DE102015005119A1 - Battery monitoring device and method for operating such - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieüberwachungsvorrichtung (3) zum Überwachen jeweiliger Einzelspannungen einer Vielzahl von jeweiligen Batteriezellen (2) eines Batteriesystems (1) eines Kraftwagens, mit einer Auswerteeinheit (5) zum Erfassen und Auswerten der Einzelspannungen, wobei die Auswerteeinheit (5) zwei Messpfade (6, 7) aufweist, und über die Messpfade (6, 7) die Einzelspannungen von jeweiligen, jeweils einem der Messpfade (6, 7) zugeordneten Untermengen (8, 9) der Batteriezellen (2) erfassbar sind, wobei die Einzelspannungen über den ersten Messpfad (6) gemäß einer ersten Messvorschrift und über den zweiten Messpfad (7) gemäß einer von der ersten verschiedenen zweiten Messvorschrift erfassbar sind, um eine verbesserte Überwachung eines Batteriesystems (1) mit einer Vielzahl von Batteriezellen (2) zu erreichen.The invention relates to a battery monitoring device (3) for monitoring respective individual voltages of a plurality of respective battery cells (2) of a battery system (1) of a motor vehicle, having an evaluation unit (5) for detecting and evaluating the individual voltages, wherein the evaluation unit (5) has two measuring paths ( 6, 7), and the individual voltages of respective sub-quantities (8, 9) of the battery cells (2) assigned to one of the measuring paths (6, 7) can be detected, the individual voltages being detectable across the first Measuring path (6) according to a first measurement rule and the second measurement path (7) are detected according to one of the first different second measurement rule to achieve improved monitoring of a battery system (1) having a plurality of battery cells (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieüberwachungsvorrichtung zum Überwachen jeweiliger Einzelspannungen einer Vielzahl von jeweiligen Batteriezellen eines Batteriesystems eines Kraftwagens, mit einer Auswerteeinheit zum Erfassen und Auswerten der Einzelspannungen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems mit einer Vielzahl von Batteriezellen und mit einer Batterieüberwachungsvorrichtung.The invention relates to a battery monitoring device for monitoring respective individual voltages of a plurality of respective battery cells of a battery system of a motor vehicle, having an evaluation unit for detecting and evaluating the individual voltages. The invention also relates to a method for operating a battery system having a plurality of battery cells and to a battery monitoring device.

Bei den aktuell verfügbaren Batteriesystemen für einen Antrieb eines Kraftwagens, allerdings auch bei stationären Anwendungen, handelt es sich um Serienschaltungen vieler Batteriezellen, beispielsweise Lithium-Ionenzellen, mittels derer Systemspannungen von typischerweise ca. 200 bis 800 Volt erreicht werden. Obwohl unterschiedliche Batteriezellen verfügbar sind, ist allen gemeinsam, dass die den jeweiligen Batteriezellen entsprechenden Einzelzellspannungen im Batteriesystem überwacht werden müssen und die Lastverhältnisse bei einem Lade- oder Entladevorgang an die jeweiligen Einzelspannungen angepasst werden müssen. So darf zum Beispiel beim Laden keine Batteriezelle über ihre vorgegebene Maximalspannung aufgeladen werden, und beim Entladen nicht unter ihre vorgegebene Minimalspannung entladen werden.The currently available battery systems for driving a motor vehicle, but also in stationary applications, are series circuits of many battery cells, such as lithium-ion cells, by means of which system voltages of typically about 200 to 800 volts are achieved. Although different battery cells are available, it is common to all that the individual cell voltages corresponding to the respective battery cells must be monitored in the battery system and the load conditions during a charging or discharging process must be adapted to the respective individual voltages. For example, during charging, no battery cell may be charged above its predetermined maximum voltage, and may not be discharged below its predetermined minimum voltage during discharge.

