DE102011115825A1 - Method for monitoring charging state of e.g. lithium ion battery of electric cars in e.g. workshop, involves terminating data transfer and supply between management system and charging device, when not critical charge state is determined - Google Patents

Method for monitoring charging state of e.g. lithium ion battery of electric cars in e.g. workshop, involves terminating data transfer and supply between management system and charging device, when not critical charge state is determined Download PDF

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Abstract

The method involves releasing data buses (4, 5) and a power supply between a battery management system of a battery (1) and a central charging device (2) by a battery monitoring unit (1.2) i.e. circuit board. Parameters i.e. temperature and voltage, of the battery are queried over the data buses using the central charging device. The battery is automatically charged when a critical charge state is determined. Data transfer and the power supply between the battery management system and the central charging device are automatically terminated when a not critical charge state is determined. An independent claim is also included for a device for monitoring a charging state of batteries.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zustandsüberwachung, insbesondere zur Ladezustandsüberwachung einer Anzahl von Batterien.The invention relates to a method and a device for condition monitoring, in particular for state of charge monitoring of a number of batteries.

Zumindest Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge weisen eine Traktionsbatterie, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, auf, welche eine vorgebbare Anzahl von seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen besitzt, die zu einem Zellblock zusammengefasst sind. Eine vorgebbare Anzahl von Einzelzellen ist mittels einer Zellüberwachungseinheit überwachbar, wobei ein Potential der jeweiligen Einzelzelle erfassbar ist. Aufgabe der Zellüberwachungseinheit ist es, eine Spannung der einzelnen Einzelzellen zu überwachen. Ein Batteriemanagementsystem ist mit allen Zellüberwachungseinheiten der Batterie verbunden, wobei die einzelnen Zellüberwachungseinheiten als Zellüberwachungselektronik zusammengefasst sind. Dabei bildet das Batteriemanagementsystem eine zentrale Steuer- und Überwachungseinheit der Batterie. Das Batteriemanagementsystem weist eine Diagnoseschnittstelle auf, über die einerseits eine Kommunikation mit im Fahrzeug oder in der Umgebung vorhandenen Steuergeräten möglich ist und andererseits Parameter der Batterie, wie z. B. eine Temperatur abgefragt werden können. Darüber hinaus ist die Batterie an einen so genannten Interlockkreis angeschlossen, welcher eine Sicherheitskomponente im Betrieb der Batterie darstellt.At least electric vehicles and hybrid vehicles have a traction battery, in particular a lithium-ion battery, which has a predeterminable number of serially and / or parallel interconnected individual cells, which are combined to form a cell block. A predeterminable number of individual cells can be monitored by means of a cell monitoring unit, wherein a potential of the respective individual cell can be detected. The task of the cell monitoring unit is to monitor the voltage of the individual cells. A battery management system is connected to all cell monitoring units of the battery, wherein the individual cell monitoring units are combined as cell monitoring electronics. The battery management system forms a central control and monitoring unit of the battery. The battery management system has a diagnostic interface on the one hand, a communication with existing in the vehicle or in the environment control units is possible and on the other hand, parameters of the battery, such. B. a temperature can be queried. In addition, the battery is connected to a so-called Interlockkreis, which represents a safety component in the operation of the battery.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zustandsüberwachung, insbesondere zur Ladezustandsüberwachung einer Batterie anzugeben.The invention has for its object to provide a method and apparatus for condition monitoring, in particular for state of charge monitoring of a battery.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved with respect to the method by the in claim 1 and in terms of the device by the features specified in claim 5.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einem Verfahren zur Zustandsüberwachung, insbesondere zur Ladezustandsüberwachung einer Anzahl von Batterien weist jede der zu überwachenden Batterien eine Batterieüberwachungseinheit auf, welcher eine eindeutige Identifikationsbezeichnung zugeordnet wird, wobei die Batterieüberwachungseinheit mit einer zentralen Ladevorrichtung verbunden wird und mittels der zentralen Ladevorrichtung zur Ermittlung des Ladezustandes einer einzelnen Batterie deren Batterieüberwachungseinheit angesteuert wird und mittels der Batterieüberwachungseinheit ein Datenübertragungsweg sowie eine Spannungsversorgung zwischen einem Batteriemanagementsystem der Batterie und der zentralen Ladevorrichtung freigegeben wird und mittels der zentralen Ladevorrichtung Parameter der Batterie über den Datenübertragungsweg abgefragt werden und die Batterie bei ermitteltem kritischen Ladezustand automatisch geladen wird und bei ermitteltem nicht kritischen Ladezustand eine Datenübertragung und die Spannungsversorgung zwischen dem Batteriemanagementsystem und der zentralen Ladevorrichtung mittels derselben automatisch beendet werden.In a method for condition monitoring, in particular for state of charge monitoring of a number of batteries, each of the batteries to be monitored has a battery monitoring unit to which a unique identification designation is assigned, wherein the battery monitoring unit is connected to a central charging device and by means of the central charging device for determining the state of charge of a single Battery whose battery monitoring unit is controlled and by means of the battery monitoring unit a data transmission path and a power supply between a battery management system of the battery and the central charging device is released and queried by means of the central charging device parameters of the battery via the data transmission and the battery is automatically loaded at a determined critical state of charge and at determined non-critical state of charge data transmission and the voltage Ver supply between the battery management system and the central charging device are automatically terminated by the same.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, eine große Anzahl von Batterien hinsichtlich ihres Zustandes, beispielsweise in einer Werkstatt, in einem Lager oder in einer Produktionsumgebung ohne großen Aufwand zu überwachen.By means of the method according to the invention, it is possible in a particularly advantageous manner to monitor a large number of batteries with regard to their condition, for example in a workshop, in a warehouse or in a production environment without much effort.

