DE102012222070A1

DE102012222070A1 - Warnsystem zur Überwachung einer Fahrzeugbatterie

Info

Publication number: DE102012222070A1
Application number: DE102012222070.4A
Authority: DE
Inventors: Berengar Krieg; Andreas Heyl
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2014-06-05
Also published as: US9208670B2; US20140152445A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Warnsystem zur Erkennung eines Batteriebrandes einer Batterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (14) das mit einem Batteriemanagementsystem (16) ausgestattet ist. Das Elektro- oder Hybridfahrzeug (14) ist an oder in einem Gebäude (10) zur Durchführung eines Batterieladevorganges geparkt. Während des Ladevorgangs ist das Batteriemanagementsystem (16) mit einem im Gebäude (10) installierten Gebäudenetzwerk (18) entweder über eine direkt Verbindung (36) oder eine kabellose Verbindung (50) verbunden. Bei Detektion eines Brandes durch das Batteriemanagementsystem (16) werden Schutzmaßnahmen (24, 36, 28, 30, 32) ausgelöst bzw. aktiviert.

Description

Stand der Technik
Bei Hybridfahrzeugen, insbesondere bei Elektrofahrzeugen, die an haushaltsmäßig üblichen Steckdosen oder dergleichen (Plug-In-Hybrid) zum Aufladen angeschlossen werden, erfolgt das Aufladen über externe Netzwerke, wie beispielsweise das im Allgemeinen im Gebäude vorgesehene 220 V-Hausnetzwerk. Bei den Batterien, die an Elektro- bzw. auch an Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, handelt es sich um Hochvolt-Batterien. Als Hochvolt-Batterien kommen derzeit vor allem Lithium-Ionen-Zellen zum Einsatz.
Lithium-Ionen-Batteriezellen können durch zu hohe Ladeströme geschädigt werden. Eine Schädigung der Batteriezellen kann auch durch zu lang andauernde Aufladevorgänge bei zu niedrigen Temperaturen erfolgen. Die auftretenden Schädigungen der Lithium-Ionen-Batteriezellen können so weit gehen, dass in den Batteriezellen ein interner Kurzschluss auftritt. Der interne Kurzschluss kann in Folge zu einer thermischen Kettenreaktion führen, die auch als „Thermal Runaway“ bezeichnet wird. Im Extremfall kann in Folge der aufgetretenen thermischen Kettenreaktion ein Brand der Batteriezelle und eventuell angrenzender Zellen, d.h. eines gesamten Batteriemoduls eines Batteriepacks eines Hybrid- oder eines Elektrofahrzeugs auftreten. Zum Betrieb von Batteriezellen und aus diesen gebildeten Batteriemodulen in Elektrofahrzeugen bzw. in Hybridfahrzeugen, ist ein Batteriemanagementsystem vorgesehen. Aufgabe des Batteriemanagementsystems ist es, die einzelnen Batteriezellen der einzelnen Batteriemodule des Batteriepacks zu überwachen und die oben skizzierte aufgetretene, einen Extremfall darstellende Gefährdung zu verhindern, indem die sicherheitsrelevanten Parameter überwacht werden und ein Laden bzw. ein Betreiben der Batteriezellen der Batteriemodule außerhalb der vorgegebenen Spezifikationen sicher ausgeschlossen ist. Es besteht jedoch die theoretische Möglichkeit, dass es entweder durch eine falsche Auslegung oder durch nicht lineare und damit nur schwer zu kontrollierende chemische Effekte innerhalb der einzelnen Batteriezellen oder durch eine oben skizzierte Vorschädigung der Batteriezelle, zum Beispiel durch einen Produktionsfehler, trotzdem zum Auftreten eines Brandes kommt. Werden Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, ausgebildet als „Plug-In-Hybrid“, beispielsweise über Nacht an einem Gebäude bzw. an einem Stellplatz, an einem Gebäude oder innerhalb einer Garage des Gebäudes oder auch einer Tiefgarage aufgeladen, kann so ein auftretender Batteriezellen- bzw. ein Batteriemodulbrand zu einem Brand des gesamten Gebäudes führen, bei dem im Extremfall sogar Menschen zu Schaden kommen können, die sich zufällig im Gebäude aufhalten, die nicht rechtzeitig gewarnt sind, zum Beispiel nachts.
Darstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Warnsystem zur Erkennung eines Batteriebrandes einer Batterie eines Elektro- oder eines Hybridfahrzeuges vorgeschlagen, welches mit einem Batteriemanagementsystem ausgestattet ist und welches an oder in einem Gebäude zur Durchführung eines Batterieladevorganges geparkt ist, wobei das Batteriemanagementsystem mit einem im Gebäude installierten Gebäudenetzwerk während des Ladevorgangs über eine direkte Verbindung oder über eine kabellose Verbindung verbunden ist und bei Detektion eines Brandes Schutzmaßnahmen aktivierbar sind. Da in Zukunft zu erwarten steht, dass die Elektronik in Gebäuden stärker einziehen wird, insbesondere „Smart Grid“-Anwendungen Einzug halten werden, kann der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, das Batteriemanagementsystem eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs mit diesem intelligenten Gebäudenetzwerk oder einem anderen im Gebäude vorgesehenen Netzwerk, beispielsweise ein PC-System, in Verbindung treten und bei einem entstehenden Brandherd Schutzmaßnahmen, die im Gebäude vorhanden sind, aktivieren. Dadurch können die Auswirkungen des Brandes minimiert und nachts im Gebäude schlafende Personen rechtzeitig gewarnt werden, die einen entstehenden Brand möglicherweise nicht frühzeitig genug entdeckt haben.
Die Erfindung sieht vor, dass bei dem Warnsystem ein Batteriemanagementsystem eingesetzt wird, welches durch entsprechende Sensorik und Auswerteeinheiten unterstützt, durch Vornahme von Messungen und deren Plausibilisierung, beispielsweise von Batteriekenngrößen wie Spannung und Temperatur, einen Batteriebrand sicher detektiert. Das Batteriemanagementsystem umfasst Temperatursensoren, die den Anstieg einer Temperatur T über eine bestimmte, gerade noch zulässige Temperaturschwelle T_max sicher erfassen und entsprechende Schutzmaßnahmen aktivieren.
In einer möglichen Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann das Batteriemanagementsystem mit einem gebäudeseitigen Netzwerk beispielsweise über ein Ladekabel verbunden sein. Alternativ besteht die Möglichkeit, anstelle einer direkten Verbindung zwischen dem Batteriemanagementsystem und dem gebäudeseitigen Netzwerk eine kabellose Verbindung, beispielsweise eine Funkverbindung, eine WLAN-Verbindung oder eine Bluetooth-Verbindung vorzusehen, so dass vom Batteriemanagementsystem ausgehende Auslösemeldungen hinsichtlich des Einleitens von Schutzmaßnahmen im oder am Gebäude sicher an das gebäudeseitige Netzwerk übertragen werden. Beispielsweise kann das Batteriemanagementsystem nach entsprechender Meldung an das gebäudeseitige Netzwerk eine mit diesem verbundenen und über das gebäudeseitige Netzwerk auslösbare Löschanlage aktivieren. Unter der Voraussetzung, dass diese aktivierbare Löschanlage beispielsweise in einer Garage oder einer Tiefgarage installiert ist und ein geeignetes Löschmittel, welches zum Löschen von Batteriebränden von Lithium-Ionen-Batterien geeignet ist, enthält, kann erreicht werden, dass ein Brandherd bevor er sich über das gesamte Elektro- oder Hybridfahrzeug ausbreitet, oder das Gebäude bzw. Teile von diesem erfasst, gelöscht werden. Andererseits besteht die Möglichkeit, bei entsprechender Rückmeldung durch das Batteriemanagementsystem des Elektro- oder Hybridfahrzeuges an das im Gebäude installierte Netzwerk eine gebäudeseitig installierte Alarmanlage zu aktivieren, welche beispielsweise innerhalb des Gebäudes sich aufhaltende oder schlafende Personen aufweckt. In diesem Falle wäre bevorzugt ein akustischer Alarm.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass das Batteriemanagementsystem des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, das mit dem gebäudeseitig installierten Netzwerk über eine direkte Verbindung in Form eines Ladekabels oder auch über die erwähnten kabellosen Verbindungen kommuniziert, über eine externe Verbindungsanleitung, eine externe Meldestelle, beispielsweise eine Feuerwache oder das Technische Hilfswerk benachrichtigt.