Heutzutage wird dies dadurch sichergestellt, dass ein Batteriemanagementsystem (BMS) über ein Bus-System, beispielsweise dem CAN-Bus, einer Leistungselektronik beziehungsweise einem Ladegerät laufend, z. B. zyklisch, Vorgaben übermittelt, damit die durch die Leistungselektronik aufgenommene oder durch das Ladegerät abgegebene Leistung derart geregelt wird, dass alle Zellen immer in ihrem Spannungs-Sollbereich gehalten werden. Dies stellt eine sehr anspruchsvolle Aufgabe dar, da die Lastanforderungen speziell im Kraftfahrzeugbereich sehr dynamisch sind, und gleichzeitig eine sehr große Messgenauigkeit erforderlich ist. Dies wird üblicherweise durch ein Messen der Einzelspannungen der Batteriezellen in einem zeitlichen Raster erreicht. Die jeweiligen Messwerte werden sodann im Batteriemanagementsystem weiterverarbeitet, welches daraus die genannten Vorgaben für Leistungselektronik und/oder Ladegerät ermittelt.Nowadays, this is ensured by a battery management system (BMS) via a bus system, such as the CAN bus, a power electronics or a charger running, z. B. cyclically, specifications transmitted so that the recorded by the power electronics or delivered by the charger power is controlled so that all cells are always kept in their desired voltage range. This represents a very demanding task, since the load requirements are very dynamic especially in the automotive sector, and at the same time a very large measurement accuracy is required. This is usually achieved by measuring the individual voltages of the battery cells in a time frame. The respective measured values are then further processed in the battery management system, which determines therefrom the specifications for power electronics and / or charger.

Die DE 10 2011 079 291 A1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zum Bestimmen von Ladezuständen von Batteriezellen unter Verwendung einer Mehrzahl von Zellüberwachungseinheiten, von denen jede mehrere der Batteriezellen überwacht. Dabei werden durch die Zellüberwachungseinheiten jeweilige elektrische Spannungen der Batteriezellen und ein Strom der Batterie gemessen.The DE 10 2011 079 291 A1 for example, describes a method of determining states of charge of battery cells using a plurality of cell monitoring units, each of which monitors a plurality of the battery cells. In this case, respective electrical voltages of the battery cells and a current of the battery are measured by the cell monitoring units.

Es ergibt sich die objektive technische Aufgabe, eine verbesserte Überwachung eines Batteriesystems mit einer Vielzahl von Batteriezellen zu erreichen.This results in the objective technical task of achieving improved monitoring of a battery system with a plurality of battery cells.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und der Figur.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims, the description and the figure.