Somit ist es möglich, zumindest einen Zeitaufwand und einen Personaleinsatz zur Ermittlung der Zustände der einzelnen zu überwachenden Batterien zu vermindern.Thus, it is possible to reduce at least a time and a staff deployment to determine the states of the individual batteries to be monitored.

Zudem kann mittels der Parameterabfrage hinsichtlich der jeweiligen Batterie ein Befund erstellt werden, wodurch ermittelt werden kann, ob die Batterie „gesund” ist, um diese beispielsweise in einem Fahrzeug, insbesondere einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, als Traktionsbatterie anzuordnen.In addition, by means of the parameter query with respect to the respective battery, a finding can be made, whereby it can be determined whether the battery is "healthy" in order to arrange it, for example, in a vehicle, in particular an electric vehicle or a hybrid vehicle, as a traction battery.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt:Showing:

1 schematisch eine Topologie einer Vorrichtung zur Zustandsüberwachung einer Anzahl von Batterien. 1 schematically a topology of a device for condition monitoring of a number of batteries.

In der einzigen Figur ist eine Topologie einer Vorrichtung zur Zustandsüberwachung, insbesondere zur Ladezustandsüberwachung von neun Batterien 1, beispielsweise in einem Lager einer Produktionsumgebung oder einer Werkstatt dargestellt. Bei sechs der neun Batterien 1 handelt es sich um einen gleichen Batterietyp und bei drei weiteren Batterien 1 handelt es sich um einen anderen Batterietyp.In the single figure is a topology of a device for condition monitoring, in particular for state of charge monitoring of nine batteries 1 , for example, in a warehouse of a production environment or a workshop. At six of the nine batteries 1 it is the same type of battery and three more batteries 1 it is a different type of battery.

Die Batterien 1 sind Hochvoltbatterien, welche als Traktionsbatterien zumindest in Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen eingesetzt werden.The batteries 1 are high-voltage batteries, which are used as traction batteries at least in electric vehicles and hybrid vehicles.

Eine solche Batterie 1 weist ein Gehäuse auf, in welchem eine Anzahl von nicht näher dargestellten Einzelzellen, die als Zellblock zusammengefasst sind, angeordnet ist. Die Einzelzellen sind mittels Zellverbindern elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschaltet.Such a battery 1 has a housing in which a number of individual cells, not shown, which are combined as a cell block, is arranged. The individual cells are electrically connected in series and / or parallel to one another by means of cell connectors.

Eine vorgebbare Anzahl der Einzelzellen des Zellblockes ist mit einer nicht gezeigten Zellüberwachungseinheit verbunden, welche die Einzelzellen überwacht, wobei eine Zellspannung der Einzelzellen an den Zellverbindern gemessen wird. A definable number of the individual cells of the cell block is connected to a cell monitoring unit, not shown, which monitors the individual cells, wherein a cell voltage of the individual cells is measured at the cell connectors.

