DE102012221613A1 - Batteriesystem mit einer Batterie und einer Überwachungsvorrichtung zum Überwachen des Funktionszustandes der Batterie - Google Patents

Batteriesystem mit einer Batterie und einer Überwachungsvorrichtung zum Überwachen des Funktionszustandes der Batterie Download PDF

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Abstract

Es wird ein Batteriesystem (10) mit einer Batterie (20), die mehrere Batteriemodule (21, 22) mit jeweils mindestens einer Batteriezelle umfasst, und einer Überwachungsvorrichtung (100) zum Überwachen des Funktionszustands der Batterie (20) bereitgestellt. Dabei umfasst die Überwachungsvorrichtung (100) eine optische Anzeigevorrichtung (40), insbesondere eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die dazu ausgebildet ist, die erfolgreiche Aktivierung eines jeden in der Batterie (20) eingebauten Batteriemoduls (21, 22) jeweils mittels eines separaten Anzeigeelementes (41, 42) optisch darzustellen. Die Anzeigevorrichtung ist ferner dazu ausgebildet die dargestellten Anzeigeelemente (41, 42) zu zählen und für jedes hinzukommende Anzeigeelement (41, 42) auch die Anzahl der schon dargestellten Anzeigeelemente (41, 42) darzustellen. Die Überwachungsvorrichtung (100) kann ferner einen Lautsprecher (50) umfassen, der dazu vorgesehen ist, die erfolgreiche Aktivierung eines jeden in der Batterie (20) eingebauten Batteriemoduls (21, 22) akustisch zu melden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem mit einer Batterie, die mehrere Batteriemodule mit jeweils mindestens einer Batteriezelle umfasst, und einer Überwachungsvorrichtung zum Überwachen des Funktionszustandes der Batterie. Auch betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Batteriesystem.
  • Stand der Technik
  • In neuen Batteriesystemen besteht die Möglichkeit, in der Batterie ein Batteriemodul auszutauschen. Auch können in den Batterien solcher Batteriesysteme weitere Batteriemodule zusätzlich eingebaut werden, um beispielsweise im Fall einer Traktionsbatterie eine erzielbare Reichweite zu erhöhen. Dabei umfasst ein Batteriemodul typischerweise mehrere Batteriezellen sowie Elektronikkomponenten zur Überwachung und/oder Steuerung des Batteriemoduls. Ferner umfasst ein Batteriesystem typischerweise ein Batteriemanagementsystem, das zum Überwachen der Funktion der zugehörigen Batterie beziehungsweise der in der zugehörigen Batterie angeordneten Batteriemodule ausgebildet ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein Batteriesystem mit einer Batterie, die mehrere Batteriemodule mit jeweils mindestens einer Batteriezelle umfasst, und einer Überwachungsvorrichtung zum Überwachen des Funktionszustandes der Batterie bereitgestellt. Dabei umfasst die Überwachungsvorrichtung eine optische Anzeigevorrichtung, insbesondere eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die dazu ausgebildet ist, die erfolgreiche Aktivierung eines jeden in der Batterie eingebauten Batteriemoduls, insbesondere eines jeden in der Batterie zum Austausch eines anders eingebauten Batteriemoduls, jeweils mittels eines separaten Anzeigeelementes optisch darzustellen. Ferner ist die Anzeigevorrichtung dazu ausgebildet, die Aktivierungen von Batteriemodulen zu zählen und für jedes hinzukommende Batteriemodul auch die Anzahl der bereits aktivierten Batteriemodule darzustellen. Weiterhin umfasst die Überwachungsvorrichtung ein Signalmittel, bevorzugt einen Lautsprecher, der dazu vorgesehen ist, die erfolgreiche Aktivierung eines jeden in der Batterie eingebauten Batteriemoduls akustisch zu melden.
  • Wenn zusätzliche Batteriemodule in die Batterie eines bestehenden Batteriesystems zur Erweiterung dieser Batterie eingebaut werden oder getauscht werden, wird mittels der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung der Erfolg der Erweiterung beziehungsweise des Tausches gemeldet. Mittels einer optischen und/oder akustischen Rückmeldung wird dabei mitgeteilt, dass der Einbau des neuen Batteriemoduls erfolgreich war.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems ist die optische Anzeigevorrichtung ferner dazu ausgebildet, Informationen über den Funktionszustand, insbesondere die Batteriemodulspannung (Modulspannung) und/oder den Ladezustand, eines jeden eingebauten und erfolgreich aktivierten Batteriemoduls auszulesen und diese zur Bestimmung des Vorliegens einer erfolgreichen Aktivierung oder des Fehlens eines Batteriemoduls zu verwenden.
  • Mit anderen Worten, die erfolgreiche Aktivierung des neu eingebauten Batteriemoduls wird über ein Hochzählen auf einer Anzeige, vorzugsweise einer Strichanzeige einer optischen Anzeigevorrichtung dargestellt, was gegebenenfalls mit einem beliebigen akustischen Signal gekoppelt ist. Die Strichanzeige verwendet typischerweise die Batteriemodulspannung und, falls auslesbar, den Ladezustand (SOC) des neu eingebauten Batteriemoduls.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems ist die Anzeigevorrichtung mit einem Sammelverbinder, an dem jedes eingebaute Batteriemodul angeschlossen ist, verbunden. Auch kann die Überwachungsvorrichtung als Teil eines in dem Batteriesystem vorhandenen Batteriemanagementsystems ausgebildet sein.
