内的环绕方向11以45°的角度定向(仅针对导入设备9和导出设备10示出)。这意味着，光学数据信号相对于环形的光波导体8或相对于环绕方向11以45°的角度可耦合到环形的光波导体8中且可以以45°的角度从环形的光波导体8又退耦。由此，在环形的光波导体8和与其相连接的导入设备9和导出设备10布置在数据传递设备的光发射器和光接收器处的情形中，可实现较小的结构空间。
环形的光波导体8与导入设备9和导出设备10单件式地构造。环形的光波导体8、导入设备9和导出设备10可例如成本适宜地由PMMA以模塑方法制造。
在图5中以俯视图示出了环形的光波导体8、导入设备9和导出设备10的另一实施方式的示意图。环形的光波导体8具有圆形的横截面。导入设备9和导出设备10同样具有至少在导入表面17和导出表面处圆形的横截面。在连接部位20处，导入设备9或导出设备10具有各一个椭圆形的横截面，其中通过椭圆形的横截面形成的椭圆的主轴线21平行于环形的光波导体8或环绕方向11伸延。由此，可提高在环形的光波导体8和导入设备9或导出设备10之间的连接的机械稳定性，且同时导入设备9或导出设备10的弯曲半径沿垂直于环形的光波导体8或垂直于环绕方向11的方向保持成较小。由此可降低对于导入和导出所需的结构空间，因为环形的光波导体8、导入设备9和导出设备10可以以较小的间距布置在数据传递设备的光发射器和光接收器处。
在图6a中示出了导入设备9或导出设备10的一个实施方式的示意图。导入方向9或导出方向10在此很大程度上相应于在图5中示出的实施方式。
在导入表面17处或在导出表面19处，导入设备9或导出设备10具有环带透镜(Fresnel-Linse，有时也称为菲涅尔透镜)22。取决于刻面(Facette，有时也称为棱面)26的刻面定向，环带透镜22以角度α偏转射入的光23，从而对于导入和导出需要的结构高度可以以因子cos(α)降低。
在图6b中示出了导入设备9或导出设备10的另一实施方式的一部分的示意图。导入设备9或导出设备10在该实施方式中附加地包括环带透镜22，其构造为盘片27且其布置在导入表面17或导出表面19前，其中构造有不仅在上侧24处而且在下侧25处成角的刻面26。取决于刻面定向，环带透镜22在两个子步骤中以角度α1和α2偏转射束，从而总体上实现α=α1+α2的偏转。同样由此可降低对于导入和导出需要的结构空间。
备选地也可设置成，在盘片27处仅在侧面24,25上构造有环带透镜22的刻面26。
在图7中示出了在带有光发射器6和光接收器7的布置中的导入设备9和导出设备10的示意图，以便表明电气能量存储系统的另一实施方式。
导入表面17和导出表面19如此布置在光发射器6和光接收器7上方，使得光发射器6经由棒形的辐射特征28也可经由导出表面19将数据信号导入到环形的光波导体8中，且光接收器7也可经由导入表面17从环形的光波导体8接收数据信号。对此，光发射器6和光接收器7相对于导入表面17或导出表面19以例如为数微米的间距29布置。
由此，尽管每数据传递设备带有仅一个光发射器6和导入设备9或光接收器和导出设备10的简单的实施方案，可实现单故障安全。因此可省略光发射器6和光接收器7的双重的实施方案。
参考符号列表
1 电气能量存储系统
2 电池控制装置
3 电池模块
4 电气部件
5 数据传递设备
6 光发射器
7 光接收器
8 环形的光波导体
9 导入设备
10 导出设备
11 环绕方向
12 上侧
13 区段
14 环路区段
15 下侧
16 面法线
17 导入表面
18 面法线
19 导出表面
20 连接部位
21 主轴线
22 环带透镜
23 射入的光
24 上侧(环带透镜)
25 下侧(环带透镜)
26 刻面
27 盘片
28 辐射特征
29 间距。

Claims (10)

