DE102015224485A1 - Method and system for monitoring a plurality of cells of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Verfahren und ein System zur Überwachung von mehreren Zellen 10ax, 10bx, 10cx, 10dx eines Kraftfahrzeugs. Es umfasst mindestens zwei Busteilnehmer 20a, 20b, 20c, 20d eines Datenbusses 42 des Kraftfahrzeugs und mindestens ein Steuergerät 30. Das mindestens eine Steuergerät 30 ist ausgebildet, über den Datenbus 42 mit den mindestens zwei Busteilnehmern 20a, 20b, 20c, 20d zu kommunizieren. Die Busteilnehmer 20a, 20b, 20c, 20d sind jeweils mit einer Zellgruppe 10a, 10b, 10c, 10d verbunden. Die Busteilnehmer 20a, 20b, 20c, 20d sind ausgebildet, mindestens eine Messgröße von verschiedenen Zellen 10ax, 10bx, 10cx, 10dx, 10dx der jeweiligen Zellgruppe 10a, 10b, 10c, 10d zu erfassen. Die mindestens zwei Busteilnehmer 20a, 20b, 20c, 20d weisen jeweils mindestens einen elektrischen Adressierungskontakt Sax, Sbx, Scx, Sdx auf. Mittels des mindestens einen elektrischen Adressierungskontaktes Sax, Sbx, Scx, Sdx ist den mindestens zwei Busteilnehmern 20a, 20b, 20c, 20d jeweils eine eindeutige Busteilnehmeradresse zuweisbar. The technology disclosed herein relates to a method and a system for monitoring a plurality of cells 10 ax , 10 bx , 10 cx , 10 dx of a motor vehicle. It comprises at least two bus subscribers 20 a , 20 b , 20 c , 20 d of a data bus 42 of the motor vehicle and at least one control device 30. The at least one control device 30 is formed, via the data bus 42 with the at least two bus subscribers 20 a , 20 b , 20 c , 20 d to communicate. The bus participants 20 a , 20 b , 20 c , 20 d are each connected to a cell group 10 a , 10 b , 10 c , 10 d . The bus participants 20 a , 20 b , 20 c , 20 d are formed, at least one measured variable of different cells 10 ax , 10 bx , 10 cx , 10 dx , 10 dx of the respective cell group 10 a , 10 b , 10 c , 10 d capture. The at least two bus subscribers 20 a , 20 b , 20 c , 20 d each have at least one electrical addressing contact S ax , S bx , S cx , S dx . By means of the at least one electrical addressing contact S ax , S bx , S cx , S dx is the at least two bus participants 20 a , 20 b , 20 c , 20 d each assign a unique bus subscriber address.
Description
Die hier offenbarte Technologie betrifft ein System zur Überwachung von mehreren Zellen eines Kraftfahrzeuges. Ein solches System kommt beispielsweise bei der Zellüberwachung (en. cell voltage monitoring system bzw. CVM-System) von Zellen eines Brennstoffzellensystems oder eines Batteriesystems zum Einsatz. Diese Systeme weisen eine Vielzahl an Zellen auf. Ein Brennstoffzellenstapel eines Brennstoffzellensystems kann beispielsweise mehrere Hundert Einzelzellen umfassen. Die Zellüberwachung kann zur Effizienzsteigerung sowie zur Lebensdauererhöhung beitragen. Ein CVM-System überwacht i.d.R. die elektrischen Parameter der Einzelzellen und des gesamten Brennstoffzellenstacks. Beispielsweise sind solche CVM-Systeme offenbart in den Druckschriften
Es ist eine Aufgabe der hier offenbarten Technologie, die Nachteile der vorbekannten Lösungen zu verringern oder zu beheben. Es ist beispielsweise ein Aufgabe der hier offenbarten Technologie, ein kostengünstiges, performantes und/oder vielseitig einsetzbares System zur Zellüberwachung bereitzustellen. Weitere Aufgaben ergeben sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar. It is an object of the technology disclosed herein to reduce or eliminate the disadvantages of the prior art solutions. It is, for example, an object of the technology disclosed here to provide a low-cost, high-performance and / or versatile cell monitoring system. Other objects arise from the beneficial effects of the technology disclosed herein. The object (s) is / are solved by the subject matter of claim 1. The dependent claims are preferred embodiments.
Die hier offenbarte Technologie betrifft ein System zur Überwachung von mehreren Einzelzellen bzw. Zellen (nachstehend ist vereinfacht meistens von Zellen die Rede) eines Zellverbundes, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. The technology disclosed here relates to a system for monitoring a plurality of individual cells or cells (in the following, simplified is mostly the term "cells") of a cell network, in particular of a motor vehicle.