Wird eine Zellspannung gemessen, welche einen unteren Grenzwert unterschreitet, wird die Einzelzelle abgeschaltet, um eine Tiefenentladung zu vermeiden. Wird eine Zellspannung gemessen, welche einen oberen Grenzwert überschreitet, wird die Einzelzelle ebenfalls abgeschaltet, wodurch eine Überladung dieser Einzelzelle vermieden werden soll.If a cell voltage is measured which falls below a lower limit, the single cell is switched off in order to avoid a deep discharge. If a cell voltage is measured which exceeds an upper limit value, the individual cell is likewise switched off, as a result of which overcharging of this individual cell is to be avoided.

Die jeweilige Batterie 1 weist weiterhin ein Batteriemanagementsystem auf, welches innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und mit einer Zellüberwachungselektronik, mittels welcher die einzelnen Zellüberwachungseinheiten zusammengefasst sind, verbunden ist. Dabei bildet das Batteriemanagementsystem eine zentrale Steuer- und Überwachungseinheit der jeweiligen Batterie 1.The respective battery 1 also has a battery management system, which is arranged within the housing and with a cell monitoring electronics, by means of which the individual cell monitoring units are combined, is connected. In this case, the battery management system forms a central control and monitoring unit of the respective battery 1 ,

Jedes Batteriemanagementsystem weist eine Diagnoseschnittstelle 1.1 auf, über die, sofern die Batterie 1 in einem Fahrzeug verwendet wird, eine Datenübertragung mit weiteren in dem Fahrzeug angeordneten Steuergeräten sowie eine Parameterabfrage hinsichtlich der Batterie 1, beispielsweise in einer Werkstatt realisierbar sind.Each battery management system has a diagnostic interface 1.1 on, over, provided the battery 1 is used in a vehicle, a data transmission with other arranged in the vehicle control units and a parameter query regarding the battery 1 be realized, for example, in a workshop.

Bevorzugt erfolgt eine Energieversorgung der Zellüberwachungselektronik mittels der Einzelzellen der Batterie 1 selbst.An energy supply of the cell monitoring electronics preferably takes place by means of the individual cells of the battery 1 even.

Um einen Zustand der jeweiligen Batterie 1 ermitteln zu können, ist die Kenntnis über Parameter als Kenngrößen der Batterie erforderlich.To a state of the respective battery 1 To be able to determine the knowledge about parameters as characteristics of the battery is required.

Als Parameter zur Bestimmung des Zustandes der jeweiligen Batterie 1 werden insbesondere eine Batteriegesamtspannung, ein Ladezustand der Batterie 1 eine maximale Zellspannung von Einzelzellen, eine minimale Zellspannung von Einzelzellen sowie eine Differenz zwischen der maximalen Zellspannung und der minimalen Zellspannung ermittelt.As a parameter for determining the condition of the respective battery 1 In particular, a battery total voltage, a state of charge of the battery 1 a maximum cell voltage of single cells, a minimum cell voltage of single cells and a difference between the maximum cell voltage and the minimum cell voltage determined.

Im Betrieb der Batterie 1 können die einzelnen Zellspannungen wegen unterschiedlicher Innenwiderstände und/oder Ladezustände divergieren, wobei diesem Vorgang mittels des Batteriemanagementsystems entgegengewirkt werden kann.In operation of the battery 1 For example, the individual cell voltages can diverge because of different internal resistances and / or states of charge, whereby this process can be counteracted by means of the battery management system.

Zur Ermittlung eines Zustandes der jeweiligen Batterie 1 ist eine zentrale Ladevorrichtung 2 als Steuereinheit vorgesehen, welche den Master hinsichtlich einer Master-Slave-Hierarchie darstellt und einer Kommunikation, d. h. einer Datenübertragung zwischen der jeweiligen Batterie 1 und der zentralen Ladevorrichtung 2 dient.To determine a condition of the respective battery 1 is a central loader 2 provided as a control unit, which represents the master in terms of a master-slave hierarchy and a communication, ie a data transfer between the respective battery 1 and the central loader 2 serves.

Die zentrale Ladevorrichtung 2 weist besonders bevorzugt eine optische Anzeigeeinheit auf, mittels welcher die einzelnen Parameter zumindest einer Batterie 1 grafisch darstellbar sind.The central loader 2 particularly preferably has an optical display unit, by means of which the individual parameters of at least one battery 1 graphically representable.