1.一种电气能量存储系统(1)，包括：
多个电气部件(4)，其带有数据传递设备(5)，用于由所述电气部件(4)中的至少一个光学上传递数据信号且/或光学上传递数据信号至所述电气部件(4)中的至少一个，
其中所述数据传递设备(5)经由至少一个环形的光波导体(8)彼此相连接，和
至少一个构造为光波导体的导入设备(9)，用于将光学数据信号导入到针对所述数据传递设备(5)中的每个的环形的光波导体(8)中，和至少一个构造为光波导体的导出设备(10)，用于将光学数据信号从针对所述数据传递设备(5)中的每个的所述环形的光波导体(8)导出，
其中所述环形光波导体(8)在所述数据传递设备(5)中的每个处与所述至少一个导入设备(9)和所述至少一个导出设备(10)相连接。
2.根据权利要求1所述的电气能量存储系统(1)，其特征在于，数据信号分别仅沿所述环形的光波导体(8)的环绕方向(11)导入和导出。
3.根据权利要求1或2所述的电气能量存储系统(1)，其特征在于，所述至少一个导入设备(9)和/或所述至少一个导出设备(10)至少在与所述环形的光波导体(8)的连接部位(20)处具有椭圆形的横截面。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电气能量存储系统(1)，其特征在于，所述至少一个导入设备(9)的导入表面(17)的面法线(16)和/或所述至少一个导出设备(10)的导出表面(19)的面法线(18)分别相对于在所述环形的光波导体(8)内的环绕方向(11)以小于90°的角度定向。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电气能量存储系统(1)，其特征在于，所述至少一个导入设备(9)在导入表面(17)处或前且/或所述至少一个导出设备(10)在导出表面(19)处或前具有至少一个环带透镜(22)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电气能量存储系统(1)，其特征在于，所述环形的光波导体(8)与所述导入设备(9)和所述导出设备(10)单件式地构造。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电气能量存储系统(1)，其特征在于，所述环形的光波导体(8)、所述导入设备(9)和/或所述导出设备(10)包括聚合物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电气能量存储系统(1)，其特征在于，所述导入设备(9)的导入表面(17)和所述导出设备(10)的导出表面(19)分别如此布置在相应的数据传递设备(5)的光反射器(6)和光接收器(7)处，使得所述光发射器(5)也可经由所述导出表面(19)将数据信号发射到所述环形的光波导体(8)中，且所述光接收器(7)也可经由所述导入表面(17)从所述环形的光波导体(8)接收数据信号。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电气能量存储系统(1)，其特征在于，所述数据传递设备(5)分别仅具有唯一的光发射器(6)和唯一的光接收器(7)。
10.一种机动车，其包括至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的电气能量存储系统(1)。
CN202010440734.7A 2019-05-23 2020-05-22 电气能量存储系统和机动车 Pending CN111976629A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019207592.4A DE102019207592A1 (de) 2019-05-23 2019-05-23 Elektrisches Energiespeichersystem und Kraftfahrzeug
DE102019207592.4 2019-05-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111976629A true CN111976629A (zh) 2020-11-24

Family

ID=73052287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010440734.7A Pending CN111976629A (zh) 2019-05-23 2020-05-22 电气能量存储系统和机动车

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111976629A (zh)
DE (1) DE102019207592A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021105363A1 (de) * 2021-03-05 2022-09-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Überwachungsvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher mit einem Formteil, elektrischer Energiespeicher sowie Kraftfahrzeug

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166946A (en) * 1976-06-29 1979-09-04 International Standard Electric Corporation Data transmission system
US4654890A (en) * 1984-09-05 1987-03-31 Hitachi, Ltd. Multiplex communication system
EP0350720A2 (de) * 1988-07-15 1990-01-17 Eckard Design Gmbh Zur Datenübertragung ausgebildeter Lichtwellenleiter sowie Datenbus-System für ein Kraftfahrzeug
JPH05235870A (ja) * 1992-02-19 1993-09-10 Nippondenso Co Ltd 車両用多重通信システム
JPH0722674A (ja) * 1993-06-18 1995-01-24 Japan Aviation Electron Ind Ltd 光リング共振器及びこの光リング共振器を用いた受動型リング共振光ジャイロ
US6112072A (en) * 1996-10-11 2000-08-29 Silicon Systems Gmbh Multimedia Engineering Method for entering and leaving a power-saving operation of a subscriber in an annular communication network
US20040184701A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-23 Barnett Brandon C. Optical interconnect system for high speed microprocessor input/output (IO)
CN101078933A (zh) * 2006-05-26 2007-11-28 都灵无线基金会 用于线控车辆的电子控制单元和动力电子的塑料光纤网络
US20080219623A1 (en) * 2006-11-03 2008-09-11 Schott Ag Star coupler for optical networks, in particular for optical data buses in motor vehicles
DE102008025129A1 (de) * 2008-05-26 2009-12-03 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Bestimmen von Messgrößen in einem Kraftfahrzeug
CN102753380A (zh) * 2009-12-18 2012-10-24 欧陆汽车有限责任公司 车辆的电储能系统
CN104345051A (zh) * 2013-07-31 2015-02-11 恩德莱斯和豪瑟尔测量及调节技术分析仪表两合公司 用于过程变量的光学测量的装置和包括该装置的测量设备
US20180261288A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-13 Ted Greg Lee Frumkin Loop memory cell
DE102017217110A1 (de) * 2017-09-26 2019-03-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Um eine drehachse rotierende optische empfangseinrichtung und empfängeroptik für einen optischen empfänger derselben
US20190118737A1 (en) * 2017-10-20 2019-04-25 Waymo Llc Waveguide Apparatus With High Speed Dual Channel Wireless Contactless Rotary Joint