Beispielsweise können die Zellen eines Brennstoffzellensystems oder eines Batteriesystems überwacht werden. Ein solches Brennstoffzellensystem umfasst mindestens einer Brennstoffzelle. Das Brennstoffzellensystem ist beispielsweise für mobile Anwendungen wie Kraftfahrzeuge gedacht, insbesondere zur Bereitstellung der Energie für die mindestens eine Antriebsmaschine zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs. In ihrer einfachsten Form ist eine Brennstoffzelle ein elektrochemischer Energiewandler, der Brennstoff und Oxidationsmittel in Reaktionsprodukte umwandelt und dabei Elektrizität und Wärme produziert. Bevorzugte Brennstoffe sind: Wasserstoff, niedrigmolekularer Alkohol, Biokraftstoffe, oder verflüssigtes Erdgas. Bevorzugte Oxidationsmittel sind bspw. Luft, Sauerstoff und Peroxide. Der ionenselektive Separator kann bspw. als Protonenaustauschmembran (proton exchange membrane, PEM) ausgebildet sein. Ein Brennstoffzellensystem umfasst ferner periphere Systemkomponenten (BOP-Komponenten), die beim Betrieb der mindestens einen Brennstoffzelle zum Einsatz kommen können. In der Regel sind mehrere Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellenstapel bzw. Stack zusammengefasst. Das Brennstoffzellensystem umfasst ferner das hier offenbarte System zur Überwachung der mehreren Brennstoffzellen. For example, the cells of a fuel cell system or a battery system may be monitored. Such a fuel cell system comprises at least one fuel cell. The fuel cell system is intended, for example, for mobile applications such as motor vehicles, in particular for providing the energy for the at least one drive machine for locomotion of the motor vehicle. In its simplest form, a fuel cell is an electrochemical energy converter that converts fuel and oxidant into reaction products, producing electricity and heat. Preferred fuels are: hydrogen, low molecular weight alcohol, biofuels, or liquefied natural gas. Preferred oxidizing agents are, for example, air, oxygen and peroxides. The ion-selective separator can be formed, for example, as a proton exchange membrane (PEM). A fuel cell system further includes peripheral system components (BOP components) that may be used in the operation of the at least one fuel cell. As a rule, several fuel cells are combined to form a fuel cell stack or stack. The fuel cell system further includes the multiple fuel cell monitoring system disclosed herein.
Das Batteriesystem kann beispielsweise ein Hochvoltenergiespeicher sein, beispielsweise ein Batteriemodul, das die elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeuges mit elektrischer Energie versorgt. The battery system can be, for example, a high-voltage energy storage, for example a battery module, which supplies the electrical drive motor of a motor vehicle with electrical energy.
Überwachen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das System direkt oder indirekt den Zustand der überwachten Zellen bestimmen kann. Hierzu wird mindestens eine Messgröße direkt oder indirekt erfasst. Die Messgröße kann insbesondere die elektrische Spannung der überwachten Zelle sein. Vorteilhaft werden die Einzelzellspannungen von mehreren bzw. allen Zellen sowie die Gesamtspannung ermittelt. Bevorzugt wird ferner der durch den Stack fließende Strom bestimmt. Aus den gemessenen Spannungen kann das System beispielsweise einen der folgenden Werte bestimmen: Min-, Max-, Mittelwert und/oder Standardabweichung der Einzelzellspannung. Vorteilhaft können somit Spannungsabweichungen zwischen den Einzelzellen bzw. zu einem Mittelwert der Einzelzellspannungen erkannt werden. Bevorzugt werden weitere Einzelzellanalyseverfahren, wie beispielsweise eine Impedanzberechnung durchgeführt. Hierzu kann beispielsweise eine Hochfrequenz-Widerstands Messung (engl. high-frequency resistance (HFR) measurement) bzw. eine elektrochemische Impedanzspektroskopie angewendet werden. Dabei kann die Zelleinheit mit verschiedenen Frequenzen angeregt, Strom und Spannung gleichzeitig abgetastet und mittels einer Fast-Fourier Transformation das Impedanzspektrum der betroffenen Zelle ermittelt werden. Mithilfe des Systems kann somit der Zustand der Zelle beurteilt werden. Vorteilhaft kann somit eine auftretende Degradation, Zellaustrocknung bzw. ein Zellausfall frühzeitig erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Es kann dadurch eventuell die Lebensdauer in einem gewissen Rahmen erhöht werden und/oder durch geeignete Gegenmaßnahmen die Performance der Zellgesamtheit gesteigert werden. Monitoring in this context means that the system can directly or indirectly determine the state of the monitored cells. For this purpose, at least one measured variable is detected directly or indirectly. The measured variable may in particular be the electrical voltage of the monitored cell. Advantageously, the single cell voltages of several or all cells and the total voltage are determined. Preferably, the current flowing through the stack is further determined. From the measured voltages, for example, the system can determine one of the following values: minimum, maximum, mean and / or standard deviation of the single-cell voltage. Advantageously, voltage deviations between the individual cells or at an average of the individual cell voltages can thus be detected. Preferably, further single-cell analysis methods are carried out, such as, for example, an impedance calculation. For this purpose, for example, a high-frequency resistance measurement (HFR) measurement or an electrochemical impedance spectroscopy can be used. In this case, the cell unit can be excited with different frequencies, current and voltage sampled simultaneously and the impedance spectrum of the affected cell can be determined by means of a fast Fourier transformation. The system can thus be used to assess the condition of the cell. Thus, an occurring degradation, cell drying or cell failure can advantageously be recognized early and appropriate countermeasures introduced. It may possibly increase the life span to a certain extent and / or increase the performance of the cell population by means of suitable countermeasures.
Das hier offenbarte System umfasst ferner mindestens zwei Busteilnehmer eines Datenbusses des Kraftfahrzeugs. Zweckmäßig sind diese Busteilnehmer gleich bzw. baugleich ausgebildet. Es handelt sich also bevorzugt um Gleichzeile, die für verschiedene Brennstoffzellensysteme und/oder verschiedene Batteriesysteme eingesetzt werden können. The system disclosed here further comprises at least two bus subscribers of a data bus of the motor vehicle. Appropriately, these bus participants are the same or identical design. It is therefore preferable to the same line, which can be used for various fuel cell systems and / or different battery systems.
Die Busteilnehmer sind jeweils mit einer Zellgruppe verbunden. Eine Zellgruppe kann dabei eine bestimmte Anzahl von Zellen innerhalb eines Zellverbundes sein. Beispielsweise eine bestimmte Anzahl von Zellen innerhalb eines Brennstoffzellenstapels. Ferner kann eine Zellgruppe auch ein Brennstoffzellenstapel sein, wenn der Zellverbund insgesamt mehrere Brennstoffzellenstapel aufweist. The bus participants are each connected to a cell group. A cell group can be a certain number of cells within a cell group. For example, a certain number of cells within a fuel cell stack. Furthermore, a cell group can also be a fuel cell stack if the cell assembly has a total of several fuel cell stacks.
Die Busteilnehmer können ausgebildet sein, mindestens eine Messgröße von verschiedenen Zellen der jeweiligen Zellgruppe zu erfassen, bevorzugt von allen Zellen der jeweiligen Zellgruppe. Insbesondere kann der Busteilnehmer ausgebildet sein, die elektrische Spannung zu erfassen. The bus subscribers can be designed to detect at least one measured variable of different cells of the respective cell group, preferably of all cells of the respective cell group. In particular, the bus subscriber can be designed to detect the electrical voltage.
Bevorzugt umfasst der Busteilnehmer mindestens einen Analog-Digital Wandler, der ein analoges Signal der Zelle in ein digitales Signal umwandelt. Z.B. kann als analoges Eingangssignal die Spannung erfasst werden, die in ein digitales Signal, z.B. ein 12-Bit Signal konvertiert wird. Preferably, the bus subscriber comprises at least one analog-digital converter, which converts an analog signal of the cell into a digital signal. For example, For example, the voltage which is converted into a digital signal, e.g. a 12-bit signal is converted.
Vorteilhaft kann der Busteilnehmer mindestens einen Multiplexer umfassen. Der Multiplexer kann ausgebildet sein, die Messsignale der einzelnen Zellen einer Zellgruppe zu erfassen und diese analogen Signale dann dem Analog-Digital-Wandler zu senden. Ein solcher Busteilnehmer kann beispielsweise als Analog Digital Converter Modul (ADC-Modul) bezeichnet werden. Im Falle einer Brennstoffzelle kann man auch von einem Fuel Cell Supervisory Circuit (FCSC) sprechen. Advantageously, the bus subscriber can comprise at least one multiplexer. The multiplexer may be configured to detect the measurement signals of the individual cells of a cell group and then to send these analog signals to the analog-to-digital converter. Such a bus subscriber can be referred to, for example, as an analogue digital converter module (ADC module). In the case of a fuel cell, one can also speak of a Fuel Cell Supervisory Circuit (FCSC).
Die mindestens zwei Busteilnehmer weisen jeweils mindestens einen elektrischen Adressierungskontakt auf. Mittels des mindestens einen elektrischen Adressierungskontakts ist den mindestens zwei Busteilnehmern jeweils eine eindeutige Busteilnehmeradresse zuweisbar. Ein Adressierungskontakt dient hierbei der Adressierung des Busteilnehmers. Zweckmäßig erhält der Busteilnehmer über die Verschaltung des Adressierungskontakts eine eindeutige Busteilnehmeradresse. Vorteilhaft dient dieser Kontakt ausschließlich der Adresszuweisung. Insbesondere sind also nicht die Kommunikationskontakte und die Spannungsversorgungskontakte als Adressierungskontakte anzusehen. Insbesondere erfolgt die Adresszuweisung nicht durch Auslesen einer dem Busteilnehmer bereits vorgegebenen und eindeutigen Busteilnehmeradresse. Vielmehr sind die zunächst busadressenlosen Busteilnehmer durch eine elektrische Verschaltung der elektrischen Adressierungskontakte adressierbar. Zweckmäßig wird durch die elektrischen Adressierungskontakte ein binärer Adressierungscode als Busteilnehmeradresse generiert. Dies kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, wie nachstehend erläutert wird. The at least two bus users each have at least one electrical addressing contact. By means of the at least one electrical addressing contact, the at least two bus subscribers can each be assigned a unique bus subscriber address. An addressing contact is used here for addressing the bus user. The bus subscriber expediently receives a unique bus subscriber address via the connection of the addressing contact. Advantageously, this contact is only the address assignment. In particular, therefore, not the communication contacts and the power contacts are to be regarded as addressing contacts. In particular, the address assignment is not carried out by reading a bus subscriber address already specified and unique to the bus subscriber. On the contrary, the bus subscribers, which are initially bus-address-free, can be addressed by an electrical connection of the electrical addressing contacts. Suitably, a binary addressing code is generated by the electrical addressing contacts as a bus subscriber address. This can be done in different ways, as explained below.
Das hier offenbarte System umfasst ferner mindestens ein Steuergerät. Das Steuergerät ist u.a. ausgebildet, über den Datenbus mit den mindestens zwei Busteilnehmern zu kommunizieren. The system disclosed herein further includes at least one controller. The control unit is u.a. configured to communicate via the data bus with the at least two bus participants.
Das Steuergerät kann u.a. ausgebildet sein, die Zellüberwachung zu regeln und/oder zu steuern. Es kann sich dabei um eine Engine Control Unit (ECU) handeln. Beispielsweise kann das Steuergerät für ein Brennstoffzellensystem auch als Stack Management Unit (SMU) bezeichnet werden. The control unit can i.a. be designed to regulate and / or control cell monitoring. It can be an engine control unit (ECU). For example, the control unit for a fuel cell system may also be referred to as a Stack Management Unit (SMU).
Als Datenbus kann hier beispielsweise eingesetzt werden: Serial Peripheral Interface (SPI), aber ohne Chip-Select, isoSPI, Controller Area Network (CAN), FlexRay, MOST, Local Interconnect Network (LIN). The following data buses can be used here: Serial Peripheral Interface (SPI), but without Chip Select, isoSPI, Controller Area Network (CAN), FlexRay, MOST, Local Interconnect Network (LIN).
Die mindestens zwei Busteilnehmer können jeweils mindestens ein Adressierungskontaktpaar aufweisen, wobei den mindestens zwei Busteilnehmern jeweils eine eindeutige Busteilnehmeradresse zuweisbar ist. Dazu können die Adressierungskontakte umfassenden Adressierungskontaktpaare eines Busteilnehmers mittels jeweils einer Kurzschlussbrücke elektrisch verbindbar und/oder verbunden sein. Eine solche Kurzschlussbrücke kann dabei beispielsweise vor der Montage gesetzt werden, beispielsweise als eine Bestückoption. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass im Service weniger Teile vorgehalten werden müssen. Beispielsweise können gleiche Anschlussstecker und gleiche Busteilnehmer bevorratet werden, deren Adressierung lediglich durch eine entsprechend gesteckte Kurzschlussbrücke (en: „Jumper“) erfolgt. Besonders bevorzugt sind die Adressierungskontaktpaare in einer Platine derart vorgesehen, dass die Platine selbst geschützt ist und die Kurzschlussbrücke vom Gehäuseäußeren des Busteilnehmers gesetzt werden kann. The at least two bus subscribers can each have at least one addressing contact pair, wherein the at least two bus subscribers can each be assigned a unique bus subscriber address. For this purpose, the Adressierungskontakte comprehensive addressing pairs of a bus station can be electrically connected and / or connected by means of one shorting bridge. Such a shorting bridge can be set, for example, before assembly, for example as a placement option. Such an embodiment has the advantage that fewer parts must be kept in the service. For example, it is possible to store the same connection plugs and the same bus subscribers whose addressing takes place only by means of a correspondingly inserted short-circuit bridge (s: "jumper"). Particularly preferably, the addressing contact pairs are provided in a circuit board such that the circuit board itself is protected and the shorting bridge can be set from the outside of the housing of the bus participant.