  • Somit kann die optische Anzeigevorrichtung samt akustischem Signalmittel typischerweise direkt am Sammelverbinder ausgeführt sein. Wenn das erfindungsgemäße Batteriesystem für ein Fahrzeug verwendet wird, kann mittels eines bereits im Fahrzeug vorhandenen Kombi-Instruments und des dortigen Lautsprechers eine solche optische und akustische Rückmeldung realisiert werden.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems ist die Steuereinheit weiter dazu ausgebildet, den Widerstand zwischen den Anschlusspunkten eines Batteriemoduls am Sammelverbinder, den Innenwiderstand eines jeden Batteriemoduls der Batterie mittels einer in dem entsprechenden Batteriemodul vorgesehenen Messschaltung und/oder die Batteriemodulspannung und/oder den Ladezustand und/oder die Temperatur und/oder zumindest eine weitere Größe eines jeden Batteriemoduls der Batterie zu erfassen, insbesondere wiederholt zu erfassen und statistisch auszuwerten, und/oder zu erfassen und zu speichern.
  • Die Messwerte können dann verwendet werden, um anzuzeigen, ob ein Batteriemodul aktiviert wurde, z. B. bei Überschreiten eines Schwellwertes, beispielsweise für den Ladezustand. Zusätzlich können sie auch auf der Anzeigevorrichtung selbst dargestellt werden.
  • Vorzugsweise ist die in das erfindungsgemäße Batteriesystem eingesetzte Batterie eine Lithium-Ionen-Batterie.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Batteriesystem.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
  • Zeichnungen
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 ein Batteriesystem nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei das Batteriesystem eine Batterie mit mehreren Batteriemodulen und die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung umfasst.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • In der 1 ist ein Batteriesystem 10 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, das eine Batterie 20, die zwei bereits angeschlossene Batteriemodule 21, 22 umfasst, aufweist. Dem an einem Sammelverbinder 30 angeschlossenen Batteriemodul 21 ist die Zahl 1, dem weiteren an dem Sammelverbinder 30 angeschlossenen Batteriemodul 22 ist die Zahl 2, und dem anderen Batteriemodul 23, das an einer Schnittstelle 31 des Sammelverbinders 30 anschließbar ist, ist die Zahl 3 zugeordnet. Die Schnittstelle 31 ist eine Hochvolt-Niedervolt-Schnittstelle (HV/LV-Interface).
  • An dem Sammelverbinder 30 ist über eine Leitung 32 eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 100 zum Überwachen des Funktionszustandes der Batterie 20 angeschlossen, die eine optische Anzeigevorrichtung 40, die insbesondere als Flüssigkristallanzeigevorrichtung ausgebildet ist, und ein akustisches Signalmittel, bevorzugt einen Lautsprecher 50 umfasst. Die Anzeigevorrichtung 40 ist dazu ausgebildet, die erfolgreiche Aktivierung eines jeden in der Batterie 20 vorhandenen Batteriemoduls 21, 22 der Batterie 20 bei seinem Einbau jeweils mittels eines separaten Anzeigeelementes 41, 42 optisch darzustellen, die dargestellten Anzeigeelemente 41, 42 zu zählen, und für jedes hinzukommende Anzeigeelement 41, 42 auch die Zahl 1, 2, die sich bei der Hochzählung der schon dargestellten Anzeigeelemente ergibt, anzuzeigen. Statt Zahlen und Strichen können die Aktivierungen auch über andere Symbole angezeigt werden.
  • In der 1 ist auch das Anzeigeelement 43 dargestellt, das die erfolgreiche Aktivierung des dritten Batteriemoduls 23 bei seinem Einbau optisch darstellen würde. Zusammen mit dem Anzeigeelement 43 ist auch die Zahl 3 dargestellt, die sich bei der Hochzählung der schon dargestellten Anzeigeelemente 41, 42 sich ergeben würde und dem Anzeigeelement 43 zuzuordnen wäre. Mittels des akustischen Signalmittels, bevorzugt des Lautsprechers 50 der Überwachungsvorrichtung 100 wird die erfolgreiche Aktivierung eines jeden in der Batterie 20 vorhandenen Batteriemoduls 21, 22, 23 nach seinem Einbau auch akustisch gemeldet.
  • Die Überwachungsvorrichtung 100 verhält sich gleich bezüglich aller in die Batterie 20 neu eingebauten und erfolgreich aktivierten Batteriemodule 21, 22, egal ob diese Batteriemodule 21, 22 zum Austausch von schon vorhandenen Batteriemodulen (nicht dargestellt) oder zur Erweiterung der Batterie 20 verwendet werden.
  • Die optische Anzeigevorrichtung 40 ist ferner dazu ausgebildet, Informationen 141, 142 über die in der Batterie 20 eingebauten und erfolgreich aktivierten Batteriemodule 21, 22, wie die Batteriemodulspannung und/oder den Ladezustand der eingebauten und erfolgreich aktivierten Batteriemodule 21, 22, jeweils auszulesen und als Teil des entsprechenden Anzeigeelementes 41, 42 optisch dazustellen.