Eine erfindungsgemäße Batterieüberwachungsvorrichtung zum Überwachen jeweiliger Einzelspannungen einer Vielzahl von jeweiligen Batteriezellen eines Batteriesystems eines Kraftwagens hat eine Auswerteeinheit zum Erfassen und Auswerten der Einzelspannungen. Die Batterieüberwachungsvorrichtung dient dabei zum Halten der Batteriezellen in einem vorgegebenen Spannungs-Sollbereich bei einem Lade- und/oder Entladevorgang. Um eine verbesserte Überwachung der Einzelspannungen zu erzielen, weist die Auswerteeinheit dabei zwei unterschiedliche Messpfade auf. Über die jeweiligen Messpfade sind die Einzelspannungen von jeweiligen, jeweils (insbesondere nur) einem der Messpfade zugeordneten Untermengen der Batteriezellen erfassbar. Bevorzugt unterscheiden sich die Untermengen der Batteriezellen hier voneinander. Dabei sind die Einzelspannungen über den ersten Messpfad gemäß einer ersten Messvorschrift und über den zweiten Messpfad gemäß einer von der ersten verschiedenen zweiten Messvorschrift erfassbar. Insbesondere sind dabei die Einzelspannungen auch über beide Messpfade gleichzeitig und/oder gemeinsam und/oder in einem vorgegebenen Zeitintervall erfassbar. Die Einzelspannungen können also unabhängig voneinander erfassbar sein. Das hat den Vorteil, dass unterschiedliche Batteriezellen oder unterschiedliche Untermengen der Batteriezellen mit einer unterschiedlichen Güte überwacht werden können. Damit können teure Präzisionsmesspfade mit den erforderlichen hochgenauen Referenzspannungsquellen, Präzisionswiderständen und dergleichen eingespart werden. Es ist auch gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik eine Präzisionssteigerung möglich, da die vorhandenen Ressourcen der Auswerteeinheit, welche beispielsweise eine Messelektronik mit einem digitalen Mikrocontroller umfassen kann, spezifisch für die entsprechenden Untermengen der Batteriezellen nutzbar ist. Dadurch ergeben sich sowohl Bauraum- als auch Kostenvorteile.A battery monitoring device according to the invention for monitoring respective individual voltages of a plurality of respective battery cells of a battery system of a motor vehicle has an evaluation unit for detecting and evaluating the individual voltages. The battery monitoring device serves to hold the battery cells in a predetermined desired voltage range during a charging and / or discharging process. In order to achieve improved monitoring of the individual voltages, the evaluation unit has two different measuring paths. The individual voltages of respective respective (in particular only) one of the measuring paths assigned subsets of the battery cells can be detected via the respective measuring paths. The subsets of the battery cells preferably differ from one another here. In this case, the individual voltages can be detected via the first measuring path in accordance with a first measuring instruction and via the second measuring path in accordance with a different second measuring instruction from the first. In particular, the individual voltages can also be detected via both measuring paths simultaneously and / or jointly and / or in a predetermined time interval. The individual voltages can therefore be detected independently of each other. This has the advantage that different battery cells or different subsets of the battery cells can be monitored with a different quality. This can save expensive precision measuring paths with the required high-precision reference voltage sources, precision resistors and the like. It is also possible over the current state of the art, an increase in precision, since the existing resources of the evaluation, which may include, for example, a measuring electronics with a digital microcontroller, specifically for the corresponding subsets of the battery cells is available. This results in both space and cost advantages.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass gemäß der ersten Messvorschrift die Einzelspannungen mit einer ersten Abtastrate und/oder einer ersten Messzeit erfassbar sind und gemäß der zweiten Messvorschrift mit einer zweiten Abtastrate und/oder einer zweiten Messzeit. Dabei ist insbesondere die erste Abtastrate höher als die zweite Abtastrate und die erste Messzeit größer als die zweite Messzeit. Das hat den Vorteil, dass die Einzelspannungen der den jeweiligen Messpfaden zugeordneten Untermengen der Batteriezellen mit unterschiedlicher Güte überwacht werden. Insbesondere werden so die Einzelspannungen der dem ersten Messpfad zugeordneten Untermenge der Batteriezellen mit einer höheren Genauigkeit gemessen, als die Einzelspannungen der restlichen, über den zweiten Messpfad der zweiten Untermenge zugeordneten Batteriezellen.In an advantageous embodiment, it is provided that, according to the first measurement specification, the individual voltages can be detected at a first sampling rate and / or a first measurement time and, according to the second measurement specification, with a second sampling rate and / or a second measurement time. In particular, the first sampling rate is higher than the second sampling rate and the first measuring time is greater than the second sampling rate Measurement time. This has the advantage that the individual voltages of the respective measurement paths associated subsets of the battery cells are monitored with different quality. In particular, the individual voltages of the subset of battery cells assigned to the first measuring path are thus measured with a higher accuracy than the individual voltages of the remaining battery cells assigned via the second measuring path of the second subset.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Batterieüberwachungsvorrichtung eine Umschalteinrichtung umfasst, mittels welcher den beiden Messpfaden jeweils vorgebbare Untermengen der Batteriezellen dynamisch zuordenbar sind. Die Umschalteinrichtung kann beispielsweise über eine multiplexe Matrix verfügen oder eine solche umfassen. Da sich beim Betrieb des Batteriesystems herausstellt, welche Batteriezellen in ihrer individuellen Einzelspannung am Höchsten und am Tiefsten liegen und sich dies je nach Last, Ladezustand, Temperatur, Alterung und anderen Faktoren ändern kann, wird so der Vorteil erreicht, dass jeweils genau die kritischen Batteriezellen, welche besonders genau zu überwachen sind, um eine Schädigung zu vermeiden, dem genaueren oder geeigneteren Messpfad zugeordnet werden können. Es kann so, da der Batterieüberwachungsvorrichtung alle Einzelspannungen bekannt sind, beispielsweise durch einen hinterlegten Algorithmus, gesteuert werden, welche Batteriezellen genauer zu überwachen sind und welche auch weniger genau überwacht werden können ohne das eine Schädigung zu befürchten ist. Das hat den Vorteil, dass die Effektivität der Auswerteeinheit erhöht ist, das heißt diese schneller und/oder mit höherer Präzision die relevanten Einzelspannungen der Batteriezellen mit ihren Extremwerten messen kann. Es wird so ein variables Batterieüberwachungskonzept erreicht, welches überdies vollständig kompatibel zu dem Modulkonzept der üblichen Batteriesysteme ist, da es besonders leicht mit unterschiedlichen Anzahlen von Batteriezellen benutzt werden kann.In a further embodiment, it is provided that the battery monitoring device comprises a switching device, by means of which the two measurement paths respectively predeterminable subsets of the battery cells are dynamically assigned. The switching device may, for example, have or include a multiplexed matrix. Since it turns out during operation of the battery system, which battery cells are in their individual voltage at the highest and lowest and this can change depending on load, state of charge, temperature, aging and other factors, so the advantage is achieved that in each case exactly the critical battery cells , which are to be monitored very precisely in order to avoid damage, can be assigned to the more accurate or suitable measuring path. It can thus, since the battery monitoring device all individual voltages are known, for example, by a stored algorithm to be controlled, which battery cells are to be monitored more accurately and which can also be less accurately monitored without damage is to be feared. This has the advantage that the effectiveness of the evaluation unit is increased, that is, it can measure the relevant individual voltages of the battery cells with their extreme values faster and / or with greater precision. It is thus achieved a variable battery monitoring concept, which is moreover fully compatible with the modular concept of the conventional battery systems, since it can be used particularly easily with different numbers of battery cells.