Jede zu überwachende Batterie 1 weist eine Batterieüberwachungseinheit 1.2 als Slave auf, die als Platine ausgebildet ist. Die jeweilige Batterieüberwachungseinheit 1.2 weist wiederum einen Mikroprozessor 1.3 und vorzugsweise drei Leuchtdioden 1.4 bis 1.6 auf, die entsprechend eines Ladezustandes der zugehörigen Batterie 1 aufleuchten.Each battery to be monitored 1 has a battery monitoring unit 1.2 as a slave, which is designed as a board. The respective battery monitoring unit 1.2 again has a microprocessor 1.3 and preferably three light emitting diodes 1.4 to 1.6 on, according to a state of charge of the associated battery 1 come on.

Eine erste Leuchtdiode 1.4, welche rot aufleuchtet, stellt einen kritischen Ladezustand der Batterie 1 dar, d. h. dass ein Wert der Zellspannung kleiner oder gleich in Bezug auf einen vorgegebenen Wert von beispielsweise 3,3 V ist.A first light-emitting diode 1.4 , which lights up red, represents a critical state of charge of the battery 1 ie, that a value of the cell voltage is less than or equal to a predetermined value of, for example, 3.3V.

Eine zweite Leuchtdiode 1.5 mit der Farbe gelb bezeichnet einen bald kritischen Ladezustand der Batterie 1, wobei der Wert der Zellspannung größer als der vorgegebene Wert von 3,3 V und kleiner als ein weiterer Wert von beispielsweise 3,5 V ist.A second LED 1.5 The color yellow indicates a soon-critical state of charge of the battery 1 wherein the value of the cell voltage is greater than the predetermined value of 3.3V and less than another value of, for example, 3.5V.

Des Weiteren ist eine dritte Leuchtdiode 1.6 vorgesehen, die grün aufleuchtet, wenn der Ladezustand der Batterie 1 unkritisch ist, der Wert der gemessenen Zellspannung also größer oder gleich hinsichtlich des weiteren Wertes ist.Furthermore, a third light-emitting diode 1.6 provided that lights up green when the battery charge state 1 is uncritical, the value of the measured cell voltage is therefore greater than or equal to the further value.

Die einzelnen Batterieüberwachungseinheiten 1.2 sind über eine Verbindung mit der entsprechenden Batterie verbunden, wobei die Verbindung als Steckverbindung ausgebildet ist. Hierzu ist eine Schnittstelle an der jeweiligen Batterieüberwachungseinheit 1.2 ausgebildet, wobei als Schnittstelle an der Batterie 1 die Diagnoseschnittstelle 1.1, welche mit dem Batteriemanagementsystem verbunden ist, verwendet wird.The individual battery monitoring units 1.2 are connected via a connection to the corresponding battery, wherein the connection is designed as a plug connection. For this purpose, an interface to the respective battery monitoring unit 1.2 designed, being as an interface to the battery 1 the diagnostic interface 1.1 which is connected to the battery management system is used.

Die zentrale Ladevorrichtung 2 ist mit jeder Batterieüberwachungseinheit 1.2 und über die Batterieüberwachungseinheit 1.2 mit jeder Batterie 1 mittels einer ersten Busstruktur 4 zur Datenübertragung, mittels einer zweiten Busstruktur 5 zur Steuerung und mittels einer ersten 3 und zweiten Leitung 6 zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung verbunden.The central loader 2 is with every battery monitoring unit 1.2 and via the battery monitoring unit 1.2 with every battery 1 by means of a first bus structure 4 for data transmission, by means of a second bus structure 5 for control and by means of a first 3 and second line 6 connected to provide a supply voltage.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Busstrukturen 4, 5 um CAN-Busstrukturen.Preferably, the bus structures 4 . 5 to CAN bus structures.

In Abhängigkeit des Batterietyps der zu überwachenden Batterien 1 sind verschiedene Versorgungsspannungen erforderlich. Dabei beträgt die Versorgungsspannung, welche auch als Speisespannung bezeichnet wird, 12 V oder 24 V Gleichspannung.Depending on the battery type of the batteries to be monitored 1 Different supply voltages are required. This is the supply voltage, which also as Supply voltage is called, 12 V or 24 V DC.

Im Rahmen des Verfahrens zur Zustandsüberwachung der Batterien 1, wird jeder der Batterien 1 eine eindeutige Identifikationsbezeichnung, beispielsweise in Form einer Adress-Identifikationsnummer oder eines eigenen Nachrichtentyps als Adresse zugeordnet. Dadurch ist zumindest jede Batterieüberwachungseinheit 1.2 der zu überwachenden Batterien 1 über eine eigene Geräteerkennung identifizierbar.As part of the process for condition monitoring of batteries 1 , everyone gets the batteries 1 a unique identification name, for example in the form of an address identification number or a separate message type assigned as an address. As a result, at least each battery monitoring unit 1.2 the batteries to be monitored 1 identifiable via own device recognition.