Für den Fall, dass die direkte Verbindung oder auch die kabellose Verbindung zwischen dem Batteriemanagementsystem des Elektrofahrzeugs bzw. des Hybridfahrzeugs und dem gebäudeseitig installierten Netzwerk unterbrochen sein sollte, kann das Batteriemanagementsystem bei Erfassung und Plausibilisierung entsprechender Meldungen auch eine fahrzeugseitig vorgesehene Alarmanlage aktivieren, was vorzugsweise ebenfalls auf akustischem Wege zu geschehen hätte, um eine Frühwarnfunktion zu erreichen. Ein eventuell entstehender Brandherd wird zunächst vom Fahrzeug ausgehen und schlimmstenfalls erst später eine Garage, eine Tiefgarage oder möglicherweise auch ein Wohn- oder Geschäftsgebäude erfassen, so dass eine entsprechende Vorwarnzeit bei Initialisierung der fahrzeuginternen Alarmanlage durch das Batteriemanagementsystems gegeben ist.
Auch ein zu hoher Ladestrom kann zu einem lokalen Brand, beispielsweise in einer Ladestation führen, wobei sich dieser lokal entstehende Brand auf das Elektrofahrzeug oder das Hybridfahrzeug ausbreitet. Die Aktivierung von Schutzmaßnahmen, d.h. eine Information des gebäudeseitigen Netzwerkes oder eine Aktivierung der erwähnten Alarmanlagen kann dementsprechend auch aus einem anderen Steuergerät aus erfolgen, welches jedoch in der Lage ist, eine kritische Temperaturerhöhung im Batteriebereich des Elektrofahrzeugs oder des Hybridfahrzeugs zu entdecken.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Warnsystems kann dieses auch ein deaktiviertes Batteriemanagementsystem eines Hybrid- oder eines Elektrofahrzeugs überwachen. Während des Ladevorganges an einer Steckdose am 220 V-Haushaltsstromnetz ist das Batteriemanagementsystem eines Elektrofahrzeugs bzw. eines Hybridfahrzeugs in der Regel aktiv und kann einen Brand sofort erkennen. Um auch bei deaktiviertem Batteriemanagementsystem einen Brand zu erkennen, kann eine zusätzliche Überwachungseinheit vorgesehen sein. Diese umfasst mindestens einen Temperatursensor und eine Auswerteeinheit. Dadurch ist die zusätzliche Überwachungseinheit in die Lage versetzt, eine lokale Überschreitung einer kritischen Temperaturschwelle zu detektieren. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass diese zusätzliche Überwachungseinheit das gebäudeseitige Netzwerk bzw. die gebäudeseitig installierte Alarmanlage oder eine Löschanlage direkt über den Brand informiert, so zum Beispiel über die Aktivierung einer entsprechenden Hardwareleitungsverbindung. In Abwandlung dieser Vorgehensweise könnte über die zusätzliche Überwachungseinheit das gebäudeseitig vorgesehene Netzwerk bzw. die Alarmanlage auch indirekt über einen Weckruf eines übergeordneten Steuergerätes über einen im Entstehen begriffenen Brand informiert werden. Idealerweise kann diese zusätzliche Überwachungseinheit über eine geringe Ruhestromaufnahme verfügen, so dass der Energieverbrauch zur Implementierung dieser Sicherheitsfunktion begrenzt bleibt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Warnsystem bietet die Möglichkeit, ohne Sicherheitseinbußen auch des nachts einen Ladevorgang an Batteriepacks eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs vornehmen zu können. Dabei ist unerheblich, ob der Ladevorgang der Batteriezellen der Batteriemodule des Batteriepacks in der Nähe eines Gebäudes, einer Garage oder in einer Tiefgarage erfolgt. Die kontinuierliche Überwachung des Ladevorgangs durch das aktivierte Batteriemanagementsystem stellt sicher, dass unzulässige Abweichungen hinsichtlich der Temperatur bzw. Batteriespannung und anderer Kenngrößen plausibilisiert werden, so dass Fehlalarme unterbleiben und nur im Falle einer sich anbahnenden Gefahr ein im Gebäude installiertes Netzwerk Schutzmaßnahmen auslöst. Für den Fall, dass aus Sicherheits- und baupolizeilichen Gründen Ladestationen für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge mit Löschanlagen auszurüsten sind, die mit einem Löschmedium befüllt sind, was Brände an Lithium-Ionen-Batterien löscht, kann über die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung diese Löschanlage in das erfindungsgemäß vorgeschlagene Warnsystem integriert werden. Die Löschanlage, die geeignet ist, einen aus Lithium-Ionen-Batterie herrührenden Brand zu löschen, ist sehr nahe am potentiellen Brandherd, so dass eine Erstickung eines im Entstehen begriffenen Brandes schnell erfolgen kann, was kostbare Vorwarn- und Rettungszeit für Personen in einem angrenzenden Gebäude und über einer Garage liegender Stockwerke bringt, so dass genügend Zeit zur Evakuierung im Gebäude sich aufhaltender, eventuell schlafender Personen verbleibt. Auch eine gleichzeitige Initialisierung der Löschanlage, einhergehend mit einer Meldung über eine externe Verbindung zu einer Feuerwache oder einer anderen Meldestelle, kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Warnsystem leicht geleistet werden.
Für den Fall, dass das Batteriemanagementsystem deaktiviert ist, besteht die Möglichkeit, dieses über eine zusätzliche Überwachungseinheit im Fahrzeug zu überwachen. Dazu eignet sich ein weiteres, einen geringen Energieverbrauch aufweisendes Steuergerät im Fahrzeug.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Warnsystem können zur Evakuierung erforderliche Zeiträume verlängert werden, die somit zur Rettung von Personen genutzt werden können. Da eine Löschanlage in der Regel in großer Nähe zum Elektrofahrzeug bzw. Hybridfahrzeug verbaut ist, kann die Plausibilisierung der Detektion eines Batteriebrandes, entweder durch das aktive Batteriemanagementsystem oder die zusätzliche Überwachungseinheit ein unmittelbares Eingreifen erfolgen, ehe sich ein im Entstehen begriffener Bran weiter ausbreitet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Figur zeigt in schematischer Weise die Komponenten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Warnsystems, umfassend ein Gebäude dessen gebäudeseitiges Netzwerk und ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, welches an einer gebäudeseitigen Ladestation angeschlossen ist.
Ausführungsvarianten
Die Figur zeigt die Komponenten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Warnsystems, umfassend ein Gebäude mit einem gebäudeseitig installierten Netzwerk, einer Garage, in der sich ein Elektro- oder Hybridfahrzeug befindet, welches an eine gebäudeseitige Ladestation angeschlossen ist.
Wie die Figur zeigt, umfasst ein Gebäude 10, bei dem es sich um gewerblich genutztes Gebäude, ein Geschäftshaus oder ein Wohnhaus, ein Reihenhaus, ein Mehrfamilienhaus, ein freistehendes Einfamilienhaus oder dergleichen handeln kann, eine Garage 12. Bei der Garage 12, hier angedeutet als eine Anbaugarage eines Gebäudes 10 kann es sich auch um eine ein- oder mehrgeschossige Tiefgarage oder dergleichen handeln. Die Figur zeigt, dass in der Garage 12 am Gebäude 10 ein Elektrofahrzeug 14 geparkt ist. Das Elektro- oder Hybridfahrzeug 14 umfasst ein Batteriemanagementsystem 16. Das Batteriemanagementsystem 16 seinerseits umfasst mindestens einen Temperatursensor sowie Steuergeräte, insbesondere Sensorsteuergeräte zum Überwachen der einzelnen Batteriezellen einer Batterie, die dem Antrieb des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 14 dient.
Aus der Figur geht hervor, dass im dargestellten Falle das Batteriemanagementsystem 16 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 14 über eine direkte Verbindung, in diesem Falle ein Ladekabel 36, mit einem gebäudeseitigen Ladeanschluss 34 verbunden ist. Über diesen gebäudeseitigen Ladeanschluss, der seinerseits wieder an das gebäudeseitige 220 V-Haushaltsstromnetz angeschlossen ist, wird die Fahrzeugbatterie des Nachts aufgeladen (Plug-In-Hybrid).
Im Gebäude 10, dessen einzelne Etagen hier nicht angedeutet sind, befindet sich ein gebäudeseitiges Netzwerk 8 („Smart Grid“). Das gebäudeseitige Netzwerk 18 umfasst Netzwerkverbindungen 20, einen Zentralrechner 22 sowie den gebäudeseitig vorgesehenen Ladeanschluss 34. Mit dem Zentralrechner 22 des gebäudeseitigen Netzwerks 18 steht eine Löschanlage 26 in Verbindung, die sich im dargestellten Beispiel gemäß der Figur unterhalb der Decke der Garage 12, in der das Elektrofahrzeug 14 geparkt ist, befindet.
Im dargestellten Beispiel ist die Garage 12 durch ein Garagentor 38 verschlossen, welches in der Figur in gestrichelter Position entsprechend des Pfeils eine Aufschwenkbewegung 40 vollzieht, so dass sich ein Zugang 42 zur Garage 12 auf der dem Gebäude 10 abgewandten Seite der Garage 12 ergibt.
Das Batteriemanagementsystem 16, welches im Elektro- bzw. Hybridfahrzeug 14 eingebaut ist, erkennt einen Batteriebrand bei dessen Entstehen unmittelbar. Auftretende Batteriebrände haben meistens ihre Ursache in einer thermischen Kettenreaktion, die auch als „Thermal Runaway“ bezeichnet wird. Ein im Entstehen begriffener „Thermal Runaway“ kann über die Messung und Plausibilisierung von Kenngrößen, wie beispielsweise der Batteriezellenspannung sowie des Stromes erkannt werden. Das Batteriemanagementsystem 16 des Elektro- bzw. Hybridfahrzeuges 14 ist ebenfalls in der Lage, einen Batteriezellenbrand bzw. einen Batteriemodulbrand durch Messung der Temperatur mittels mindestens eines Temperatursensors zu entdecken. Das Batteriemanagementsystem 16 erkennt einen unzulässigen Temperaturanstieg einer Batterietemperatur T und ein Überschreiten eines Temperaturgrenzwertes T_max.
Wie aus der Darstellung gemäß der Figur hervorgeht, steht das Batteriemanagementsystem 16 in diesem Falle über eine direkte Verbindung, gebildet durch das Ladekabel 36, mit dem gebäudeseitigen Ladeanschluss 34 in Verbindung. Anstelle der direkten Verbindung 36 – wie in 1 dargestellt – kann auch eine kabellose Verbindung 50 zwischen dem Batteriemanagementsystem 16 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 14 mit dem gebäudeseitigen Netzwerk 18 vorliegen. Die kabellose Verbindung 50 kann beispielsweise durch eine WLAN-Verbindung, eine Funkverbindung oder durch Bluetooth-Verbindung gegeben sein.
Zur Implementierung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Warnsystems befindet sich die Löschanlage 26, welches eine Schutzmaßnahme 28 darstellt, in der Garage. Sprühstrahlen des Löschmediums der Löschanlage sind auf das Elektro- oder Hybridfahrzeug 14 gerichtet. Des Weiteren sei erwähnt, dass das Gebäude 10 bzw. Garage 12 eine mit dem gebäudeseitigen Netzwerk 18 in Verbindung stehende gebäudeinterne Alarmanlage 32 umfassen. Mit Bezugszeichen 24 ist die sich nach außen zu einer externen Meldestelle, beispielsweise zur Feuerwehr verlaufende Verbindungsleitung bezeichnet. An der Löschanlage 26 kann auch mindestens ein Rauch- und/oder Gassensor 52 vorgesehen sein, der zur Detektion von Rauch, Fluorwasserstoff oder ähnlichen giftigen Gasen dient und welcher an das Gebäudenetzwerk angeschlossen sein kann, so dass entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden können, so zum Beispiel Gas oder Rauch abgesaugt werden kann oder anderweitig unschädlich gemacht werden kann.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Warnsystems stellt sich wie folgt dar:
Bei aktiviertem Batteriemanagementsystem 16 erfolgt eine kontinuierliche Messung der Temperatur bzw. der Batteriezellenspannung oder des Batteriestromes während des Ladevorgangs der Batterie des Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs 14, welches über das Ladekabel 36 mit dem gebäudeseitigen Ladeanschluss 34 in Verbindung steht. Im Falle der direkten Verbindung 36 durch das Ladekabel erfolgt auch die Kommunikation zwischen dem gebäudeseitigen Netzwerk 18 und dem Batteriemanagementsystem 16 über das Ladekabel 36. Wird eine Temperaturüberschreitung mindestens einer Batteriezelle bzw. eine thermische Kettenreaktion erfasst, wird diese im Batteriemanagementsystem 16 auf Plausibilität untersucht, um Fehlalarme zu vermeiden.