Hier kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Umschalteinrichtung mit der Auswerteeinheit gekoppelt ist, und ausgelegt ist, jeweils eine vorgegebene oder vorgebbare Anzahl an Batteriezellen mit den höchsten und/oder niedrigsten Einzelspannungen dem ersten, insbesondere genaueren, Messpfad zuzuordnen und die restlichen Batteriezellen dem zweiten Messpfad. So können zum Beispiel nur die in ihrer Spannungslage vier höchsten und vier tiefsten Batteriezellen mit einer erhöhten Genauigkeit gemessen werden. Die restlichen Zellen können zum Beispiel mit einer niedrigeren Abtastrate und/oder mit weniger Einschwingzeit etwas ungenauer gemessen werden. Das hat den Vorteil, dass die vorhandenen Ressourcen der Auswerteeinheit, beispielsweise einer Messelektronik inklusive Mikrocontroller, mit der maximalen Effizienz genutzt werden können. Überdies wird so eine große Toleranz bezüglich der Anzahl der überwachten Batteriezellen im Batteriesystem erreicht. Die Batterieüberwachungsvorrichtung ist somit sehr übergreifend einsetzbar, das heißt nicht nur für Kraftwagen mit elektrischem Antrieb oder mit einem Hybridantrieb, sondern auch für künftige Bordnetzbatterien oder stationäre Speicher sowie weitere Batteriespeichersysteme.Here, it can be provided, in particular, that the switching device is coupled to the evaluation unit and is designed to allocate a predetermined or predefinable number of battery cells with the highest and / or lowest individual voltages to the first, in particular more accurate, measurement path and the remaining battery cells to the second measurement path , For example, only the highest and four deepest battery cells in their voltage position can be measured with increased accuracy. For example, the remaining cells may be measured somewhat less accurately with a lower sampling rate and / or less settling time. This has the advantage that the existing resources of the evaluation unit, such as a measuring electronics including microcontroller, can be used with the maximum efficiency. Moreover, such a large tolerance is achieved with respect to the number of monitored battery cells in the battery system. The battery monitoring device is thus very widely applicable, that is, not only for cars with electric drive or with a hybrid drive, but also for future on-board batteries or stationary storage and other battery storage systems.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems mit einer Vielzahl von Batteriezellen und mit einer Batterieüberwachungsvorrichtung. Das Verfahren umfasst dabei ein Erfassen von Einzelspannungen einer ersten Untermenge der Batteriezellen durch eine Auswerteeinheit der Batterieüberwachungsvorrichtung (insbesondere nur) über einen ersten Messpfad gemäß einer ersten Messvorschrift. Es umfasst auch ein Erfassen von Einzelspannungen von einer von der ersten verschiedenen zweiten Untermenge der Batteriezellen durch die Auswerteeinheit (insbesondere nur) über einen zweiten Messpfad gemäß einer von der ersten verschiedenen zweiten Messvorschrift. Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen entsprechen hier den Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen der beschriebenen Batterieüberwachungsvorrichtung.The invention also relates to a method for operating a battery system having a plurality of battery cells and to a battery monitoring device. The method comprises detecting individual voltages of a first subset of the battery cells by an evaluation unit of the battery monitoring device (in particular only) via a first measurement path according to a first measurement specification. It also includes detection of individual voltages of one of the first different second subset of the battery cells by the evaluation unit (in particular only) via a second measurement path according to a different from the first second measurement specification. Advantages and advantageous embodiments correspond to the advantages and advantageous embodiments of the described battery monitoring device.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Dabei zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung eines Batteriesystems mit einer Vielzahl von Batteriezellen mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Batterieüberwachungsvorrichtung.The single FIGURE shows a schematic representation of a battery system with a plurality of battery cells with an exemplary embodiment of a battery monitoring device.