Zu Zustandsüberwachung wird eine Batterieüberwachungseinheit 1.2 einer Batterie 1 mittels einer von der zentralen Ladevorrichtung 2 generierten Kontrollnachricht mit genauer Adresse in Form der Identifikationsbezeichnung über die erste Busstruktur 4 angesteuert, im Sinne von angesprochen.Condition monitoring is a battery monitoring unit 1.2 a battery 1 by means of one of the central charging device 2 generated control message with exact address in the form of the identification name over the first bus structure 4 addressed, in the sense of addressed.

Die zentrale Ladevorrichtung 2 erhält daraufhin eine Rückmeldung von der angesteuerten Batterieüberwachungseinheit 1.2 mit allgemeinen Informationen, wie z. B. dass ein Relais zur CAN-Kommunikation, also zur Datenübertragung zwischen der Batterie 1 und der zentralen Ladevorrichtung 2 und ein Relais zur Spannungsversorgung hinsichtlich des Batterietyps der zu überprüfenden Batterie 1 zwischen der jeweiligen Batterie 1 und der zentralen Ladevorrichtung 2 auf der Platine der Batterieüberwachungseinheit 1.2 entsprechend geschaltet sind.The central loader 2 then receives a response from the controlled battery monitoring unit 1.2 with general information, such as B. that a relay for CAN communication, ie for data transmission between the battery 1 and the central loader 2 and a power supply relay with respect to the battery type of the battery to be checked 1 between the respective battery 1 and the central loader 2 on the board of the battery monitoring unit 1.2 are switched accordingly.

Zudem wird eine Spannungsversorgung, insbesondere im Niedrigvolt-Bereich, zwischen der Batterieüberwachungseinheit 1.2 und der Batterie 1 hergestellt, so dass eine Funktion des batterieinternen Batteriemanagementsystems sichergestellt ist.In addition, a voltage supply, in particular in the low-voltage range, between the battery monitoring unit 1.2 and the battery 1 manufactured so that a function of the battery-internal battery management system is ensured.

Über die erste Busstruktur 4 und eine mittels des Relais hergestellte Verbindung zur Datenübertragung mittels der ersten Busstruktur 4 liest die zentrale Ladevorrichtung 2 Parameter der Batterie 1, wie z. B. den Batterietyp, Werte der Gesamtspannung der Batterie 1, Zellspannungen, Werte der Temperatursensoren der Batterie 1, einen Isolationswiderstand sowie einen Ladezustand der Batterie 1 aus.About the first bus structure 4 and a connection established by means of the relay for data transmission by means of the first bus structure 4 reads the central loader 2 Parameters of the battery 1 , such as B. the battery type, values of the total voltage of the battery 1 , Cell voltages, values of the temperature sensors of the battery 1 , an insulation resistance and a state of charge of the battery 1 out.

Im Anschluss an das Auslesen oder Abfragen der Parameter der Batterie 1 mittels der zentralen Ladevorrichtung 2 wird eine Schalteinheit der Leuchtdioden 1.4 bis 1.6, die auf der Platine der Batterieüberwachungseinheit 1.2 angeordnet sind, angesteuert, so dass die Leuchtdiode 1.4 bis 1.6, welche den entsprechenden Ladezustand anzeigt, aufleuchtet.Following reading or polling the parameters of the battery 1 by means of the central charging device 2 becomes a switching unit of the LEDs 1.4 to 1.6 on the board of the battery monitoring unit 1.2 are arranged, driven, so that the light emitting diode 1.4 to 1.6 , which indicates the corresponding state of charge, lights up.

Leuchtet nach der Ansteuerung die erste oder die zweite Leuchtdiode 1.4, 1.5 auf, was einem kritischen bzw. bald kritischen Ladezustand der Batterie 1 entspricht, wird die Batterie 1 automatisch aufgeladen.After activation, the first or the second LED lights up 1.4 . 1.5 on what a critical or soon critical state of charge of the battery 1 corresponds, the battery is 1 automatically charged.

