DE102012213562A1 - Battery system used in e.g. motor vehicle, has control unit that is adapted at start of battery system within storage unit to associated one to one identification (ID) in ID storage unit of battery module stored unambiguous ID match - Google Patents

Battery system used in e.g. motor vehicle, has control unit that is adapted at start of battery system within storage unit to associated one to one identification (ID) in ID storage unit of battery module stored unambiguous ID match Download PDF

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Abstract

The system (40) has a battery string (30) that is provided with a battery module (20) having a battery cell (10), and an identification (ID) storage unit (15). The unambiguous ID of the battery module is stored in a storage unit (25). A control unit (35) is used for communication with the ID storage units of the battery modules in the location to query the unambiguous identifiers. The control unitis adapted at the start of the battery system within the storage unit to associated one to one ID in the ID storage unit of the battery module stored unambiguous ID match. Independent claims are included for the following: (1) a method for the initialization of battery system; (2) a battery; and (3) a motor vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem, dass mindestens ein Batteriemodul aufweist, welches vor unzulässiger Modifikation durch unbefugte Personen geschützt ist sowie ein Verfahren zur Initialisierung des Batteriesystems.The present invention relates to a battery system that has at least one battery module, which is protected against unauthorized modification by unauthorized persons and a method for initializing the battery system.

Stand der TechnikState of the art

In Hybrid- und Elektrofahrzeugen, also Fahrzeugen mit vollständig oder zumindest teilweisem elektrischen Antrieb, kommen Batterien zum Einsatz, um die elektrische Energie für den Elektromotor, welcher den Antrieb unterstützt bzw. als Antrieb dient, zu speichern. In den Fahrzeugen der neuesten Generation finden hierbei zum Beispiel sogenannte Lithium-Ionen-Batteriezellen Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen eine positive und eine negative Elektrode auf, an denen Lithium-Ionen reversibel ein-(Interkalation) oder wieder auslagern (Deinterkalation) können. In der Regel werden mehrere Batteriezellen zu einem Batteriemodul und anschließend mehrere Batteriemodule durch Parallel- oder Reihenschaltung zu einer Batterie zusammengefasst. Eine große Herausforderung hierbei ist ein effektives Batteriemanagementsystem, welches die Funktion der einzelnen Zellen der Batterie überwacht und deren Ladevorgang steuert. Auf diese Weise können zum Beispiel defekte Zellen abgeschaltet und/oder überbrückt und Zustandsmeldungen über den Ladezustand ausgegeben werden.In hybrid and electric vehicles, ie vehicles with complete or at least partial electric drive, batteries are used to store the electrical energy for the electric motor, which supports or drives the drive. In the vehicles of the latest generation, for example, so-called lithium-ion battery cells are used. These are characterized among other things by high energy densities and an extremely low self-discharge. Lithium-ion battery cells have a positive and a negative electrode on which lithium ions reversibly on (intercalation) or outsource (deintercalation) can. As a rule, several battery cells are combined to form a battery module and subsequently a plurality of battery modules are connected in parallel or in series to form a battery. A major challenge here is an effective battery management system that monitors the function of the individual cells of the battery and controls their charging process. In this way, for example, defective cells can be switched off and / or bypassed and status messages about the state of charge can be output.

Die 1 zeigt ein solches Batteriesystem 40, welches einen Batteriestrang 30 aufweist, der eine Vielzahl an in Reihe geschaltete Batteriezellen 10 umfasst, von denen in 1 fünf dargestellt sind, während eine nicht weiter definierte Anzahl an Batteriezellen 10 durch Punktlinien angedeutet sind. Innerhalb des Batteriestrangs 30 ist jeweils eine vorbestimmte, in der 1 nicht weiter definierte Anzahl an Batteriezellen 10 zu Batteriemodulen 20 zusammengefasst. Jeweils innerhalb eines Batteriemoduls 20 ist dabei eine Zellüberwachungseinheit 5, auch Cell Supervision Circuit genannt, angeordnet. Mit dieser kann von einzelnen Batteriezellen 10 die Spannung und von mehreren Batteriezellen 10 die Temperatur gemessen werden. Die einzelnen Zellüberwachungseinheiten 5 sind in Serie miteinander verschaltet und ermöglichen des Weiteren die zellglobale Ausbalancierung der Ladung der einzelnen Batteriezellen 10. Die unterste der Zellüberwachungseinheiten 5 ist mit einem innerhalb des Batteriesystems 40 angeordneten Batteriesystemsteuergerät 35 verbunden. Dieses vermag nicht nur die einzelnen Zellüberwachungseinheiten 5 zu steuern, sondern kontrolliert ebenfalls weitere Schaltungseinheiten innerhalb des Batteriesystems 40, wie beispielsweise die Relais einer Lade- und Trenneinrichtung 33 oder die Messung des Stromflusses durch den Batteriestrang 30. The 1 shows such a battery system 40 , which has a battery string 30 comprising a plurality of battery cells connected in series 10 includes, of which in 1 five are shown while a not further defined number of battery cells 10 indicated by dotted lines. Inside the battery string 30 is each a predetermined, in the 1 not further defined number of battery cells 10 to battery modules 20 summarized. Each within a battery module 20 is a cell monitoring unit 5 , also called Cell Supervision Circuit, arranged. With this can of individual battery cells 10 the voltage and of several battery cells 10 the temperature can be measured. The individual cell monitoring units 5 are connected in series with each other and further enable the cell-globally balancing of the charge of the individual battery cells 10 , The lowest of the cell monitoring units 5 is with one inside the battery system 40 arranged battery system control unit 35 connected. This is not only the individual cell monitoring units 5 but also controls other circuit units within the battery system 40 , such as the relays of a charging and disconnecting device 33 or the measurement of current flow through the battery string 30 ,