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19822571A1 (de) * 1998-05-20 1999-11-25 Hubert Gauseweg Anordnung zum Überwachen der Betriebsdaten von elektrischen Batterien
DE202004007092U1 (de) * 2004-05-04 2005-09-15 Leoni Ag Optischer Schalter oder Taster
DE102004056364A1 (de) * 2004-11-22 2006-05-24 Bosch Rexroth Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Netzwerks mit Ringtopologie

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166946A (en) * 1976-06-29 1979-09-04 International Standard Electric Corporation Data transmission system
US4654890A (en) * 1984-09-05 1987-03-31 Hitachi, Ltd. Multiplex communication system
EP0350720A2 (de) * 1988-07-15 1990-01-17 Eckard Design Gmbh Zur Datenübertragung ausgebildeter Lichtwellenleiter sowie Datenbus-System für ein Kraftfahrzeug
JPH05235870A (ja) * 1992-02-19 1993-09-10 Nippondenso Co Ltd 車両用多重通信システム
JPH0722674A (ja) * 1993-06-18 1995-01-24 Japan Aviation Electron Ind Ltd 光リング共振器及びこの光リング共振器を用いた受動型リング共振光ジャイロ
US6112072A (en) * 1996-10-11 2000-08-29 Silicon Systems Gmbh Multimedia Engineering Method for entering and leaving a power-saving operation of a subscriber in an annular communication network
US20040184701A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-23 Barnett Brandon C. Optical interconnect system for high speed microprocessor input/output (IO)
CN101078933A (zh) * 2006-05-26 2007-11-28 都灵无线基金会 用于线控车辆的电子控制单元和动力电子的塑料光纤网络
US20080066981A1 (en) * 2006-05-26 2008-03-20 Stefano Carabelli Plastic optical fiber network for electronic control units and power electronics in by-wire vehicles
US20080219623A1 (en) * 2006-11-03 2008-09-11 Schott Ag Star coupler for optical networks, in particular for optical data buses in motor vehicles
DE102008025129A1 (de) * 2008-05-26 2009-12-03 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Bestimmen von Messgrößen in einem Kraftfahrzeug
CN102753380A (zh) * 2009-12-18 2012-10-24 欧陆汽车有限责任公司 车辆的电储能系统
CN104345051A (zh) * 2013-07-31 2015-02-11 恩德莱斯和豪瑟尔测量及调节技术分析仪表两合公司 用于过程变量的光学测量的装置和包括该装置的测量设备
US20180261288A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-13 Ted Greg Lee Frumkin Loop memory cell
DE102017217110A1 (de) * 2017-09-26 2019-03-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Um eine drehachse rotierende optische empfangseinrichtung und empfängeroptik für einen optischen empfänger derselben
US20190118737A1 (en) * 2017-10-20 2019-04-25 Waymo Llc Waveguide Apparatus With High Speed Dual Channel Wireless Contactless Rotary Joint

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019207592A1 (de) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103959122B (zh) 光插座及具备该光插座的光模块
CN101872038B (zh) 光纤连接器模块及收发器模块与光纤间耦合光信号的方法
US8283678B2 (en) Optical module
US8036500B2 (en) Mid-plane mounted optical communications system and method for providing high-density mid-plane mounting of parallel optical communications modules
US8447149B2 (en) Optoelectronic transmission device
US20040109646A1 (en) Array connector/ferrule for large core ribbon fiber
CN107966773A (zh) 光发射次模块及光模块
GB2308675A (en) Driving an optical modulator
CN104508528A (zh) 光纤托架、光纤光学模块以及处理光纤的方法
US10345542B2 (en) Opto-mechanical coupler
CN101444019B (zh) 光总线
CN111976629A (zh) 电气能量存储系统和机动车
US20140355934A1 (en) Optics system for use in a parallel optical communications module
CN109633837A (zh) 光模块
WO2001026255A1 (en) Method and apparatus for aligning optical interconnections between printed circuit boards
US11175458B2 (en) Multi-fiber connector fiber-optic measurement device and method
US6763157B1 (en) Self aligning optical interconnect with multiple opto-electronic devices per fiber channel
CN203480083U (zh) 光接口装置
CN211123390U (zh) 一种硅光波分复用光引擎
CN113866901B (zh) 一种网络配线系统
CN215415992U (zh) 光器件、光通信模块和光通信设备
JP2007025256A (ja) 導波路型光モジュール及びその発光素子のモニター方法
CN110651212B (zh) 一种多通道并行双向器件耦合装置
JP2000022643A (ja) 光インタコネクトシステム
CN102486555A (zh) 光纤传输系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination