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Die Erfindung betrifft eine Regelschaltung zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren Batterie, insbesondere einer Lithium-Ionen-Batterie, mit einer Mehrzahl von miteinander verschalteten Batteriezellen, welche durch wenigstens ein Schaltelement elektrisch entkoppelbar mit wenigstens einem Polanschluss der Batterie verbunden sind, aufweisend wenigstens eine Zellüberwachungseinrichtung, welche ausgebildet ist, Betriebsparameter wenigstens einer Batteriezelle zu erfassen, und aufweisend eine erste Steuereinrichtung, welche ausgebildet ist, durch Auswertung von Betriebsparametern Batterieeigenschaften zu bestimmen, wobei die erste Steuereinrichtung über eine erste Schnittstelle mit der Zellüberwachungseinrichtung verbunden ist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Batteriesystem umfassend eine nachladbare Batterie mit einer Mehrzahl von miteinander verschalteten Batteriezellen, welche durch wenigstens ein Schaltelement elektrisch entkoppelbar mit wenigstens einem Polanschluss der Batterie verbunden sind, und umfassend eine Regelschaltung, insbesondere ein Batteriemanagementsystem, zum Überwachen und Regeln des Betriebs der Batterie.
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Stand der Technik
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Regelschaltung zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren Batterie sind im Stand der Technik insbesondere unter der Bezeichnung Batteriemanagementsystem bekannt. Als Betrieb einer Batterie wird dabei einerseits ein Entladevorgang einer Batterie, d.h. insbesondere die Nutzung einer solchen Batterie mit einem entsprechenden elektrischen Verbraucher, und andererseits ein Ladevorgang einer Batterie angesehen. Bei bekannten Regelschaltungen werden hierbei die Zellspannungen der Batteriezellen von mehreren sogenannten Cell Supervising Circuits (CSCs) als Messwerte erfasst und über einen Kommunikations-Bus an ein zentrales Steuergerät, die sogenannte Battery Control Unit (BCU), übertragen. Des Weiteren können von einem Stromsensor gemessene Ströme als weitere Messwerte an die Battery Control Unit übertragen werden. Durch Auswerten der Messwerte bestimmt die Battery Control Unit Batterieeigenschaften, wie unter anderem den Ladezustand einzelner Batteriezellen, welcher auch als State of Charge (SOC) bezeichnet wird, sowie die Alterung einzelner Batteriezellen, die auch als State of Health (SOH) bezeichnet wird.
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Darüber hinaus ist bei derartigen Regelschaltungen der Battery Control Unit die Aufgabe zugewiesen, über die Ansteuerung von Schaltschützen, einzelne Batteriezellen oder eine Gruppe von Batteriezellen von den Polanschlüssen der Batterie elektrisch zu trennen, wenn erfasste Messwerte auf einen sicherheitskritischen Zustand dieser Batteriezellen hinweisen. Ein solches Abtrennen von Batteriezellen ist von großer Bedeutung, um größere Schäden sowohl von der Batterie als auch von einem von der Batterie gespeisten elektrischen Verbraucher beziehungsweise einer Ladeeinrichtung der Batterie fernzuhalten. Dies ist auch insbesondere deshalb von Bedeutung, da von beschädigten Batterien, wie Lithium-Ionen-Batterien, auch Gefahren für den Nutzer solcher Batterien ausgehen können, wie beispielsweise Brand- und Explosionsgefahr.
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Aufgrund der Sicherheitsrelevanz wird daher durch Diagnosen versucht zu erreichen, dass für den Sicherheitszustand einer Batteriezelle relevante Batterieparameter, wie insbesondere die Zellspannungen, zuverlässig erfasst und zuverlässig über den Kommunikations-Bus an die Battery Control Unit übertragen werden. Es besteht dabei ein fortwährender Bedarf, insbesondere die Übertragungssicherheit der Batterieparameter weiter zu verbessern, um eine zuverlässige Erkennung von sicherheitskritischen Zuständen von Batteriezellen zu ermöglichen.