Die Batteriemodule des in 1 beschriebenen Batteriesystems können meist als teilweise autarke Einheiten dieses Batteriesystems angesehen werden, die wie oben beschrieben, zur Kommunikation mit dem Batteriesystemsteuergerät in der Lage sind. Auch auf Grund von Forderungen bezüglich einer einfachen Wartbarkeit von zum Beispiel in Batteriepacks ausgeführten Batteriesystemen werden die Batteriemodule so gestaltet, dass sie grundsätzlich austauschbar sind. Im Fehlerfall oder bei nachlassender Leistungsfähigkeit eines Batteriemoduls kann dieses gegen ein neues Batteriemodul ausgetauscht werden, ohne dass das gesamte Batteriepack ersetzt werden muss. The battery modules of in 1 As described above, the battery system described can usually be regarded as partially self-sufficient units of this battery system, which are able to communicate with the battery system control unit as described above. Also, due to demands for easy maintainability of, for example, battery packs running battery systems, the battery modules are designed so that they are basically interchangeable. In the case of failure or diminishing performance of a battery module this can be replaced with a new battery module, without the entire battery pack must be replaced.

Allerdings ergibt sich durch diese Austauschbarkeit auch eine Möglichkeit für Missbrauch, da Dritte ein bestehendes Batteriemodul durch ein neues, andersartiges Batteriemodul ersetzen können, welches andere Leistungsdaten aufweist. Dies kann beispielsweise im Rahmen des Versuchs geschehen, das Batteriesystem einem unzulässigen Tuning zu unterziehen, bei welchem Batteriemodule mit höherer Kapazität und/oder höherer Leistung verbaut werden. Der Einbau eines solchen Batteriemoduls wird nach heutigem Stand der Technik nicht unbedingt erkannt, vor allem dann nicht, wenn die Kommunikation mit dem Batteriesystemsteuergerät gut nachgebildet wird. Allerdings ist die Kontrolle über dieses neue, andersartige Batteriemodul nur noch sehr eingeschränkt möglich, wobei insbesondere die Berechnung der Kenngrößen des Batteriesystems beeinträchtig, fehlerhaft, oder gar nicht mehr möglich sein können. Die Folge sind mögliche technische Probleme des Batteriesystems bis hin zum dessen Ausfall. However, due to this interchangeability, there is also a possibility for misuse, since third parties can replace an existing battery module with a new, different kind of battery module, which has different performance data. This can be done, for example, in the context of the attempt to subject the battery system to an inadmissible tuning, in which battery modules with higher capacity and / or higher power are installed. The installation of such a battery module is not necessarily recognized in the current state of the art, especially not if the communication with the battery system control unit is well modeled. However, the control of this new, different battery module is only possible to a very limited extent, in particular the calculation of the parameters of the battery system can be impaired, faulty, or even no longer possible. The consequences are possible technical problems of the battery system up to its failure.