Das Batteriesystem 1 weist vorliegend eine Vielzahl von Batteriezellen 2 auf, welche mit einer Batterieüberwachungsvorrichtung 3 gekoppelt sind. Die Batterieüberwachungsvorrichtung 3 kann auch als Batteriemanagementsystem (BMS) bezeichnet werden. Die Batterieüberwachungsvorrichtung 3 ist im gezeigten Beispiel über einen Bus 4, der beispielsweise als CAN-Bus ausgeführt sein kann, mit weiteren elektrischen Komponenten, beispielsweise einer Leistungselektronik und/oder einem Ladegerät koppelbar. Über den Bus 4 können hier somit Vorgaben bezüglich einer optimalen Gestaltung eines Lade- beziehungsweise Entladevorgangs der Batteriezellen 2 an entsprechende weitere Geräte übermittelt werden.The battery system 1 in this case has a plurality of battery cells 2 on which with a battery monitoring device 3 are coupled. The battery monitoring device 3 can also be called a battery management system (BMS). The battery monitoring device 3 is in the example shown via a bus 4 , which may for example be designed as a CAN bus, coupled with other electrical components, such as power electronics and / or a charger. About the bus 4 Here, therefore, specifications regarding an optimal design of a charging system or discharge of the battery cells 2 be transmitted to corresponding other devices.

Die Batterieüberwachungsvorrichtung 3 umfasst vorliegend eine Auswerteeinheit 5 zum Erfassen und Auswerten von Einzelspannungen der Batteriezellen 2 mit einem ersten Messpfad 6 und einem zweiten Messpfad 7. Vorliegend sind über den ersten Messpfad 6 Einzelspannungen von einer ersten Untermenge 8 der Batteriezellen 2 erfassbar. Über den zweiten Messpfad 7 sind im gezeigten Beispiel die Einzelspannungen von Batteriezellen 2 einer zweiten Untermenge 9, welche vorliegend die restlichen, also sämtliche nicht zur ersten Untermenge 8 gehörigen Batteriezellen 2 umfasst, erfassbar. Über den ersten Messpfad 6 sind die Einzelspannungen über eine erste Messvorschrift mit einer ersten Abtastrate und einer ersten Messzeit erfassbar. Die erste Abtastrate ist vorliegend höher als die zweite Abtastrate des zweiten Messpfads 7. Die erste Messzeit ist vorliegend größer als die zweite Messzeit des zweiten Messpfades 7. Somit werden die Einzelspannungen der Batteriezellen 2 der ersten Untermenge 8 mit einer größeren Genauigkeit erfasst, als die der restlichen Batteriezellen 2.The battery monitoring device 3 in the present case comprises an evaluation unit 5 for detecting and evaluating individual voltages of the battery cells 2 with a first measuring path 6 and a second measurement path 7 , In the present case are over the first measuring path 6 Single voltages from a first subset 8th the battery cells 2 detectable. Via the second measuring path 7 In the example shown, the individual voltages of battery cells 2 a second subset 9 , which in the present case the remaining, so all not to the first subset 8th belonging battery cells 2 includes, detectable. About the first measuring path 6 the individual voltages can be detected via a first measurement specification with a first sampling rate and a first measurement time. The first sampling rate is presently higher than the second sampling rate of the second measurement path 7 , In the present case, the first measuring time is greater than the second measuring time of the second measuring path 7 , Thus, the individual voltages of the battery cells 2 the first subset 8th detected with greater accuracy than that of the remaining battery cells 2 ,