Ist die Messung plausibilisiert, so werden entsprechende Warnsignale über die direkte Verbindung 36, den gebäudeseitigen Ladeanschluss 34 an das gebäudeseitige Netzwerk 18 und damit an den Zentralrechner 22 des gebäudeseitigen Netzwerks 18 übertragen. Über die Netzwerkverbindung 20 kann beispielsweise die unterhalb der Decke der Garage 12 vorgesehene Löschanlage 26 aktiviert werden. Dieses versprühte Löschmedium ist in der Lage, einen Lithium-Ionen-Batteriebrand zu löschen. Des Weiteren kann über den Zentralrechner 22 des gebäudeseitig installierten Netzwerkes 18 eine gebäudeinterne Alarmanlage 32 aktiviert werden, so dass sich im Gebäude 10 aufhaltende Personen gewarnt oder gar dort schlafende Personen rechtzeitig geweckt werden. Je früher eine Aktivierung der gebäudeinternen Alarmanlage 32 erfolgt, eine desto größere Zeitspanne steht zur Evakuierung des Gebäudes 10 zur Verfügung, man denke nur an schlaftrunkene Bewohner oder Kleinkinder oder ältere oder gebrechlichere Personen. Zudem kann über das gebäudeseitig installierte Netzwerk 18 durch Aktivierung einer externen Verbindung 24 eine externe Meldestelle, beispielsweise eine Feuerwache, eine Polizeiwache, das Technische
Hilfswerk oder dergleichen mehr, alarmiert werden. Bei aktivem Batteriemanagementsystem 16 besteht demnach die Möglichkeit, über das gebäudeinterne Netzwerk 18 die Löschanlage 26 zu aktivieren, gleichzeitig über die externe Verbindung 24 eine externe Meldestelle zu benachrichtigen und gegebenenfalls weitere im Gebäude 10 vorgesehene Schutzmaßnahmen in Gestalt einer Alarmanlage 32 zu aktivieren. Das in 1 in schematischer Weise für eine Einzelgarage 12 dargestellt ist, die an ein Gebäude 10 angrenzt, so gilt dies ebenfalls in gleicher Weise für Tiefgaragen und mehrstöckige Wohn- bzw. Geschäftshäuser, an denen Ladestationen für Elektro- oder Hybridfahrzeuge 14 vorgesehen sind.
In weiteren Ausgestaltungen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Warnsystems – hier zeichnerisch nicht dargestellt – besteht die Möglichkeit, für den Fall, dass die direkte Verbindung 36 oder eine kabellose Verbindung 50 unterbrochen sein sollte, dass das Batteriemanagementsystem 16 des Elektro- oder Hybridfahrzeuges die fahrzeuginterne Alarmanlage 30 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 14 aktiviert, sobald das Entstehen eines Batteriebrandes nach entsprechender Plausibilisierung erkannt wurde. Solange der Batteriebrand im Entstehen begriffen ist, ist das Elektro- bzw. Hybridfahrzeug 14 in der Lage, entsprechende Alarmsignale auszusenden, um sich im Gebäude 10 aufhaltende Personen zu warnen bzw. im Gebäude 10 eventuell schlafende Personen zu wecken, so dass genügend Zeit zu deren Evakuierung aus dem Gebäude 10 zur Verfügung steht.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Warnsystems kann auch neben einem Batteriebrand auch ein zu hoher Ladestrom detektiert werden, der möglicherweise zu einem lokalen Brand, zum Beispiel am gebäudeseitigen Ladeanschluss 34 detektiert werden, der sich auf das Elektro- oder Hybridfahrzeug 14 ausbreiten könnte. Die Aktivierung von Schutzmaßnahmen 28, d.h. die Information des gebäudeseitigen Netzwerks 18 bzw. die Aktivierung der gebäudeinternen Alarmanlage 32 oder die Aktivierung der Löschanlage 20 kann dementsprechend auch aus einem anderen Steuergerät zum Beispiel einem Ladegerät, welches den Strom misst, erfolgen, welches jedoch in der Lage ist, eine kritische Temperaturerhöhung durch Temperatursensoren zu entdecken.