Aus dem Stand der Technik sind daher Ansätze bekannt, wie einzelne Batteriezellen eines Batteriemoduls innerhalb eines Batteriesystems identifiziert werden können. So offenbart die DE 10 2009 000 504 A1 ein Batteriemodul, mit wenigstens einer Batteriezelle sowie wenigstens ein Mittel zur Übertragung von wenigstens einem Signal von dem Batteriemodul nach außerhalb des Batteriemoduls und/oder von außerhalb des Batteriemoduls zu dem Batteriemodul, wobei das wenigstens eine Signal wenigstens einer bestimmten Batteriezelle zugeordnet ist, wobei mittels wenigstens eines Identifikationscodes das mindestens eine Signal der wenigstens einen bestimmten Batteriezelle zugeordnet werden kann. Therefore, approaches are known from the prior art as to how individual battery cells of a battery module can be identified within a battery system. So revealed the DE 10 2009 000 504 A1 a battery module having at least one battery cell and at least one means for transmitting at least one signal from the battery module to the outside of the battery module and / or from outside the battery module to the battery module, wherein the at least one signal is associated with at least one particular battery cell, wherein at least an identification code, the at least one signal of the at least one specific battery cell can be assigned.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Batteriesystem zur Verfügung gestellt, welches einen Batteriestrang mit mindestens einem Batteriemodul umfasst, welches wenigstens eine Batteriezelle und eine Identifikationsspeichereinheit aufweist. Ferner umfasst das Batteriesystem ein Batteriesystemsteuergerät, welches zur Kommunikation mit der Identifikationsspeichereinheit des mindestens einen Batteriemoduls ausgelegt ist sowie eine Speichereinheit. Erfindungsgemäß ist in der Identifikationsspeichereinheit eine eineindeutige ID zur Identifikation des mindestens einen Batteriemoduls abgelegt, wobei die eineindeutige ID des Batteriemoduls ebenfalls in der Speichereinheit hinterlegt ist. Das Batteriesystemsteuergerät ist dazu ausgebildet, bei Start des Batteriesystems die innerhalb der Speichereinheit hinterlegte eineindeutige ID mit der zugehörigen, in der Identifikationsspeichereinheit des Batteriemoduls hinterlegten eineindeutigen ID, abzugleichen. According to the invention, a battery system is provided, which has a battery string comprises at least one battery module having at least one battery cell and an identification storage unit. Furthermore, the battery system comprises a battery system control unit, which is designed for communication with the identification storage unit of the at least one battery module and a memory unit. According to the invention, an unambiguous ID for identification of the at least one battery module is stored in the identification memory unit, wherein the unique ID of the battery module is likewise stored in the memory unit. The battery system control unit is designed to match the one-way ID stored within the memory unit with the associated one-time ID stored in the identification memory unit of the battery module when the battery system is started.

Der Vorteil eines derartigen Batteriesystems liegt in der Möglichkeit, ein Batteriemodul des Batteriesystems eineindeutig zu Identifizieren. Auf diesem Wege ist es möglich, den Einbau eines Fremdmoduls zu erkennen und den Betrieb des Batteriesystems mit einem derartigen Fremdmodul zu unterbinden. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Batteriesystem eine Überwachung der Integrität der Batteriemodule im Batteriesystem wodurch zum Beispiel ein unzulässiges Tuning des Batteriesystems (beispielsweise mit dem Ziel der Leistungssteigerung) unterbunden werden kann. The advantage of such a battery system is the ability to uniquely identify a battery module of the battery system. In this way it is possible to detect the installation of a third-party module and to prevent the operation of the battery system with such a foreign module. Thus, the battery system according to the invention makes it possible to monitor the integrity of the battery modules in the battery system, as a result of which, for example, an inadmissible tuning of the battery system (for example with the aim of increasing the output) can be prevented.

Vorzugsweise ist die in der Identifikationsspeichereinheit abgelegte, eineindeutige ID zur Identifikation des mindestens einen Batteriemoduls nicht löschbar und/oder nicht abänderbar. Dadurch kann verhindert werden, dass ein Dritter, der beispielsweise ein unzulässiges Tuning an dem Batteriesystem durchführen möchte, die in der Identifikationsspeichereinheit abgelegte, eineindeutige ID löscht oder überschreibt, um so die Identifizierbarkeit des jeweiligen Batteriemoduls aufzuheben oder eine sonstige Art von Missbrauch mit oder an dem Batteriemodul beabsichtigt. Preferably, the unambiguous ID stored in the identification storage unit for identification of the at least one battery module is not erasable and / or not changeable. Thereby, it can be prevented that a third party, for example, wanting to perform improper tuning on the battery system, erases or overwrites the one-to-one ID stored in the identification storage unit so as to override the identifiability of the respective battery module or some other kind of misuse with or on the battery module Battery module intended.

In einer bevorzugten Weiterentwicklung dieser Ausführungsform ist die Speichereinheit vor unzulässigem Zugriff durch unbefugte Personen geschützt. Dadurch kann verhindert werden, dass eineindeutige IDs aus der Speichereinheit ohne entsprechende Berechtigung gelöscht oder überschrieben werden, beispielsweise von einem unbefugten Dritten, der beabsichtigt, eine alte eineindeutige ID eines vom Hersteller verbauten Batteriemoduls durch eine ID eines neuen, andersartigen Fremdmoduls zu ersetzen. Somit sind sowohl Identifikationsspeichereinheit als auch die Speichereinheit vor einem unzulässigem Zugriff geschützt und somit kein Fremdmodul mehr verbaubar.In a preferred further development of this embodiment, the storage unit is protected against unauthorized access by unauthorized persons. This can prevent one-shot IDs from being deleted or overwritten from the storage unit without proper authorization, for example, from an unauthorized third party intending to replace an old one-to-one ID of a manufacturer-installed battery module with an ID of a new, different foreign module. Thus, both the identification storage unit and the storage unit are protected against unauthorized access and thus no foreign module can be built.

Vorzugsweise ist das Batteriesystemsteuergerät ferner dazu ausgebildet, eine Fortführung des Starts des Batteriesystems zu unterbinden, wenn die in der Speichereinheit hinterlegte, eineindeutige ID nicht mit der zugehörigen, in der Identifikationsspeichereinheit abgelegten, übereinstimmt. Auf diese Weise ist das Batteriesystem bei unzulässigem Verbau eines Fremdmoduls still gelegt und ein Schaden von selbigem durch eine Manipulation durch unbefugte Personen abgewendet.Preferably, the battery system controller is further configured to inhibit a continuation of the start of the battery system if the one-to-one ID stored in the storage unit does not match the corresponding one stored in the identification storage unit. In this way, the battery system is shut down in case of improper installation of a third-party module and averted damage by selbigem by manipulation by unauthorized persons.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Speichereinheit innerhalb des Batteriesystemsteuergeräts angeordnet. Dadurch können Speichereinheit und Batteriesystemsteuergerät als eine Einheit realisiert werden und als solche im Schadensfall einfach ausgetauscht werden. In a preferred embodiment, the storage unit is disposed within the battery system controller. As a result, the storage unit and the battery system control unit can be realized as one unit and, as such, easily exchanged in the event of damage.

Vorzugsweise weist das mindestens eine Batteriemodul ferner eine Zellüberwachungseinheit auf, wobei die Identifikationsspeichereinheit innerhalb dieser Zellüberwachungseinheit angeordnet ist. Dadurch können die Identifikationsspeichereinheit und Zellüberwachungseinheit als eine Einheit realisiert werden und als solche im Schadensfall einfach ausgetauscht werden.The at least one battery module preferably also has a cell monitoring unit, wherein the identification memory unit is arranged within this cell monitoring unit. As a result, the identification storage unit and cell monitoring unit can be realized as a unit and as such easily replaced in case of damage.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Identifikationsspeichereinheit als EEPROM ausgeführt. EEPROMs sind schnell, weisen eine hohe Integrationsdichte, dass heißt viel Speicherplatz auf geringer Fläche auf und können elektronisch gelöscht werden. In a preferred embodiment, the identification storage unit is designed as an EEPROM. EEPROMs are fast, have a high integration density, which means a lot of space on a small area and can be erased electronically.

Des Weiteren wird ein Verfahren zur Initialisierung eines Batteriesystems zur Verfügung gestellt, welches einen Batteriestrang mit mindestens einem Batteriemodul umfasst. Dabei weist das Batteriemodul wenigstens eine Batteriezelle auf und umfasst eine Identifikationsspeichereinheit. Des Weiteren umfasst das Batteriesystem ein Batteriesystemsteuergerät, welches zur Kommunikation mit der Identifikationsspeichereinheit des mindestens einen Batteriemoduls ausgelegt ist sowie eine Speichereinheit. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren den Schritt des erstmaligen Startens des Batteriesystems bei Erstmontage, den Schritt des Auslesens der eineindeutigen ID aus der Identifikationsspeichereinheit des Batteriemoduls und des Abspeicherns der eineindeutigen ID in der Speichereinheit des Batteriesystems. Mit diesem Initialisierungsverfahren ist es möglich, das Batteriesystem in einen vor einem Fremdmodul-Einbau abgesicherten, betriebsbereiten Zustand zu überfahren.Furthermore, a method for initializing a battery system is provided which comprises a battery string with at least one battery module. In this case, the battery module has at least one battery cell and comprises an identification storage unit. Furthermore, the battery system comprises a battery system control unit, which is designed for communication with the identification storage unit of the at least one battery module and a memory unit. According to the invention, the method comprises the step of initially starting the battery system at initial installation, the step of reading the one-to-one ID from the identification storage unit of the battery module, and storing the one-to-one ID in the storage unit of the battery system. With this initialization method, it is possible to drive the battery system into a ready-for-use state protected against foreign module installation.

Ferner wird eine Batterie mit einem erfindungsgemäßen Batteriesystem bereitgestellt, wobei die Batterie besonders bevorzugt als eine Lithium-Ionen-Batterie ausgeführt ist. Vorteile solcher Batterien sind unter anderem in ihrer vergleichsweise hohen Energiedichte sowie ihrer großen thermischen Stabilität gegeben. Ein weiterer Vorteil von Lithium-Ionen Batterien ist, dass diese keinem Memory Effekt unterliegen.Further, a battery is provided with a battery system according to the invention, wherein the battery is particularly preferably designed as a lithium-ion battery. Advantages of such batteries are, inter alia, in their comparatively high Energy density and given their great thermal stability. Another advantage of lithium-ion batteries is that they are not subject to memory effect.

Des Weiteren wird ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie mit einem erfindungsgemäßen Batteriesystem zur Verfügung gestellt, wobei die Batterie mit einem Antriebssystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Furthermore, a motor vehicle with a battery is provided with a battery system according to the invention, wherein the battery is connected to a drive system of the motor vehicle.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims and described in the description.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below. Show it:

1 ein Batteriesystem des Standes der Technik, 1 a battery system of the prior art,

2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems, und 2 an embodiment of the battery system according to the invention, and

3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems mit Zellüberwachungseinheiten. 3 a further embodiment of the battery system according to the invention with cell monitoring units.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der 2 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems 40 gezeigt, welches einen Batteriestrang 30 mit einer Vielzahl an in Reihe geschalteten Batteriezellen 10 aufweist, von denen in 2 fünf dargestellt sind, während eine in 2 nicht weiter definierte Anzahl an weiteren Batteriezellen 10 über Punktlinien angedeutet sind. Jeweils eine bestimmte Anzahl dieser Batteriezellen 10 ist zu jeweils einem Batteriemodul 20 zusammengefasst, wobei eines von in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft gewählten acht dieser Batteriemodule 20 in 2 dargestellt ist. Die Batteriemodule 20 weisen neben den Batteriezellen 10 jeweils eine Identifikationsspeichereinheit 15 auf, in welcher jeweils eine eineindeutige Identifikationsnummer, also eine eineindeutige ID zur Identifikation des zugehörigen Batteriemoduls 20 abgelegt ist. Die Einspeicherung dieser eineindeutigen ID in die Identifikationsspeichereinheit 15 erfolgt initial einmalig bei der Fertigung des jeweiligen Batteriemoduls 20. Die eineindeutige ID ist in diesem Ausführungsbeispiel weder löschbar noch abänderbar. Die Batteriemodule 20 selbst sind austauschbar und mit einem Batteriesystemsteuergerät 35 des Batteriesystems 40 verbunden. Dieses Batteriesystemsteuergerät 35 ist mit jeweils einem seiner zwei Anschlüsse an jeweils ein Ende des Batteriestrangs 30 angeschlossen und wird in diesem Ausführungsbeispiel über die Batteriezellen 10 des Batteriesystems 40 selbst gespeist. Das Batteriesystemsteuergerät 35 kann allerdings auch an eine andere Versorgungsquelle beziehungsweise Spannungsquelle angeschlossen sein. Das Batteriesystemsteuergerät 35 ist zur Kommunikation mit den Identifikationsspeichereinheiten 15 der Batteriemodule 20 in der Lage und vermag die eineindeutigen IDs aus diesen abzufragen. Das Batteriesystem 40 weist ferner eine Speichereinheit 25 auf, welche ebenfalls für die Kommunikation mit dem Batteriesystemsteuergerät 35 ausgelegt ist. Beim erstmaligen Start des Batteriesystems 40 im Fertigungswerk beziehungsweise bei der Erstmontage des Batteriesystems 40 werden die eineindeutigen IDs aus den Batteriemodulen 20 ausgelesen und in der Speichereinheit 25 abgespeichert. Die Speichereinheit 25 sowie die in ihm gespeicherte Information sind in diesem Ausführungsbeispiel vor dem unzulässigen Zugriff durch unbefugte Personen geschützt und kann nur durch besondere Maßnahmen geändert werden. Eine Änderung kann beispielsweise im Service beim gewollten Austausch eines Batteriemoduls 20 durch eine autorisierte Instanz erfolgen. Bei jedem Start des Batteriesystems 40 gleicht das Batteriesystemsteuergerät 35 die innerhalb der Speichereinheit 25 hinterlegten, eineindeutigen IDs der Batteriemodule 20 mit den zugehörigen, in den Identifikationsspeichereinheiten 15 der Batteriemodule 20 hinterlegten ab. Mit anderen Worten kommuniziert das Batteriesystemsteuergerät 35 bei jedem Start des Batteriesystems 40 im Betrieb mit den verbauten Batteriemodulen 20 und fragt deren eineindeutigen IDs ab, um dann durch Abgleich mit den abgelegten Daten in der Speichereinheit 25, dass heißt mit den dort abgelegten eineindeutigen IDs der Batteriemodule 20 des Batteriesystems 40 die Korrektheit und Vollständigkeit der eineindeutigen IDs der Batteriemodule 20 zu überprüfen. Schlägt die Überprüfung fehl, das heißt, stimmen die jeweils zueinander gehörenden, eineindeutigen IDs der Batteriemodule 20 nicht überein, so wird das Batteriesystem 40 nicht gestartet. Das Batteriesystemsteuergerät 35 ist also dazu ausgelegt, eine Fortführung des Starts beziehungsweise des Startprozesses des Batteriesystems 40 zu unterbinden, wenn die in der Speichereinheit 25 hinterlegten, eineindeutige IDs nicht mit den zugehörigen, in den Identifikationsspeichereinheiten 15 hinterlegten übereinstimmen. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Identifikationsspeichereinheiten 15 rein beispielhaft als EEPROMs ausgeführt, sie können aber auch als andere Speicher- beziehungsweise Schaltungsarten ausgeführt sein. In the 2 is an embodiment of the battery system according to the invention 40 shown a battery string 30 with a large number of battery cells connected in series 10 of which in 2 five are shown while one in 2 not further defined number of other battery cells 10 indicated by dotted lines. In each case a certain number of these battery cells 10 is in each case a battery module 20 summarized, wherein one of this purely exemplarily chosen in this embodiment eight of these battery modules 20 in 2 is shown. The battery modules 20 show next to the battery cells 10 one identification storage unit each 15 on, in each of which a one-to-one identification number, ie a unique ID for identification of the associated battery module 20 is stored. The storage of this one-to-one ID in the identification storage unit 15 takes place initially once during the production of the respective battery module 20 , The unambiguous ID is neither erasable nor changeable in this embodiment. The battery modules 20 themselves are interchangeable and with a battery system control unit 35 of the battery system 40 connected. This battery system controller 35 is with one of its two connections to one end of the battery string 30 connected and in this embodiment via the battery cells 10 of the battery system 40 self-fed. The battery system controller 35 However, it can also be connected to another supply source or voltage source. The battery system controller 35 is for communication with the identification storage units 15 the battery modules 20 able and able to query one-to-one IDs from them. The battery system 40 also has a memory unit 25 which is also for communication with the battery system controller 35 is designed. When first starting the battery system 40 in the production plant or during the initial installation of the battery system 40 become the unique IDs from the battery modules 20 read out and in the storage unit 25 stored. The storage unit 25 as well as the information stored in it are protected in this embodiment from unauthorized access by unauthorized persons and can only be changed by special measures. A change, for example, in the service for the intended replacement of a battery module 20 be done by an authorized entity. Every time you start the battery system 40 is the same as the battery system controller 35 the inside of the storage unit 25 deposited, unique IDs of the battery modules 20 with the associated, in the identification storage units 15 the battery modules 20 deposited. In other words, the battery system controller communicates 35 every time you start the battery system 40 in operation with the installed battery modules 20 and queries their one-to-one IDs to then match them with the stored data in the storage unit 25 that is, with the one-to-one IDs of the battery modules stored there 20 of the battery system 40 the correctness and completeness of the unique IDs of the battery modules 20 to check. If the check fails, that is, the mutually related, one-to-one IDs of the battery modules are correct 20 do not match, so does the battery system 40 not started. The battery system controller 35 is thus designed to continue the start or the starting process of the battery system 40 to stop when in the storage unit 25 deposited unambiguous IDs with their associated IDs in the ID memory units 15 deposited match. In the in 2 illustrated embodiment, the identification storage units 15 purely by way of example as EEPROMs, but they can also be embodied as other memory or circuit types.