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Der Einsatz weiterer Diagnosesysteme beziehungsweise weiterer Diagnoseroutinen führt dabei zu dem Nachteil, dass die Komplexität solcher Regelschaltungen insbesondere zu Lasten der Performance solcher Regelschaltungen gesteigert wird. Die wegen der Sicherheitsrelevanz notwendige Redundanz bei der Übertragung sämtlicher von den Cell Supervising Circuits erfassten Batterieparameter über den Kommunikations-Bus an die Battery Control Unit führt zudem zu dem weiteren Nachteil, dass der Kommunikations-Bus stark ausgelastet ist. Zudem weisen derartige Regelschaltungen als weiteren Nachteil eine geringe Skalierbarkeit auf.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelschaltung zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren Batterie, insbesondere einer Lithium-Ionen-Batterie, zu verbessern, insbesondere hinsichtlich einer verbesserten Performance einer solchen Regelschaltung sowie hinsichtlich einer verbesserten Erkennung von sicherheitskritischen Zuständen der Batteriezellen.
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Offenbarung der Erfindung
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Regelschaltung zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren Batterie, insbesondere einer Lithium-Ionen-Batterie, mit einer Mehrzahl von miteinander verschalteten Batteriezellen, welche durch wenigstens ein Schaltelement elektrisch entkoppelbar mit wenigstens einem Polanschluss der Batterie verbunden sind, vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Regelschaltung weist wenigstens eine Zellüberwachungseinrichtung, welche ausgebildet ist, Betriebsparameter der wenigstens einen Batteriezelle zu erfassen, und eine erste Steuereinrichtung, welche ausgebildet ist, durch Auswertung von Betriebsparametern Batterieeigenschaften zu bestimmen, auf. Die erste Steuereinrichtung ist dabei über eine erste Schnittstelle mit der Zellüberwachungseinrichtung verbunden. Zudem weist die erfindungsgemäße Regelschaltung eine zweite Steuereinrichtung auf, welche ausgebildet ist, die Schaltelemente jeweils einzeln anzusteuern, und welche über eine zweite Schnittstelle mit der Zellüberwachungseinrichtung verbunden ist. Die Batteriezellen können erfindungsgemäß jeweils einzeln oder als Gruppierung von Batteriezellen durch wenigstens ein Schaltelement elektrisch entkoppelbar sein, wobei eine Gruppierung von Batteriezellen insbesondere auch sämtliche Batteriezellen umfassen kann. Vorzugsweise ist die Regelschaltung zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren Batterie ein Batteriemanagementsystem.
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Die Schaltelemente, über welche die Batteriezellen jeweils einzeln oder in Gruppen, beispielsweise in Gruppen von zwölf Batteriezellen, mit den Polanschlüssen verbunden sind, und welche durch ein Öffnen ein elektrisches Trennen von den Polanschlüssen ermöglichen, sind vorzugsweise Schaltschütze, besonders bevorzugt elektrisch ansteuerbare Schaltschütze. Als Zellüberwachungseinrichtung sind erfindungsgemäß insbesondere sogenannte Cell Supervision Circuits vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weisen diese Cell Supervision Circuits eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, ASIC: application-specific integrated circuit) auf, welche ausgebildet ist, eine Zellspannung zu erfassen. Vorteilhafterweise weist die Zellüberwachungseinrichtung beziehungsweise der Cell Supervision Circuit zudem einen Mikrocontroller auf, welcher erfasste Betriebsparameter über einen Isolator unter Nutzung der ersten und/oder der zweiten Schnittstelle übertragen kann. Betriebsparameter sind dabei erfindungsgemäß insbesondere Zellspannungen, Zell-Temperaturen, Zell-Ströme, kritische Zellspannungen (d.h. Spannungen, die von üblichen Spannungswerten abweichen, also insbesondere solche Spannungen, die maximale Grenzwerte überschreiten oder minimale Grenzwerte unterschreiten) beziehungsweise diesen zugeordnete Messwerte. Vorzugsweise sind die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle jeweils als Kommunikations-Bus ausgebildet, besonders bevorzugt als CAN-Bus (CAN: controller area network).
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Von der ersten Steuereinrichtung durch Auswertung von empfangenen Betriebsparametern bestimmte Batterieeigenschaften sind erfindungsgemäß insbesondere der Ladezustand der Batterie (SOC), der Alterungszustand der Batterie (SOH) und/oder der Funktionszustand der Batterie (SOF, SOF: State of Function). Vorteilhafterweise ist die erste Steuereinrichtung ferner ausgebildet, die ermittelten bzw. bestimmten Batterieeigenschaften weiterzuleiten, vorzugsweise an eine übergeordnete Steuereinrichtung. Bei Nutzung einer erfindungsgemäßen Regelschaltung im Zusammenhang mit einer in einem Hybrid- oder Elektrokraftfahrzeug eingesetzten Fahrzeugbatterie, kann eine solche übergeordnete Steuereinrichtung beispielsweise ein übergeordnetes Fahrzeug-Steuergerät sein, welches beispielsweise auch bei der Steuerung der Antriebskomponenten beteiligt ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich eine Regelschaltung zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren Batterie dadurch verbessern lässt, dass nicht eine einziges zentrales Steuergerät eingesetzt wird, sondern zwei Steuergeräte, wobei ein erstes Steuergerät für Funktionen zuständig ist, welche nicht für die funktionale Sicherheit der Batterie relevant sind, und wobei ein zweites Steuergerät für Funktionen zuständig ist, welche für die funktionale Sicherheit der Batteriezelle relevant sind. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das erste Steuergerät Batterieeigenschaften ermittelt und ermittelte Batterieeigenschaften weiterleitet, insbesondere an weitere Steuergerät beziehungsweise Steuereinrichtungen. Das zweite Steuergerät steuert dagegen das Schaltelement beziehungsweise die Schaltelemente an, die zwischen die betroffenen Batteriezellen und den Polanschlüssen der Batterie verschaltet sind. Erfindungsgemäß ist dabei insbesondere vorgesehen, dass das zweite Steuergerät bei einem Erfassen von kritischen Betriebsparametern, insbesondere von kritischen Zellspannungen, ein Öffnungs-Signal an das Schaltelement beziehungsweise die Schaltelemente sendet, woraufhin sich diese öffnen und die entsprechenden Batteriezellen von den Polanschlüssen somit elektrisch entkoppelt werden. Das zweite Steuergerät ist vorteilhafterweise aber auch ausgebildet, ein Schließ-Signal an das beziehungsweise die Schaltelemente zu senden, welches ein Schließen der Schaltelemente bewirkt.
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Zur Wahrnehmung der jeweiligen Funktionen durch die Steuergeräte, nachfolgend allgemein als Steuereinrichtungen bezeichnet, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Zellüberwachungseinrichtung ausgebildet ist, erfasste Betriebsparameter über eine erste Schnittstelle an die erste Steuereinrichtung zu übertragen und erfasste Betriebsparameter über eine zweite Schnittstelle an die zweite Steuereinrichtung zu übertragen. Betriebsparameter, die von der Zellüberwachungseinrichtung an die erste Steuereinrichtung übertragen werden, sind dabei vorzugsweise sämtliche Zellspannungsmesswerte, die von der Zellüberwachungseinrichtung jeweils an den betreffenden Batteriezellen erfasst werden. Betriebsparameter, die an die zweite Steuereinrichtung übertragen werden, sind dabei vorzugsweise lediglich solche Messwerte kritischer Zellspannungen, d.h. solche Zellspannungsmesswerte, die als atypisch anzusehen sind, weil sie von üblichen im fehlerfreien Normalbetrieb auftretenden Spannungswerten abweichen. Solche kritischen Zellspannungen sind also insbesondere solche Zellspannungen, die einen als maximal zulässig definierten Zellspannungsgrenzwert überschreiten oder einen als minimal zulässig definierten Zellspannungsgrenzwert unterschreiten.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Steuereinrichtung ausgebildet ist, in Abhängigkeit von empfangenen Betriebsparametern das wenigstens eine Schaltelement anzusteuern. Vorzugsweise ist die zweite Steuereinrichtung dabei ausgebildet, Betriebsparameter auszuwerten, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung empfangener Betriebsparameter die Schaltelemente anzusteuern. Von der zweiten Steuereinrichtung empfangene Betriebsparameter sind dabei erfindungsgemäß insbesondere Zellspannungen. Gemäß einer Ausgestaltungsvariante können sämtliche von der Zellüberwachungseinrichtung erfassten Zellspannungen beziehungsweise Zellspannungsmesswerte an die zweite Steuereinrichtung übertragen werden, wobei die zweite Steuereinrichtung die empfangenen Zellspannungen dahingehend auswertet, ob an einer oder mehreren Batteriezellen kritische Zellspannungen aufgetreten sind. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung werden nur kritische Zellspannungsmesswerte an die zweite Steuereinrichtung übertragen, wobei die zweite Steuereinrichtung ausgebildet ist, bei Empfang dieser kritischen Zellspannungen die betreffenden Batteriezellen durch Ansteuern des wenigstens einen Schaltelementes von dem wenigstens einen Polanschluss der Batterie elektrisch zu trennen. Ferner wird vorgeschlagen, dass die zweite Steuereinrichtung ausgebildet ist, in Abhängigkeit von erfassten Strömen, insbesondere Ladeströmen, das wenigsten eine Schaltelement anzusteuern. Vorteilhafterweise wird hierdurch ermöglicht, dass die Batteriezellen bei Auftreten von unzulässigen Ladeströmen von den Polanschlüssen der Batterie elektrisch trennbar sind, sodass eine Beschädigung der Batteriezellen, beispielsweise durch zu hohe Ladeströme, vermeidbar ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Zellüberwachungseinrichtung wenigstens eine Zellspannungserfassungseinrichtung auf, welche ausgebildet ist, die Zellspannung der wenigstens einen Batteriezelle als Spannungsmesswert zu erfassen. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Zellspannungserfassungseinrichtung als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) zur Erfassung von Zellspannungen ausgebildet ist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Zellspannungserfassungseinrichtung oder aber die Zellüberwachungseinrichtung ausgebildet, erfasste Spannungsmesswerte über die erste Schnittstelle an die erste Steuereinrichtung zu übertragen, vorzugsweise unter Nutzung eines Mikrocontrollers.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zellüberwachungseinrichtung eine Zellspannungsüberwachungseinrichtung umfasst, welche ausgebildet ist, ein Überschreiten eines maximalen Zellspannungsgrenzwertes und/oder ein Unterschreiten eines minimalen Zellspannungsgrenzwertes zu erfassen. Vorzugsweise ist die Zellspannungsüberwachungseinrichtung allgemein ausgebildet, einen von einem Erwartungswert abweichenden Zellspannungswert zu erfassen und in Abhängigkeit von der Abweichungsdifferenz kritische von unkritischen Zellspannungen zu separieren. Zur Ermittlung solcher extremen Spannungswerte weist die Zellspannungsüberwachungseinrichtung vorteilhafterweise eine Komparatorschaltung auf.
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Vorteilhafterweise ist die Zellspannungsüberwachungseinrichtung des Weiteren ausgebildet, eine erfasste Abweichung von einem Spannungsgrenzwert über die zweite Schnittstelle an die zweite Steuereinrichtung zu übertragen und/oder der zweiten Steuereinrichtung zu signalisieren. Vorzugsweise ist die Zellspannungsüberwachungseinrichtung ausgebildet, bei Erfassung eines extremen Spannungswertes ein Alarmsignal als Betriebsparameter an die zweite Steuereinrichtung zu senden und auf diese Weiser der zweiten Steuereinrichtung ein Abweichen von einem Spannungsgrenzwert zu signalisieren. Der Empfang eines solchen Alarmsignals veranlasst die zweite Steuereinrichtung vorteilhafterweise dazu, die wenigstens eine Batteriezelle durch entsprechende Ansteuerung des wenigstens einen Schaltelements elektrisch zu entkoppeln.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist die zweite Steuereinrichtung mit einer Stromerfassungseinrichtung verbunden, wobei die Stromerfassungseinrichtung vorteilhafterweise ausgebildet ist, einen Ladestrom und/oder einen Endladestrom der Batterie als Strommesswert zu erfassen und erfasste Strommesswerte an die zweite Steuereinrichtung zu übertragen. Vorteilhafterweise ist die zweite Steuereinrichtung ferner ausgebildet, in Abhängigkeit von empfangenen Strommesswerten, das wenigstens eine Schaltelement anzusteuern. Insbesondere ist die zweite Steuereinrichtung ausgebildet, bei Empfang von anormalen Strommesswerten, welche auf eine Betriebsstörung hinweisen, einzelne Schaltelemente oder sämtliche Schaltelemente derart anzusteuern, dass sich diese öffnen und die Batteriezellen elektrisch von den Polanschlüssen der Batterie getrennt sind, sodass der Stromfluss unterbrochen ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste und die zweite Steuereinrichtung über eine dritte Schnittstelle miteinander verbunden sind, wobei die erste Steuereinrichtung ausgebildet ist, Daten über die dritte Schnittstelle an die zweite Steuereinrichtung zu übertragen, und wobei die zweite Steuereinrichtung ausgebildet ist, Daten über die dritte Schnittstelle an die erste Steuereinrichtung zu übertragen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die zweite Steuereinrichtung ausgebildet ist, erfasste Strommesswerte an die erste Steuereinrichtung zu übertragen, wobei die erste Steuereinrichtung vorteilhafterweise ausgebildet ist, die empfangenen Strommesswerte als Betriebsparameter in die erfindungsgemäße Auswertung von Betriebsparametern einzubeziehen und die empfangenen Strommesswerte in die Bestimmung von Batterieeigenschaften einfließen zu lassen. Vorteilhafterweise ist die erste Steuereinrichtung des Weiteren ausgebildet, empfangene Zellspannungsmesswerte, welche einen maximalen Grenzwert überschreiten oder einen minimalen Grenzwert unterschreiten, an die zweite Steuereinrichtung zu übertragen. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine zusätzliche Redundanz erzeugt, wodurch eine noch zuverlässigere Ansteuerung des wenigstens einen Schaltelementes durch die zweite Steuereinrichtung realisiert werden kann, insbesondere da die zweite Steuereinrichtung noch zuverlässiger auswerten kann, ob ein sicherheitskritischer Zustand vorliegt oder nicht. Für eine solche Auswertung vergleicht die zweite Steuereinrichtung vorteilhafterweise von der Zellspannungsüberwachungseinrichtung empfangene Werte mit von der ersten Steuereinrichtung empfangenen Werten. Die von der ersten Steuereinrichtung empfangenen Werte nutzt die zweite Steuereinrichtung dabei vorteilhafterweise, um die von der Zellspannungsüberwachungseinrichtung empfangenen Werte zu plausibilisieren.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Batteriesystem, umfassend eine nachladbare Batterie mit einer Mehrzahl von miteinander verschalteten Batteriezellen, welche durch wenigstens ein Schaltelement elektrisch entkoppelbar mit wenigstens einem Polanschluss der Batterie verbunden sind, und umfassend eine Regelschaltung, insbesondere ein Batteriemanagementsystem, zum Überwachen und Regeln der Batterie, vorgeschlagen, wobei die Regelschaltung eine erfindungsgemäße Regelschaltung ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Batteriesystem ein zum Einsatz in Elektro- und/oder Hybrid-Kraftfahrzeugen ausgebildetes Batteriesystem ist.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang mit dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Batteriesystem.
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Bei dem in 1 dargestellten Batteriesystem sind mehrere Batteriezellen 1 zu einer nachladbaren Batterie zusammengeschaltet. Die Batteriezellen 1 sind dabei als Gruppe 13 über das als Schaltschütz ausgebildete Schaltelement 2 von dem Polanschluss 15 der Batterie und somit von einem elektrischen Verbraucher oder von einer Aufladevorrichtung zum Laden der Batterie elektrisch entkoppelbar. Gemäß einer nicht dargestellten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass auch einzelne Batteriezellen bzw. kleinere Gruppen von Batteriezellen von der Batterie über entsprechende Schaltelemente abtrennbar sind, wobei vorzugsweise zwischen den einzelnen Batteriezellen ein entsprechendes Schaltelement angeordnet ist und zur Überbrückung der Batteriezelle jeweils eine entsprechende mit einem Schaltelement versehene Parallelschaltung vorgesehen ist.
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Das in 1 dargestellte Batteriesystem weist eine Regelschaltung zum Überwachen und Regeln des Betriebs der nachladbaren Batterie auf. Die Regelschaltung weist vorliegend eine erste Steuereinrichtung 6, eine zweite Steuereinrichtung 7, mehrere Zellüberwachungseinrichtungen 3 (zur besseren Übersicht sind in 1 nur zwei Zellüberwachungseinrichtungen 3 dargestellt) und eine Stromerfassungseinrichtung 9 auf. Die Zellüberwachungseinrichtungen 3 sind dabei über einen CAN-Bus als erste Kommunikationsschnittstelle 10 mit der ersten Steuereinrichtung 6 verbunden. Darüber hinaus sind die Zellüberwachungseinrichtungen 3 über einen zweiten CAN-Bus 11 mit der zweiten Steuereinrichtung 7 verbunden. Die Zellüberwachungseinrichtungen 3 sind jeweils ausgebildet, Betriebsparameter von jeweils einer Gruppe von Batteriezellen 1 zu erfassen und erfasste Betriebsparameter über den CAN-Bus 10 an die erste Steuereinrichtung 6 zu übertragen und erfasste Betriebsparameter über den CAN-Bus 11 an die zweite Steuereinrichtung 7 übertragen. Die Zellspannungsüberwachungseinrichtungen 3 umfassen jeweils eine Zellspannungserfassungseinrichtung 4, welche ausgebildet ist, die Zellspannung der einzelnen Batteriezellen 1 einer Gruppe von Batteriezellen 1 als Spannungsmesswert zu erfassen. Die Zellspannungserfassungseinrichtungen 4 weisen hierzu eine entsprechend ausgebildete anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) auf, welche in 1 nicht explizit dargestellt ist. Über in 1 ebenfalls nicht explizit dargestellte Mikrocontroller der Zellspannungserfassungseinrichtungen 4 werden die von den Zellspannungserfassungseinrichtungen 4 erfassten Zellspannungsmesswerte unter Nutzung des CAN-Bus 10 an die erste Steuereinrichtung 6 übertragen.
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Die Zellüberwachungseinrichtungen 3 weisen zudem jeweils eine Zellspannungsüberwachungseinrichtung 5 auf, welche ausgebildet ist, ein Überschreiten eines maximalen Zellspannungsgrenzwertes sowie ein Unterschreiten eines minimalen Zellspannungsgrenzwertes zu erfassen. Die Zellspannungsüberwachungseinrichtungen 5 sind dabei vorteilhafterweise jeweils als Komparator ausgebildet und gleichen erfasste Zellspannungsmesswerte mit vorgegebenen maximalen und minimalen Zellspannungswerten ab. Stellt eine Zellspannungsüberwachungseinrichtung 5 ein Überschreiten eines maximalen Zellspannungsmesswertes oder ein Unterschreiten eines minimalen Zellspannungsmesswertes fest, so sendet die Zellspannungsüberwachungseinrichtung 5 ein Alarmsignal an die zweite Steuereinrichtung 7.
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Die erste Steuereinrichtung 6 der in 1 dargestellten Regelschaltung ist ausgebildet, Zellspannungsmesswerte über den Daten-Bus 10 zu empfangen und auszuwerten. Darüber hinaus ist die erste Steuereinrichtung 6 ausgebildet, über den weiteren Daten-Bus 12 Strommesswerte von der zweiten Steuereinrichtung 7 zu empfangen. Diese Strommesswerte werden von der Stromerfassungseinrichtung 9 erfasst und an die zweite Steuereinrichtung 7 übertragen, welche die Strommesswerte an die erste Steuereinrichtung 6 weiterleitet. Die erste Steuereinrichtung 6 wertet die empfangenen Zellspannungsmesswerte und die empfangenen Strommesswerte als Betriebsparameter der Batterie aus und bestimmt basierend auf der Auswertung Batterieeigenschaften, wie insbesondere den Ladezustand der Batterie, die Alterung der Batterie und den Funktionszustand der Batterie. Die ermittelten Batterieeigenschaften können von der ersten Steuereinrichtung 6 an eine übergeordnete Steuereinrichtung 8, vorliegend ein übergeordnetes Fahrzeugsteuersystem, übertragen werden. Ermittelt die Steuereinrichtung 6 aus den erfassten Betriebsparametern einen kritischen Funktionszustand, beispielsweise weil empfangene Zellspannungsmesswerte einen maximalen Grenzwert überschreiten, so sendet die Steuereinrichtung 6 ein Alarmsignal an die zweite Steuereinrichtung 7.
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Die zweite Steuereinrichtung 7 ist ausgebildet, über den Daten-Bus 11 Betriebsparameter von der Zellüberwachungseinrichtung 3 beziehungsweise von der Zellspannungsüberwachungseinrichtung 5 und über den weiteren Daten-Bus 12 Daten von der ersten Steuereinrichtung 6 zu empfangen. In Abhängigkeit von empfangenen Betriebsparametern kann die zweite Steuereinrichtung 7 den Schaltschütz 2 ansteuern, um so die elektrische Verbindung zwischen den Batteriezellen 1 und dem Polanschluss 15 der Batterie zu unterbrechen. Als Betriebsparameter empfängt die zweite Steuereinrichtung 7 dabei von den Zellspannungsüberwachungseinrichtungen 5 bei Überschreiten einer maximal zulässigen Zellspannung beziehungsweise bei Unterschreiten einer minimal zulässigen Zellspannung ein Alarmsignal. Ein von der ersten Steuereinrichtung 6 empfangenes Alarmsignal wird dabei zur Plausibilisierung des von den Zellspannungsüberwachungseinrichtung 5 übertragenen Alarmsignals genutzt. Gemäß einer konservativen Auslegung der erfindungsgemäßen Regelschaltung, kann insbesondere auch vorgesehen werden, dass die zweite Steuereinrichtung 7 den Schaltschütz 2 zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung ansteuert, wenn entweder eine der Zellspannungsüberwachungseinrichtungen 5 oder die erste Steuereinrichtung 6 ein Alarmsignal an die zweite Steuereinrichtung überträgt.
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Das in der Figur dargestellte und im Zusammenhang mit dieser erläuterte Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend.