Im gezeigten Beispiel umfasst die Batterieüberwachungsvorrichtung 3 auch eine Umschalteinrichtung 10, mittels welcher den beiden Messpfaden 6, 7 jeweils vorgebbare Untermengen 8, 9 der Batteriezelle 2 dynamisch zuordenbar sind. Dies erfolgt vorliegend in Abhängigkeit der durch die Auswerteeinheit 5 erfassten und ausgewerteten Einzelspannungen. Somit können beispielsweise bei einem Ladevorgang die Batteriezellen 2, welche besonders hohe Einzelspannungen aufweisen, über den ersten Messpfad 6 erfasst und ausgewertet werden. Hierfür kann eine bestimmte Anzahl gewählt werden. Vorliegend sind die vier Batteriezellen 2 mit den höchsten Einzelspannungen in einem Ladevorgang für den ersten Messpfad 6 und damit die genauere Überwachung ausgewählt. Übertrifft nun beispielsweise im Verlauf des Ladevorgangs eine Einzelspannung einer zu der zweiten Untermenge 9 gehörigen Batteriezelle 2 eine der Einzelspannungen der zur ersten Untermenge 8 gehörigen Batteriezelle 2, so kann durch die Umschalteinrichtung 10 dem ersten Messpfad 6 und dem zweiten Messpfad 7 jeweils eine neue erste und zweite Untermenge zugewiesen werden. Die neuen Untermengen sind dann an die neue Situation angepasst, das heißt vorliegend würde dann die erste Untermenge wieder die vier Batteriezellen 2 mit den höchsten Einzelspannungen umfassen und die zweite Untermenge die restlichen Batteriezellen. Um dies zu ermöglichen kann die Umschalteinrichtung 10 beispielsweise eine Multiplexmatrix umfassen.In the example shown, the battery monitoring device comprises 3 also a switching device 10 , by means of which the two measuring paths 6 . 7 each definable subsets 8th . 9 the battery cell 2 are dynamically assignable. In the present case, this takes place as a function of the evaluation unit 5 recorded and evaluated individual voltages. Thus, for example, during a charging process, the battery cells 2 , which have particularly high individual voltages over the first measuring path 6 recorded and evaluated. For this purpose, a certain number can be selected. In the present case are the four battery cells 2 with the highest individual voltages in a charging process for the first measuring path 6 and thus the more accurate monitoring selected. For example, in the course of the charging process, a single voltage exceeds one of the second subset 9 belonging battery cell 2 one of the individual voltages of the first subset 8th belonging battery cell 2 , so can by the switching device 10 the first measuring path 6 and the second measurement path 7 in each case a new first and second subset are assigned. The new subsets are then adapted to the new situation, that is, in the present case, the first subset would again be the four battery cells 2 with the highest individual voltages and the second subset include the remaining battery cells. To make this possible, the switching device 10 for example, comprise a multiplex matrix.

Mutatis mutandis lässt sich dieses Beispiel selbstverständlich auf einen Entladevorgang anwenden, bei welchem dann vorliegend die vier Batteriezellen 2 mit den niedrigsten Einzelspannungen den genaueren ersten Messpfad 6 durch die Umschalteinrichtung 10 zugeordnet würden und somit die erste Untermenge 8 bildeten.Mutatis mutandis, of course, this example can be applied to a discharge, in which case present the four battery cells 2 with the lowest individual voltages the more accurate first measuring path 6 through the switching device 10 and thus the first subset 8th formed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Batteriesystembattery system
22
Batteriezellenbattery cells
33
BatterieüberwachungsvorrichtungBattery monitoring device
44
Busbus
55
Auswerteeinheitevaluation
66
Erster MesspfadFirst measuring path
77
Zweiter MesspfadSecond measuring path
88th
Erste UntermengeFirst subset
99
Zweite UntermengeSecond subset
1010
Umschalteinrichtungswitchover

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011079291 A1 [0004] DE 102011079291 A1 [0004]

Claims (5)