Claims (10)

  1. Batteriesystem (10) mit einer Batterie (20), die mehrere Batteriemodule (21, 22) mit jeweils mindestens einer Batteriezelle umfasst, und einer Überwachungsvorrichtung (100) zum Überwachen des Funktionszustands der Batterie (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (100) umfasst: eine optische Anzeigevorrichtung (40), insbesondere eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine erfolgreiche Aktivierung eines jeden in der Batterie (20) eingebauten Batteriemoduls (21, 22), insbesondere eines jeden in der Batterie (20) zum Austausch eingebauten Batteriemoduls (21, 22), jeweils mittels eines separaten Anzeigeelementes (41, 42) optisch darzustellen, die Aktivierungen der Batteriemodule (21, 22) zu zählen und für jedes hinzukommende Batteriemodul (21, 22) auch die Anzahl bereits aktivierten Batteriemodule (21, 22) darzustellen, und/oder ein akustisches Signalmittel (50), das dazu vorgesehen ist, die erfolgreiche Aktivierung eines jeden in der Batterie (20) eingebauten Batteriemoduls (21, 22) akustisch zu melden.
  2. Batteriesystem (10) nach Anspruch 1, wobei die optische Anzeigevorrichtung ferner dazu ausgebildet ist, Informationen über den Funktionszustand (141, 142), insbesondere die Batteriemodulspannung und/oder den Ladezustand, eines jeden eingebauten Batteriemoduls (21, 22) auszulesen und zur Bestimmung der Aktivierung eines Batteriemoduls (21, 22) zu verwenden.
  3. Batteriesystem (10) nach Anspruch 2, wobei die optische Anzeigevorrichtung ferner dazu ausgebildet ist, die Informationen über den Funktionszustand (141, 142) eines jeden eingebauten Batteriemoduls (21, 22) als Teil des entsprechenden Anzeigeelementes (41, 42) optisch darzustellen.
  4. Batteriesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anzeigevorrichtung (40) mit einem Sammelverbinder (30), an dem jedes eingebaute Batteriemodul (21, 22) angeschlossen ist, verbunden ist.
  5. Batteriesystem (10) nach Anspruch 4, wobei der Sammelverbinder (30) HV/LV Schnittstellen zum Anschluss der Batteriemodule (21, 22) umfasst.
  6. Batteriesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Überwachungsvorrichtung (100) als Teil eines in dem Batteriesystem (10) vorhandenen Batteriemanagementsystems ausgebildet ist.
  7. Batteriesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die optische Anzeigevorrichtung (40) eine Strichanzeige ist.
  8. Kraftfahrzeug mit einem Batteriesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Batteriesystem (10) mit einem Antriebssystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
  9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, wobei die optische Anzeigevorrichtung (40) durch eine Anzeigevorrichtung im Fahrzeuginneren des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist
  10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, wobei das optische Signalmittel (50) durch einen Lautsprecher im Fahrzeuginneren des Kraftfahrzeugs oder durch eine Hupe des Kraftfahrzeuges ausgebildet ist.
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