Es können innerhalb des erfindungsgemäßen Batteriesystems 40 auch noch weitere Batteriestränge 30, auch mit in Reihe und/oder parallel verschalteten Batteriezellen 10 realisiert sein. Des Weiteren kann sowohl die Anzahl als auch die Art der Verschaltung der innerhalb des Batteriesystems 40 verbauten Batteriezellen 10 und/oder Batteriemodule 20 von der in diesem Ausführungsbeispiel gewählten abweichen. Auch die Anzahl an innerhalb eines Batteriemoduls 20 verbauten Batteriezellen 10 kann sich innerhalb eines Batteriestrangs 30 von Batteriemodul 20 zu Batteriemodul 20 unterscheiden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Speichereinheit 25 rein beispielhaft als separater Baustein innerhalb des Batteriesystems 40 ausgeführt. Die Speichereinheit 25 kann aber auch in einer anderen Komponente des Batteriesystems 40 integriert sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Batteriesystemsteuergerät 35 das zentrale Steuergerät des Batteriesystems 40. Bei dem Batteriesystemsteuergerät 35 kann es sich aber auch um eine Untereinheit des zentralen Batteriesystemsteuergeräts 35 oder ein anderes im Batteriesystem 40 verbautes Steuergerät handeln. It can be within the battery system according to the invention 40 even more battery strings 30 , also with battery cells connected in series and / or in parallel 10 be realized. Furthermore, both the number and the type of interconnection within the battery system 40 built-in battery cells 10 and / or battery modules 20 differ from that chosen in this embodiment. Also the number within a battery module 20 built-in battery cells 10 can be within a battery string 30 from battery module 20 to battery module 20 differ. In this embodiment, the storage unit is 25 purely as a separate building block within the battery system 40 executed. The storage unit 25 But it can also be in another component of the battery system 40 be integrated. In this embodiment, the battery system controller is 35 the central control unit of the battery system 40 , In the battery system controller 35 but it can also be a subunit of the central battery system control unit 35 or another in the battery system 40 act built controller.