Batterieüberwachungsvorrichtung (3) zum Überwachen jeweiliger Einzelspannungen einer Vielzahl von jeweiligen Batteriezellen (2) eines Batteriesystems (1) eines Kraftwagens, mit einer Auswerteeinheit (5) zum Erfassen und Auswerten der Einzelspannungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (5) zwei Messpfade (6, 7) aufweist, und über die Messpfade (6, 7) die Einzelspannungen von jeweiligen, jeweils einem der Messpfade (6, 7) zugeordneten Untermengen (8, 9) der Batteriezellen (2) erfassbar sind, wobei die Einzelspannungen über den ersten Messpfad (6) gemäß einer ersten Messvorschrift und über den zweiten Messpfad (7) gemäß einer von der ersten verschiedenen zweiten Messvorschrift erfassbar sind.Battery monitoring device ( 3 ) for monitoring respective individual voltages of a plurality of respective battery cells ( 2 ) of a battery system ( 1 ) of a motor vehicle, with an evaluation unit ( 5 ) for detecting and evaluating the individual voltages, characterized in that the evaluation unit ( 5 ) two measuring paths ( 6 . 7 ), and via the measuring paths ( 6 . 7 ) the individual voltages of respective, one of the measuring paths ( 6 . 7 ) assigned subsets ( 8th . 9 ) of the battery cells ( 2 ) are detectable, wherein the individual voltages over the first measuring path ( 6 ) according to a first measurement instruction and via the second measurement path ( 7 ) are detectable according to one of the first different second measurement rule. Batterieüberwachungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der ersten Messvorschrift die Einzelspannungen mit einer ersten Abtastrate und/oder einer ersten Messzeit erfassbar sind und gemäß der zweiten Messvorschrift mit einer zweiten Abtastrate und/oder einer zweiten Messzeit, wobei insbesondere die erste Abtastrate höher ist als die zweite Abtastrate und die erste Messzeit größer ist als die zweite Messzeit.Battery monitoring device ( 3 ) according to claim 1, characterized in that according to the first measurement specification, the individual voltages can be detected at a first sampling rate and / or a first measurement time and according to the second measurement specification with a second sampling rate and / or a second measurement time, in particular, the first sampling rate is higher as the second sampling rate and the first measuring time is greater than the second measuring time. Batterieüberwachungsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieüberwachungsvorrichtung (3) eine Umschalteinrichtung (10) umfasst, mittels welcher den beiden Messpfaden (6, 7) jeweils vorgebbare Untermengen (8, 9) der Batteriezellen (2) dynamisch zuordenbar sind.Battery monitoring device ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery monitoring device ( 3 ) a switching device ( 10 ), by means of which the two measuring paths ( 6 . 7 ) in each case definable subsets ( 8th . 9 ) of the battery cells ( 2 ) are dynamically assignable. Batterieüberwachungsvorrichtung (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (10) mit der Auswerteeinheit (5) gekoppelt ist und ausgelegt ist, jeweils eine vorgegebene Anzahl an Batteriezellen (2) mit den höchsten und/oder niedrigsten Einzelspannungen dem ersten Messpfad (6) zuzuordnen und die restlichen Batteriezellen (2) dem zweiten Messpfad (7).Battery monitoring device ( 3 ) according to claim 3, characterized in that the switching device ( 10 ) with the evaluation unit ( 5 ) and is designed in each case a predetermined number of battery cells ( 2 ) with the highest and / or lowest individual voltages on the first measuring path ( 6 ) and the remaining battery cells ( 2 ) the second measuring path ( 7 ). Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems (1) mit einer Vielzahl von Batteriezellen (2) und mit einer Batterieüberwachungsvorrichtung (3), mit den Schritten: – Erfassen von Einzelspannungen einer ersten Untermenge (8) der Batteriezellen (2) durch eine Auswerteeinheit (5) der Batterieüberwachungsvorrichtung (3) über einen ersten Messpfad (6) gemäß einer ersten Messvorschrift; – Erfassen von Einzelspannungen einer von der ersten verschiedenen zweiten Untermenge (9) der Batteriezellen (2) durch die Auswerteeinheit (5) über einen zweiten Messpfad (7) gemäß einer von der ersten verschiedenen zweiten Messvorschrift.Method for operating a battery system ( 1 ) with a plurality of battery cells ( 2 ) and with a battery monitoring device ( 3 ), with the steps: - Detecting individual voltages of a first subset ( 8th ) of the battery cells ( 2 ) by an evaluation unit ( 5 ) of the battery monitoring device ( 3 ) via a first measuring path ( 6 ) according to a first measurement specification; Detecting individual voltages of one of the first different second subset ( 9 ) of the battery cells ( 2 ) by the evaluation unit ( 5 ) via a second measuring path ( 7 ) according to one of the first different second measurement instructions.
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