Ist der Ladezustand unkritisch, was mittels Aufleuchtens der dritten Leuchtdiode 1.6 gekennzeichnet ist, werden die Relais zur Datenübertragung und zur Spannungsversorgung geschaltet, so dass eine Verbindung zwischen der Batterieüberwachungseinheit 1.2 und damit mit der Batterie 1 und der zentralen Ladevorrichtung 2 beendet ist.Is the state of charge uncritical, which means by lighting the third LED 1.6 is characterized, the relays are switched for data transmission and power supply, so that a connection between the battery monitoring unit 1.2 and therefore with the battery 1 and the central loader 2 finished.

Im Anschluss kann die nächste Batterie 1 der zu überwachenden Batterien 1 mittels der zentralen Ladevorrichtung 2 angesteuert, d. h. angesprochen werden.Following this, the next battery 1 the batteries to be monitored 1 by means of the central charging device 2 controlled, ie addressed.

Darüber hinaus ist es mit der zentralen Ladevorrichtung 2 möglich, Funktionen von Bestandteilen der Batterie 1, mit welcher die zentrale Ladevorrichtung 2 momentan verbunden ist, zu steuern, beispielsweise zu aktivieren. So kann z. B. ein so genanntes Balancing zwischen Einzelzellen der Batterie 1 mittels der zentralen Ladevorrichtung 2 ausgelöst werden. Die Ansteuerung der Bestandteile der Batterie 1 erfolgt dabei über die zweite Busstruktur 5.In addition, it is with the central charging device 2 possible, functions of components of the battery 1 with which the central loader 2 currently connected, to control, for example, to activate. So z. B. a so-called balancing between individual cells of the battery 1 by means of the central charging device 2 to be triggered. The control of the components of the battery 1 takes place via the second bus structure 5 ,

Das Balancing bezeichnet einen Vorgang, bei dem im Ruhezustand der Batterie 1 der oder den Einzelzellen mit den höchsten Spannungswerten Energie entnommen wird, um diese Einzelzellen einem Spannungsniveau einer spannungsmäßig schwächsten Einzelzelle anzupassen. Je kleiner eine Differenz zwischen der maximalen Zellspannung und der minimalen Zellspannung ist, desto länger kann die Batterie 1 elektrische Energie zur Verfügung stellen oder aufgeladen werden, ohne dass die vorgegebenen Grenzwerte erreicht werden.Balancing refers to a process in which the battery is at rest 1 energy is taken from the one or more single cells with the highest voltage values in order to adapt these single cells to a voltage level of a voltage weakest single cell. The smaller a difference between the maximum cell voltage and the minimum cell voltage, the longer the battery can last 1 provide or recharge electrical energy without reaching the specified limits.

Ferner kann mittels der zentralen Ladevorrichtung 2 als Funktion von Bestandteilen der Batterie 1, beispielsweise ein Schließen von Hochvolt-Schützen veranlasst werden.Furthermore, by means of the central charging device 2 as a function of components of the battery 1 For example, a closing of high-voltage contactors are caused.

Zum Beenden der eindeutigen Verbindung zwischen der zentralen Ladevorrichtung 2 und der Batterie 1 über die Batterieüberwachungseinheit 1.2 wird die Niedrigvolt-Spannungsversorgung eingestellt, so dass das Batteriemanagementsystem nicht mehr mit Spannung versorgt wird.To terminate the unique connection between the central loader 2 and the battery 1 via the battery monitoring unit 1.2 the low-voltage power supply is set so that the battery management system is no longer supplied with power.

Die Datenübertragung, d. h. die CAN-Kommunikation zwischen der zentralen Ladevorrichtung 2 mittels der ersten Busstruktur 4 als Master und der der Batterie 1 zugehörigen Batterieüberwachungseinheit 1.2 als Slave wird eins zu eins übertragen, wobei ein Beenden der Datenübertragung mittels der zentralen Ladevorrichtung 2 ausgelöst wird.The data transmission, ie the CAN communication between the central charging device 2 by means of the first bus structure 4 as master and the battery 1 associated battery monitoring unit 1.2 as a slave is transmitted one to one, wherein terminating the data transfer by means of the central loading device 2 is triggered.