In der 3 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems 40 mit Zellüberwachungseinheiten 5 dargestellt. Dieses ist weitgehend identisch zu dem in 2 dargestellten, weist allerdings im Vergleich zu diesem ferner innerhalb der Batteriemodule 20 verbaute Zellüberwachungseinheiten 5 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgelegt sind, die Spannungen der einzelnen, innerhalb der Batteriemodule 20 verbauten Batteriezellen 10 sowie die Temperatur von mehreren dieser Batteriezellen 10 zu messen. Des Weiteren sind die Zellüberwachungseinheiten 5 der einzelnen Batteriemodule 20 miteinander verbunden und dazu ausgebildet, eine Ausbalancierung der Ladezustände der einzelnen Batteriezellen 10 innerhalb des Batteriestrangs 30 durchzuführen. Die von den Zellüberwachungseinheiten 5 ausgeführten Funktionen des in 3 dargestellten Batteriesystems 40 sind rein beispielhaft gewählt und können von denen in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten abweichen. In the 3 is a further embodiment of the battery system according to the invention 40 with cell monitoring units 5 shown. This is largely identical to the one in 2 However, in comparison to the latter, it is also shown within the battery modules 20 built-in cell monitoring units 5 on, which are designed in this embodiment, the voltages of the individual, within the battery modules 20 built-in battery cells 10 as well as the temperature of several of these battery cells 10 to eat. Furthermore, the cell monitoring units 5 the individual battery modules 20 interconnected and designed to balance the states of charge of the individual battery cells 10 within the battery string 30 perform. Those of the cell monitoring units 5 executed functions of in 3 illustrated battery system 40 are chosen purely by way of example and may differ from those shown in this embodiment.

In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Identifikationsspeichereinheiten 15 innerhalb der Zellüberwachungseinheiten 5 angeordnet und erfüllen die in der Beschreibung zu der 2 dargelegte Funktion. Ferner ist in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Speichereinheit 25 innerhalb des Batteriesystemsteuergeräts 35 angeordnet und führt die entsprechenden, in den Beschreibungen zu der 2 dargelegten Funktionen aus. In diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Batteriesystems ist es daher möglich, die Zellüberwachungseinheit 5 samt Identifikationsspeichereinheit 15, beispielsweise im Schadensfall, als eine Einheit auszutauschen. Selbiges gilt für das Batteriesystemsteuergerät 35 mit der in dieser verbauten Speichereinheit 25. In the in 3 illustrated embodiment, the identification storage units 15 within the cell monitoring units 5 arranged and meet those in the description of the 2 explained function. Further, in the in 3 illustrated embodiment, the memory unit 25 within the battery system controller 35 arranged and leads the appropriate, in the descriptions to the 2 outlined functions. In this embodiment of the battery system according to the invention, it is therefore possible to use the cell monitoring unit 5 including identification storage unit 15 To replace, for example, in case of damage, as a unit. The same applies to the battery system control unit 35 with the built-in memory unit 25 ,

Des Weiteren können die eineindeutige IDs in allen Ausführungsbeispielen auch in einer zentralen Datenbank gespeichert werden, sodass eine Nachverfolgung der Batteriemodule 20 möglich ist. Zudem kann das Batteriesystem 40 auch noch weitere Komponenten oder Subschaltungen aufweisen wie beispielsweise Lade- und/oder Trenneinrichtungen, einen Service-Stecker, Mittel zur Strommessung innerhalb des Batteriestrangs 30 oder sonstige weitere Schaltungsteile und/oder Komponenten.Furthermore, the unambiguous IDs in all embodiments can also be stored in a central database, so that a follow-up of the battery modules 20 is possible. In addition, the battery system 40 also have other components or sub-circuits such as charging and / or disconnecting devices, a service plug, means for measuring current within the battery string 30 or other further circuit parts and / or components.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009000504 A1 [0006] DE 102009000504 A1 [0006]

Claims (10)

Batteriesystem (40) umfassend – einen Batteriestrang (30) mit mindestens einem Batteriemodul (20), welches wenigstens eine Batteriezelle (10) und eine Identifikationsspeichereinheit (15) aufweist, – ein Batteriesystemsteuergerät (35), welches zur Kommunikation mit der Identifikationsspeichereinheit (15) des mindestens einen Batteriemoduls (20) ausgelegt ist, – eine Speichereinheit (25), dadurch gekennzeichnet, dass in der Identifikationsspeichereinheit (15) eine eineindeutige ID zur Identifikation des mindestens einen Batteriemoduls (20) abgelegt ist, wobei die eineindeutige ID des Batteriemoduls (20) ebenfalls in der Speichereinheit (25) hinterlegt ist und wobei das Batteriesystemsteuergerät (35) dazu ausgebildet ist, bei Start des Batteriesystems (40) die innerhalb der Speichereinheit (25) hinterlegte eineindeutige ID mit der zugehörigen, in der Identifikationsspeichereinheit (15) des Batteriemoduls (20) hinterlegten eineindeutigen ID, abzugleichen. Battery system ( 40 ) comprising - a battery string ( 30 ) with at least one battery module ( 20 ), which at least one battery cell ( 10 ) and an identification storage unit ( 15 ), - a battery system control unit ( 35 ), which is used for communication with the identification storage unit ( 15 ) of the at least one battery module ( 20 ), - a memory unit ( 25 ), characterized in that in the identification storage unit ( 15 ) a unique ID for identification of the at least one battery module ( 20 ), wherein the unique ID of the battery module ( 20 ) also in the memory unit ( 25 ) and wherein the battery system control unit ( 35 ) is designed to be at the start of the battery system ( 40 ) within the storage unit ( 25 ) stored a unique ID with the associated, in the identification storage unit ( 15 ) of the battery module ( 20 ) filed a one-to-one ID to match. Batteriesystem (40) nach Anspruch 1, wobei die in der Identifikationsspeichereinheit (15) abgelegte, eineindeutige ID zur Identifikation des mindestens einen Batteriemoduls (20) nicht löschbar und/oder nicht abänderbar ist.Battery system ( 40 ) according to claim 1, wherein the information stored in the identification storage unit ( 15 ), an unambiguous ID for identifying the at least one battery module ( 20 ) is not erasable and / or not changeable. Batteriesystem (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speichereinheit (25) vor unzulässigem Zugriff durch unbefugte Personen geschützt ist. Battery system ( 40 ) according to one of the preceding claims, wherein the memory unit ( 25 ) is protected against unauthorized access by unauthorized persons. Batteriesystem (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Batteriesystemsteuergerät (35) ferner dazu ausgebildet ist, eine Fortführung des Starts des Batteriesystems (40) zu unterbinden, wenn die in der Speichereinheit (25) hinterlegte, eineindeutige ID nicht mit der zugehörigen, in der Identifikationsspeichereinheit (15) abgelegten, übereinstimmt. Battery system ( 40 ) according to one of the preceding claims, wherein the battery system control unit ( 35 ) is further adapted to continue the start of the battery system ( 40 ) when the memory unit (s) ( 25 ), unambiguous ID not with the associated, in the identification storage unit ( 15 ) matches. Batteriesystem (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speichereinheit (25) innerhalb des Batteriesystemsteuergeräts (35) angeordnet ist. Battery system ( 40 ) according to one of the preceding claims, wherein the memory unit ( 25 ) within the battery system control unit ( 35 ) is arranged. Batteriesystem (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Batteriemodul (20) ferner eine Zellüberwachungseinheit (5) aufweist, und die Identifikationsspeichereinheit (15) innerhalb dieser Zellüberwachungseinheit (5) angeordnet ist. Battery system ( 40 ) according to one of the preceding claims, wherein the at least one battery module ( 20 ) a cell monitoring unit ( 5 ), and the identification storage unit ( 15 ) within this cell monitoring unit ( 5 ) is arranged. Batteriesystem (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Identifikationsspeichereinheit als EEPROM ausgeführt ist. Battery system ( 40 ) according to one of the preceding claims, wherein the identification storage unit is designed as an EEPROM. Verfahren zur Initialisierung eines Batteriesystems (40) umfassend: – einen Batteriestrang (30) mit mindestens einem Batteriemodul (20), welches wenigstens eine Batteriezelle (10) und eine Identifikationsspeichereinheit (15) aufweist, – ein Batteriesystemsteuergerät (35), welches zur Kommunikation mit der Identifikationsspeichereinheit (15) des mindestens einen Batteriemoduls (20) ausgelegt ist, – eine Speichereinheit (25), wobei das Verfahren gekennzeichnet ist, durch – Erstmaliges Starten (11) des Batteriesystems (40) bei Erstmontage, – Auslesen (12) der eineindeutigen ID aus der Identifikationsspeichereinheit (15) des Batteriemoduls (20) und – Abspeichern (13) der eineindeutigen ID in der Speichereinheit (25) des Batteriesystems (40).Method for initializing a battery system ( 40 ) comprising: - a battery string ( 30 ) with at least one battery module ( 20 ), which at least one battery cell ( 10 ) and an identification storage unit ( 15 ), - a battery system control unit ( 35 ), which is used for communication with the identification storage unit ( 15 ) of the at least one battery module ( 20 ), - a memory unit ( 25 ), the method being characterized by - starting for the first time ( 11 ) of the battery system ( 40 ) at first installation, - readout ( 12 ) of the one-to-one ID from the identification storage unit ( 15 ) of the battery module ( 20 ) and - save ( 13 ) of the one-to-one ID in the storage unit ( 25 ) of the battery system ( 40 ). Batterie mit einem Batteriesystem (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Battery with a battery system ( 40 ) according to one of claims 1 to 7. Ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie nach Anspruch 9, wobei die Batterie mit einem Antriebssystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist. A motor vehicle with a battery according to claim 9, wherein the battery is connected to a drive system of the motor vehicle.
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