Der mindestens eine elektrische Adressierungskontakt und/oder das mindestens eine Adressierungskontaktpaar können mit einem Versorgungsbus zur Adressierung verbindbar und/oder verbunden sein. Insbesondere wird der Versorgungsbus dauerhaft verbunden. Mit anderen Worten sind als Adressierungskontakte nicht anzusehen etwaige Kommunikationsschnittstellen zum Anschluss von einem Adressiergerät, dass dem Busteilnehmer eine digitale Adresse zuweist. The at least one electrical addressing contact and / or the at least one addressing contact pair can be connectable and / or connected to a supply bus for addressing. In particular, the supply bus is permanently connected. In other words, not to be regarded as addressing contacts any communication interfaces for the connection of an addressing device that assigns the bus station a digital address.
Das System kann ferner eine Leitungseinheit, insbesondere einen Kabelbaum umfassen, wobei die Leitungseinheit bzw. der Kabelbaum den Datenbus und den Versorgungsbus aufweist. Die Leitungseinheit bzw. der Kabelbaum kann mindestens zwei Anschlussstecker aufweisen. Die Anschlussstecker können ausgebildet sein, jeweils zumindest einen der elektrischen Adressierungskontakte zu kontaktieren. Die Anzahl an Adressierungskontakte, die der Anschlussstecker kontaktiert, hängt zweckmäßig von der Adresse ab, die dem Busteilnehmer zugeordnet werden soll. Eine Leitungseinheit umfasst hier eine Ansammlung von Leitungen, die untereinander und/oder gegenüber der Umgebung isoliert sein können. Die Leitungen können jeweils einzeln isoliert sein, z.B. isolierte Kabel in einem Kabelbaum. Die einzelnen Leitungen der Leitungseinheit können zumindest teilweise in einem Isolationsmaterial eingebettet sein, wie beispielsweise in einer bevorzugt flexiblen Leiterplatte. The system may further comprise a conduit unit, in particular a cable harness, wherein the conduit unit or the wiring harness has the data bus and the supply bus. The line unit or the wiring harness can have at least two connection plugs. The connection plugs can be designed to contact at least one of the electrical addressing contacts. The number of addressing contacts contacted by the connector depends on the purpose from the address to be assigned to the bus subscriber. A line unit here comprises a collection of lines that can be isolated from each other and / or from the environment. The cables can each be isolated individually, eg insulated cables in a cable harness. The individual lines of the line unit may be at least partially embedded in an insulating material, such as in a preferably flexible circuit board.
Die Anschlussstecker können an jedem der mindestens zwei Busteilnehmer ansteckbar ausgeführt sein. Mit anderen Worten ist der Stecker von seiner Geometrie mit jedem der Busteilnehmer verbindbar, so dass einheitliche Busteilnehmer einsetzbar sind. Die Anschlussstecker und/oder die zu den Anschlussstecker führenden Anschlusskabel können durch ein visuelles Unterscheidungsmerkmal eindeutig voneinander unterscheidbar sein. Insbesondere handelt es sich um ein von außen im montierten Zustand der Anschlussstecker erkennbares Unterscheidungsmerkmal. Ist beispielsweise eine Zelle degradiert bzw. defekt, so kann das Steuergerät beispielsweise die Zellgruppe, den Busteilnehmer und/oder den Anschlussstecker rückmelden, die bzw. der mit der defekten Zelle verbunden ist. Auch wenn die Anschlussstecker während der Montage oder während einer späteren Reparatur vertauscht würden, könnte somit immer noch die Position der degradierten bzw. defekten Zelle innerhalb des Zellverbundes ermittelt werden, indem der Monteur den Anschlussstecker und die Zelle des Anschlusssteckers ausliest. Bevorzugt sind die Anschlussstecker dann ausgebildet, jeweils zumindest einen der elektrischen Adressierungskontakte zu kontaktieren. Dies ist insbesondere dann praktisch, wenn die Busteilnehmer als Gleichteile ausgebildet sind und/oder die Busteilnehmer derart eingehaust sind, dass eine eindeutige Identifizierung anhand eines eindeutigen Codes von außen nicht möglich ist. Die Anschlussstecker bzw. deren Anschlussleitungen können beispielsweise von außen sichtbar ausgebildet sein, beispielsweise weil sie über eine höhere Schutzart (z.B. IP65) verfügen. Somit kann eine Reparatur der Zelle beschleunigt werden. The connection plugs can be designed to be pluggable on each of the at least two bus users. In other words, the plug can be connected by its geometry to each of the bus subscribers so that uniform bus subscribers can be used. The connection plugs and / or the connection cables leading to the connection plugs can be clearly distinguished from one another by a visual differentiation feature. In particular, it is a recognizable from the outside in the assembled state of the connector distinguishing feature. If, for example, a cell is degraded or defective, the control unit can, for example, confirm the cell group, the bus subscriber and / or the connection plug which is connected to the defective cell. Even if the connectors were reversed during assembly or during a later repair, so could still be determined the position of the degraded or defective cell within the cell group by the fitter reads the connector and the cell of the connector. The connection plugs are then preferably designed to contact at least one of the electrical addressing contacts. This is particularly useful when the bus participants are designed as common parts and / or the bus participants are housed in such a way that a clear identification based on a unique code from the outside is not possible. The connection plugs or their connection lines can be made visible, for example, from the outside, for example because they have a higher degree of protection (for example IP65). Thus, a repair of the cell can be accelerated.