Aus der Sicht der Batterieüberwachungseinheit 1.2 hinsichtlich des Verfahrens wartet die Batterieüberwachungseinheit 1.2 nach der Ansteuerung der Batterieüberwachungseinheit 1.2 mittels der zentralen Ladevorrichtung 2 bis eine eigene Nachricht mit der Identifikationsbezeichnung gesendet wird. Anschließend werden die mittels der zentralen Ladevorrichtung 2 abgefragten Parameter der Batterie 1 von derselben, d. h. von dem Batteriemanagementsystem über die Batterieüberwachungseinheit 1.2 an die zentrale Ladevorrichtung 2 weitergeleitet. Mit anderen Worten reicht die Batterieüberwachungseinheit 1.2 insbesondere alle von der zentralen Ladevorrichtung 2 und von dem Batteriemanagementsystem gesendeten Nachrichten an den jeweiligen Adressat durch.From the point of view of the battery monitoring unit 1.2 Regarding the method, the battery monitoring unit waits 1.2 after activation of the battery monitoring unit 1.2 by means of the central charging device 2 until a separate message with the identification name is sent. Subsequently, the means of the central charging device 2 queried parameters of the battery 1 from the same, ie from the battery management system via the battery monitoring unit 1.2 to the central charging device 2 forwarded. In other words, the battery monitoring unit is sufficient 1.2 especially all of the central loader 2 and messages sent by the battery management system to the respective addressee.

Soll die Datenübertragung zwischen der Batterie 1 und der zentralen Ladevorrichtung 2 beendet werden, wartet die Batterieüberwachungseinheit 1.2 bis eine Nachricht der Batterie 1 mit der eindeutigen Identifikationsbezeichnung gesendet wird, um darauffolgend abzuschalten.Is the data transfer between the battery 1 and the central loader 2 are stopped, the battery monitoring unit waits 1.2 until a message of the battery 1 is sent with the unique identification name to subsequently switch off.

Die Vorrichtung zur Zustandsüberwachung ist nicht auf die Anzahl von neun zu überwachenden Batterien 1 beschränkt, wobei eine Kommunikation zur Ermittlung der Parameter und eine Funktionssteuerung aus Sicherheitsgründen nur mit einer Batterie 1 stattfindet, um Fehler, wie z. B. einen Ladevorgang einer Batterie 1 mit der falschen Spannung zu vermeiden.The condition monitoring device is not limited to the number of nine batteries to be monitored 1 limited, wherein a communication for determining the parameters and a function control for safety reasons only with a battery 1 takes place to errors, such. B. a charging of a battery 1 with the wrong voltage to avoid.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Batteriebattery
1.11.1
DiagnoseschnittstelleDiagnostic interface
1.21.2
BatterieüberwachungseinheitBattery monitoring unit
1.31.3
Mikroprozessormicroprocessor
1.41.4
erste Leuchtdiodefirst light-emitting diode
1.51.5
zweite Leuchtdiodesecond light-emitting diode
1.61.6
dritte Leuchtdiodethird LED
22
zentrale Ladevorrichtungcentral loading device
33
erste Leitungfirst line
44
erste Busstrukturfirst bus structure
55
zweite Busstruktursecond bus structure
66
zweite Leitungsecond line

Claims (7)