In der Regel ist das Batteriemanagementsystem 16 eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges 14 während eines Ladevorgangs der Fahrzeugbatterie aktiv und überwacht diesen. Für den Fall, dass das Batteriemanagementsystem 16 deaktiviert ist und in diesem Falle auch einen Brand detektieren zu können, ist eine zusätzliche Überwachungseinheit 44 von Vorteil, wie sie in 1 schematisch unterhalb des Elektro-/Hybridfahrzeugs 14 angeordnet ist. Diese zusätzliche Überwachungseinheit 44 umfasst mindestens einen Temperatursensor 46 sowie eine Auswerteeinheit 48. Die zusätzliche Überwachungseinheit 44 ist in der Lage lokal die Überschreitung einer kritischen Temperaturschwelle T_max zu detektieren und diese Messung auch zu plausibilisieren. Ferner kann über die zusätzliche Überwachungseinheit 44 das gebäudeseitige Netzwerk 18 bzw. die gebäudeinterne Alarmanlage 32 indirekt über einen „Weckruf“ eines übergeordneten Steuergerätes über den Brand informiert werden. Bei dem übergeordneten Steuergerät handelt es sich beispielsweise um einen Fahrzeugführungsrechner, der im Fahrzeug vorgesehen ist.
Die zusätzliche Überwachungseinheit 44 – hier alternativ angedeutet als fahrzeugexterner Teil der Garage 12 – wird über einen schwachen Ruhestrom stetig versorgt, so dass der erforderliche Energieverbrauch, der zur Aufrechterhaltung dieser Sicherheitsfunktion erforderlich ist, minimiert wird.

Claims

Warnsystem zur Erkennung eines Batteriebrandes einer Batterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (14), das mit einem Batteriemanagementsystem (16) ausgestattet ist und welches an oder in einem Gebäude (10) zur Durchführung eines Batterieladevorganges geparkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagementsystem (16) mit einem Gebäude (10) installierten Gebäudenetzwerk (18) während des Ladevorgangs über eine direkte Verbindung (36) oder über eine kabellose Verbindung (50) verbunden ist und bei Detektion eines Brandes Schutzmaßnahmen (24, 26, 28, 30, 32) aktiviert.
Warnsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagementsystem (16) geeignet ist, durch Messung und Plausibilisierung von Batterie-Kenngrößen wie Spannung, oder Temperatur oder Strom einen Batteriebrand zu detektieren.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagementsystem (16) Temperatursensoren umfasst, die den Anstieg einer Temperatur T der Batterie über eine Temperaturschwelle T_max erfassen.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die direkte Verbindung (36) zwischen dem Batteriemanagementsystem (16) und einem gebäudeseitigen Netzwerk (18) ein Ladekabel ist.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kabellose Verbindung (50) zwischen dem Batteriemanagementsystem (16) und dem gebäudeseitigen Netzwerk (18) eine WLAN-Verbindung, eine Funkverbindung oder eine Bluetooth-Verbindung ist.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsystem eine mit dem gebäudeseitigen Netzwerk (18) verbundene und über dieses auslösbare Löschanlage (26) umfasst.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsystem eine gebäudeseitige Alarmanlage (32) umfasst, die über das gebäudeseitige Netzwerk (18) auslösbar ist.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gebäudeseitige Netzwerk (18) über eine externe Verbindung (24) mit einer externen Meldestelle, insbesondere einer Feuerwache oder dem Technischen Hilfswerk in Verbindung steht.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagementsystem (16) geeignet ist, bei unterbrochener direkter Verbindung (36) oder unterbrochener kabelloser Verbindung (50) zum gebäudeseitigen Netzwerk (18), eine Fahrzeugalarmanlage (30) des Elektro- oder Hybridfahrzeugs (14) zu aktivieren.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brand des Elektrofahrzeugs (14) über ein fahrzeugexternes, dem gebäudeseitigen Ladeanschluss (34) zugeordnetes Steuergerät aktiviert wird.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche fahrzeuginterne Überwachungseinheit (44) vorgesehen ist, die bei abgeschaltetem Batteriemanagementsystem (16) die Überschreitung einer kritischen Temperaturschwelle T_max detektiert, und das gebäudeseitige Netzwerk (18) oder Alarmanlagen (30, 32) aktiviert.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Überwachungseinheit (44) mindestens einen Temperatursensor (46) und eine Auswerteeinheit (48) umfasst, und entweder an einem Aufladeplatz (12) oder am Elektrofahrzeug (14) selbst vorgesehen ist.
Warnsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gebäudeseitiges Netzwerk (18) mindestens einen Rauch- und/oder Gassensor (52) umfasst.