Das System kann für unterschiedliche Brennstoffzellensysteme, die sich in ihrer Anzahl an Brennstoffzellen unterscheiden, eine unterschiedliche Anzahl von baugleichen Busteilnehmern aufweisen. Das System kann für die unterschiedlichen Brennstoffzellensysteme unterschiedliche Leitungseinheiten bzw. Kabelbäume umfassen. Beispielsweise kann für Kraftfahrzeug mit einem leistungsstärkeren ersten Brennstoffzellensystem vorgesehen sein, dass ca. 500 Brennstoffzellen eingebaut und überwacht werden müssen. In ein solches System können dann beispielsweise 16 gleiche Busteilnehmer zur Spannungsüberwachung vorgesehene sein. In einem anderen Kraftfahrzeug kann indes ein kleineres zweites Brennstoffzellensystem vorgesehen sein, das dieselben Brennstoffzellen umfasst, jedoch in einer geringeren Anzahl als das erste Brennstoffzellensystem. Das zweite Brennstoffzellensystem kann beispielsweise lediglich 250 Brennstoffzellen umfassen. In diesem zweiten System können dann beispielsweise dieselben Busteilnehmer verbaut sein wie im ersten Brennstoffzellensystem, jedoch werden für dieses Brennstoffzellensystem zur Überwachung der Zellen lediglich 8 gleiche Busteilnehmer benötigt. Vorteilhaft können in beiden Systemen dieselben baugleichen Busteilnehmer eingesetzt werden. Die Adressierung der Busteilnehmer kann dann beispielsweise über Jumper und/oder über die Leitungseinheit bzw. den Kabelbaum erfolgen. Erfolgt die Adressierung über die Leitungseinheit bzw. den Kabelbaum, so kann die Adressierung besonders aufwandsarm und mit einer besonders geringen Teilevarianz erzielt werden. Das erste und zweite Brennstoffzellensystem müssen hierzu lediglich unterschiedliche Leitungseinheiten bzw. Kabelbäume aufweisen. The system may have a different number of identical bus subscribers for different fuel cell systems, which differ in their number of fuel cells. The system may include different line units or harnesses for the different fuel cell systems. For example, it may be provided for motor vehicles with a more powerful first fuel cell system that approximately 500 fuel cells must be installed and monitored. For example, 16 identical bus subscribers may be provided for voltage monitoring in such a system. In another motor vehicle, however, a smaller second fuel cell system may be provided which includes the same fuel cells but in a smaller number than the first fuel cell system. The second fuel cell system may comprise, for example, only 250 fuel cells. In this second system, for example, the same bus subscribers can then be installed as in the first fuel cell system, however, only 8 identical bus subscribers are required for this fuel cell system for monitoring the cells. Advantageously, the same identical bus subscribers can be used in both systems. The addressing of the bus subscribers can then take place, for example, via jumpers and / or via the line unit or the wiring harness. If the addressing takes place via the line unit or the cable harness, then the addressing can be achieved with particularly little effort and with a particularly low part variance. For this purpose, the first and second fuel cell systems merely have to have different line units or wiring harnesses.
Das System kann für unterschiedliche Brennstoffzellensysteme gleiche Leitungseinheiten umfassen, wobei mindestens ein Anschlussstecker der Leitungseinheit von der Leitungseinheit abtrennbar ist. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Leitungseinheit mit vielen Anschlusssteckern, z.B. für das erste System, gekürzt werden kann. Werden beispielsweise lediglich 8 Anschlussstecker anstatt 16 Anschlussstecker benötigt, kann die Leitungseinheit hinter den 8 benötigten Anschlusssteckern durchtrennt werden. Das Ende der Leitungseinheit kann zusätzlich isoliert werden. Alternativ könnten die restlichen 8 Anschlussstecker auch einfach nicht angeschlossen werden. Vorteilhaft kann somit die Teilevarianz weiter reduziert werden, was insbesondere im After-Sales-Service interessant sein kann. The system may comprise the same line units for different fuel cell systems, wherein at least one connector plug of the line unit is detachable from the line unit. For example, it can be provided that a line unit with many connection plugs, e.g. for the first system, can be shortened. If, for example, only 8 connection plugs are required instead of 16 connection plugs, the line unit behind the 8 required connection plugs can be cut through. The end of the line unit can be additionally insulated. Alternatively, the remaining 8 connectors could simply not be connected. Advantageously, thus the parts variance can be further reduced, which may be particularly interesting in after-sales service.