Verfahren zur Zustandsüberwachung, insbesondere zur Ladezustandsüberwachung einer Anzahl von Batterien (1), dadurch gekennzeichnet, dass jede der zu überwachenden Batterien (1) eine Batterieüberwachungseinheit (1.2) aufweist, welcher eine eindeutige Identifikationsbezeichnung zugeordnet wird, wobei die Batterieüberwachungseinheit (1.2) mit einer zentralen Ladevorrichtung (2) verbunden wird und mittels der zentralen Ladevorrichtung (2) zur Ermittlung des Ladezustandes einer einzelnen Batterie (1) deren Batterieüberwachungseinheit (1.2) angesteuert wird und mittels der Batterieüberwachungseinheit (1.2) ein Datenübertragungsweg sowie eine Spannungsversorgung zwischen einem Batteriemanagementsystem der Batterie (1) und der zentralen Ladevorrichtung (2) freigegeben wird und mittels der zentralen Ladevorrichtung (2) Parameter der Batterie (1) über den Datenübertragungsweg abgefragt werden und die Batterie (1) bei ermitteltem kritischen Ladezustand automatisch geladen wird und bei ermitteltem nicht kritischen Ladezustand eine Datenübertragung und die Spannungsversorgung zwischen dem Batteriemanagementsystem und der zentralen Ladevorrichtung (2) mittels derselben automatisch beendet werden.Condition monitoring method, in particular for monitoring the state of charge of a number of batteries ( 1 ), characterized in that each of the batteries to be monitored ( 1 ) a battery monitoring unit ( 1.2 ), to which a unique identification designation is assigned, wherein the battery monitoring unit ( 1.2 ) with a central loading device ( 2 ) and by means of the central loading device ( 2 ) for determining the state of charge of a single battery ( 1 ) whose battery monitoring unit ( 1.2 ) and by means of the battery monitoring unit ( 1.2 ) a data transmission path and a power supply between a battery management system of the battery ( 1 ) and the central loading device ( 2 ) and by means of the central loading device ( 2 ) Parameters of the battery ( 1 ) via the data transmission path and the battery ( 1 ) is automatically loaded when the critical state of charge is determined, and when the non-critical state of charge is determined, a data transmission and the voltage supply between the battery management system and the central charging device ( 2 ) are automatically terminated by the same. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Ladevorgang der Batterie (1) die Datenübertragung und die Spannungsversorgung zwischen dem Batteriemanagementsystem und der zentralen Ladevorrichtung (2) automatisch beendet werden.Method according to claim 1, characterized in that after a charging process of the battery ( 1 ) the data transmission and the voltage supply between the battery management system and the central charging device ( 2 ) are ended automatically. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Batterieüberwachungseinheit (1.2) hinsichtlich des Ladezustandes der Batterie (1) zumindest bei Ansteuerung durch die zentrale Ladevorrichtung (2) ein optisches Signal ausgegeben wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that by means of the battery monitoring unit ( 1.2 ) with regard to the state of charge of the battery ( 1 ) at least when actuated by the central charging device ( 2 ) an optical signal is output. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenübertragung zwischen der zentralen Ladevorrichtung (2) und der Batterieüberwachungseinheit (1.2) und eine Datenübertragung zwischen der Batterieüberwachungseinheit (1.2) und dem Batteriemanagementsystem mittels der zentralen Ladevorrichtung (2) gesteuert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a data transmission between the central charging device ( 2 ) and the battery monitoring unit ( 1.2 ) and a data transmission between the battery monitoring unit ( 1.2 ) and the battery management system by means of the central charging device ( 2 ) to be controlled. Vorrichtung zur Zustandsüberwachung, insbesondere zur Ladezustandsüberwachung einer Anzahl von Batterien (1), dadurch gekennzeichnet, dass jede der zu überwachenden Batterien (1) eine Batterieüberwachungseinheit (1.2) aufweist, welcher eine eindeutige Identifikationsbezeichnung zuordbar ist, wobei die Batterieüberwachungseinheit (1.2) mit einer zentralen Ladevorrichtung (2) verbindbar ist und mittels der zentralen Ladevorrichtung (2) zur Ermittlung des Ladezustandes einer einzelnen Batterie (1) deren Batterieüberwachungseinheit (1.2) ansteuerbar ist und mittels der Batterieüberwachungseinheit (1.2) ein Datenübertragungsweg sowie eine Spannungsversorgung zwischen einem Batteriemanagementsystem der Batterie (1) und der zentralen Ladevorrichtung (2) freigebbar ist und mittels der zentralen Ladevorrichtung (2) Parameter der Batterie (1) über den Datenübertragungsweg abfragbar sind und die Batterie (1) bei ermitteltem kritischen Ladezustand automatisch aufladbar ist und bei ermitteltem nicht kritischen Ladezustand eine Datenübertragung und die Spannungsversorgung zwischen dem Batteriemanagementsystem und der zentralen Ladevorrichtung (2) mittels derselben automatisch beendbar ist.Device for condition monitoring, in particular for state of charge monitoring of a number of batteries ( 1 ), characterized in that each of the batteries to be monitored ( 1 ) a battery monitoring unit ( 1.2 ), to which a unique identification designation can be assigned, wherein the battery monitoring unit ( 1.2 ) with a central loading device ( 2 ) is connectable and by means of the central loading device ( 2 ) for determining the state of charge of a single battery ( 1 ) whose battery monitoring unit ( 1.2 ) is controllable and by means of the battery monitoring unit ( 1.2 ) a data transmission path and a power supply between a battery management system of the battery ( 1 ) and the central loading device ( 2 ) is releasable and by means of the central loading device ( 2 ) Parameters of the battery ( 1 ) can be queried over the data transmission path and the battery ( 1 ) is automatically rechargeable when the critical state of charge is determined, and when the non-critical state of charge is determined, a data transmission and the voltage supply between the battery management system and the central charging device ( 2 ) is automatically terminated by the same. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenübertragungsweg ein CAN-Bus ist. Apparatus according to claim 5, characterized in that the data transmission path is a CAN bus. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Ladevorrichtung (2) eine Anzeigeeinheit aufweist.Device according to claim 5 or 6, characterized in that the central loading device ( 2 ) has a display unit.
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