Die hier offenbarte Technologie betrifft ferner ein Verfahren zur Adressierung von mindestens zwei Busteilnehmern. Insbesondere zwei Busteilnehmer wie sie hier offenbart sind. Die Busteilnehmer können Teil des hier offenbarten Systems zur Überwachung von mehreren Zellen eines Kraftfahrzeugs sein. Die mindestens zwei Busteilnehmer weisen jeweils mindestens einen elektrischen Adressierungskontakt auf und mittels des mindestens einen elektrischen Adressierungskontakts kann den mindestens zwei Busteilnehmern jeweils eine eindeutige Busteilnehmeradresse zugewiesen werden. Die hier im Zusammenhang mit dem System offenbarten Merkmale sind ebenso auf das hier offenbarte Verfahren anwendbar und sollen als mitoffenbart gelten. The technology disclosed herein further relates to a method for addressing at least two bus subscribers. In particular, two bus subscribers as disclosed herein. The bus subscribers may be part of the system disclosed herein for monitoring multiple cells of a motor vehicle. The at least two bus subscribers each have at least one electrical addressing contact and by means of the at least one electrical addressing contact, the at least two bus subscribers can each be assigned a unique bus subscriber address. The features disclosed herein in connection with the system are also applicable to the method disclosed herein and should be construed as being disclosed.
Mit anderen Worten liegt der hier offenbarten Technologie die Idee zugrunde, Messinsel vorzusehen, welche eine bestimmte Anzahl von Bipolarplatten (n) kontaktiert, um deren Zellspannungen 1 bis (n – 1) zu messen. Abhängig von der Größe des Zellverbundes, z.B. eines Stacks, können x dieser Messinseln verbaut sein. Das Auslesen der Messwerte kann zentral über eine Recheneinheit (ECU, Steuergerät, Logikeinheit etc.) erfolgen. Zudem sollen die Messinseln zweckmäßig über die Stecker binär kodiert werden, damit eine eindeutige Zuordnung der Zellspannungen möglich ist. Das einziges Bauteil, welches bevorzugt nicht modular wäre, ist die Leitungseinheit bzw. der Kabelbaum, welcher die Messinseln mit der ECU verbindet. Vorteilhaft kann somit ein Baukastenprinzip realisiert werden, bei dem es nur einen Typ von Messinseln und einen Typ von Steuergeräte gibt. Aufgrund der viel höheren Stückzahlen reduzieren sich vorteilhaft die Stückkosten für die Komponenten und die Bauteilevarianz kann verringert werden. In other words, the technology disclosed here is based on the idea of providing a measuring island which contacts a specific number of bipolar plates (n) in order to supply their cell voltages 1 to (n - 1) to measure. Depending on the size of the cell network, eg a stack, x of these measuring islands can be installed. The reading of the measured values can be carried out centrally via a computing unit (ECU, control unit, logic unit, etc.). In addition, the measuring islands should be suitably coded binary via the plug, so that a clear assignment of the cell voltages is possible. The only component that would preferably not be modular is the lead unit or harness connecting the gauges to the ECU. Advantageously, therefore, a modular principle can be realized, in which there is only one type of measuring islands and one type of control units. Due to the much higher quantities, the unit costs for the components are advantageously reduced and the component variance can be reduced.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: The technology disclosed herein will now be explained with reference to the figures. Show it:
Die
Die hier gezeigten Busteilnehmer
Über den Versorgungskontakt Va ist der Busteilnehmer
Die
Die
Die
Die in den
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen. The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only, and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100, 100‘ 100, 100 '
- Zellverbund cell assembly
- 10a, 10b, 10c, 10d 10 a , 10 b , 10 c , 10 d
- Zellgruppe cell group
- 10ax, 10bx, 10cx, 10dx 10 ax , 10 bx , 10 cx , 10 dx
- Zelle cell
- 20a, 20b, 20c, 20d 20 a , 20 b , 20 c , 20 d
- Busteilnehmer bus users
- 22a, 22b, 22c, 22d 22 a , 22 b , 22 c , 22 d
- Kurzschlussbrücke Shorting
- 30 30
- Steuergerät control unit
- 40, 40‘ 40, 40 '
- Kabelbaum harness
- 42 42
- Datenbusses data bus
- 44 44
- Versorgungsbus supply bus
- 46a, 46b, 46c, 46d 46 a , 46 b , 46 c , 46 d
- Anschlussstecker connector
- Sax, Sbx, Scx, Sdx S ax , S bx , S cx , S dx
- Adressierungskontakt addressing Contact
- Saxy, Sbxy, Scxy, Sdxy Sxy , Sxyxy , Sxyxy , Sxyxy
- Adressierungskontaktpaar Addressing contact pair
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2007102031 A1 [0001] WO 2007102031 A1 [0001]
- WO 2005069026 A1 [0001] WO 2005069026 A1 [0001]
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DE102015224485.7A DE102015224485A1 (en) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Method and system for monitoring a plurality of cells of a motor vehicle |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020104375A1 (en) | 2020-02-19 | 2021-08-19 | Webasto SE | Battery module for building a battery system for a vehicle |
EP4123770A2 (en) | 2021-07-21 | 2023-01-25 | Marquardt GmbH | System and method for detecting position of a plurality of contact modules of a fuel cell system and fuel cell system comprising such a system |
JP2023040608A (en) * | 2021-09-10 | 2023-03-23 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | Identifier setting system |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3347357A1 (en) * | 1983-12-28 | 1985-07-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | DEVICE FOR ASSIGNING ADDRESSES TO PLUG-IN ASSEMBLIES |
DE19631894A1 (en) * | 1996-03-07 | 1997-09-11 | Siemens Ag | Bus subscriber's plug-in arrangement |
US6184656B1 (en) * | 1995-06-28 | 2001-02-06 | Aevt, Inc. | Radio frequency energy management system |
WO2005069026A1 (en) | 2004-01-20 | 2005-07-28 | Hydrogenics Corporation | Fuel cell voltage monitoring system and associated electrical connectors |
DE102004021679A1 (en) * | 2004-04-29 | 2005-11-24 | Josef Gerhard Geier | Electrical installation arrangement for buildings has supply leads from a distributor in common boxes with signal sensor and actuator leads |
DE102005057523A1 (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-14 | Siemens Ag | Automation system e.g. power supply system, operating method, involves partially reacting automation devices, which do not receive data after expiration of given time period and are assigned to address |
WO2007102031A1 (en) | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Afc Energy Plc | Fuel cell voltage monitor |
DE102014006619A1 (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | ATLANTIS Information Technology GmbH | connection cable |
-
2015
- 2015-12-08 DE DE102015224485.7A patent/DE102015224485A1/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3347357A1 (en) * | 1983-12-28 | 1985-07-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | DEVICE FOR ASSIGNING ADDRESSES TO PLUG-IN ASSEMBLIES |
US6184656B1 (en) * | 1995-06-28 | 2001-02-06 | Aevt, Inc. | Radio frequency energy management system |
DE19631894A1 (en) * | 1996-03-07 | 1997-09-11 | Siemens Ag | Bus subscriber's plug-in arrangement |
WO2005069026A1 (en) | 2004-01-20 | 2005-07-28 | Hydrogenics Corporation | Fuel cell voltage monitoring system and associated electrical connectors |
DE102004021679A1 (en) * | 2004-04-29 | 2005-11-24 | Josef Gerhard Geier | Electrical installation arrangement for buildings has supply leads from a distributor in common boxes with signal sensor and actuator leads |
DE102005057523A1 (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-14 | Siemens Ag | Automation system e.g. power supply system, operating method, involves partially reacting automation devices, which do not receive data after expiration of given time period and are assigned to address |
WO2007102031A1 (en) | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Afc Energy Plc | Fuel cell voltage monitor |
DE102014006619A1 (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | ATLANTIS Information Technology GmbH | connection cable |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020104375A1 (en) | 2020-02-19 | 2021-08-19 | Webasto SE | Battery module for building a battery system for a vehicle |
WO2021165490A1 (en) * | 2020-02-19 | 2021-08-26 | Webasto SE | Battery module for constructing a battery system for a vehicle |
EP4123770A2 (en) | 2021-07-21 | 2023-01-25 | Marquardt GmbH | System and method for detecting position of a plurality of contact modules of a fuel cell system and fuel cell system comprising such a system |
DE102021118846A1 (en) | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Marquardt Gmbh | System and method for detecting the position of a large number of contact modules in a fuel cell system and fuel cell system with such a system |
JP2023040608A (en) * | 2021-09-10 | 2023-03-23 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | Identifier setting system |
JP7414779B2 (en) | 2021-09-10 | 2024-01-16 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | Identifier setting system |
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