DE102016011768A1 - Battery system with bidirectional wireless communication - Google Patents

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Abstract

Batteriesystem, umfassend einen Akkupack (11) bestehend aus mehreren Zellen (111), eine Batteriemanagementeinheit (10), welche über Leistungsleitungen (101) und Überwachungsleitungen (102) mit dem Akkupack (11) verbunden und dazu vorbereitet ist, verschiedene Zustandswerte, insbesondere eine bereitgestellte Spannung und/oder einen abgegebenen Strom, einzelner Zellen (111) und/oder von Gruppen von Zellen (111) und/oder des Akkupacks als Ganzes zu messen, ein Drahtlosschnittstellenmodul (12), welche über einen Datenbus (112) mit der Batteriemanagementeinheit (10) und über eine Drahtlosverbindung (120) mit einer Gegenstelle, insbesondere einem mobilen Kommunikationsgerät (20), kommuniziert, wobei über Datenbus (112), Drahtlosschnittstellenmodul (12) und Drahtlosverbindung (120) eine bidirektionale Kommunikation zwischen Batteriemanagementeinheit (10) und Gegenstelle (20) stattfindet, wobei die bidirektionale Kommunikation von der Gegenstelle (20) an die Batteriemanagementeinheit (10) gesendete Steuer- und Einstellsignale umfasst sowie je ein Verfahren zur Herstellung und zum Betreiben dieses Batteriesystems.Battery system, comprising a battery pack (11) consisting of a plurality of cells (111), a battery management unit (10) which is connected via power lines (101) and monitoring lines (102) to the battery pack (11) and prepared to different state values, in particular one to provide voltage and / or current delivered, individual cells (111) and / or groups of cells (111) and / or the battery pack as a whole, a wireless interface module (12) connected to the battery management unit via a data bus (112) (10) and via a wireless connection (120) with a remote station, in particular a mobile communication device (20), communicates via data bus (112), wireless interface module (12) and wireless connection (120) bidirectional communication between battery management unit (10) and remote station (20) takes place, wherein the bidirectional communication from the remote station (20) to the battery management unit (10 ) and a respective method for producing and operating this battery system.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung und zum Betreiben eines solchen Batteriesystems.The present invention relates to a battery system according to the preamble of claim 1 and a method for producing and operating such a battery system.

Akkupacks als Quelle elektrischer Energie für mobile Geräte wie Laptops, Handys, Kameras oder Fortbewegungsmittel wie Fahrräder oder Autos, sind weit verbreitet. Insbesondere bei Anwendungen, bei denen Akkupacks mit vielen Zellen und/oder anspruchsvollen Lade- und Entladezyklen eingesetzt werden, ist es von Interesse, über den aktuellen Zustand des Akkupacks bzw. der darin verbauten Batteriezellen informiert zu sein. Interessant sind hierbei beispielsweise die Spannung, Strom, Temperatur, Ladezustand, verbleibende Energie, bereits abgegebene Energie, maximal abgegebener Strom, maximale Spannung und weitere Zustandsparameter bzw. -werte.Battery packs as a source of electrical energy for mobile devices such as laptops, mobile phones, cameras or means of transportation such as bicycles or cars are widely used. Especially in applications where battery packs with many cells and / or demanding charging and discharging cycles are used, it is of interest to be informed about the current state of the battery pack or the battery cells installed therein. For example, the voltage, current, temperature, state of charge, remaining energy, energy already delivered, maximum delivered current, maximum voltage and other state parameters or values are interesting.

Aus dem Stand der Technik sind Batterieüberwachungseinheiten bekannt, welche oben genannte Zustandsparameter messen bzw. berechnen können. Der aktuelle Arbeitszustand einer Zelle oder des Akkupacks als Ganzes ergibt sich hierbei im Wesentlichen aus der abfallenden Spannung und dem abgegebenen Strom sowie der Temperatur. Hieraus lassen sich weitere Werte wie Ladungszustand bzw. verbleibende Restladung sowie verbleibende Restenergie ableiten. Wird die Batterieüberwachung über einen ganzen Einsatzzeitraum, zum Beispiel beginnend mit dem letzten vollständigen Laden des Akkupacks bzw. der Zelle durchgeführt, so sind weitere interessierende Werte wie bereits abgegebene Energie und verbleibende Restenergie anhand der Verlaufswerte nachvollziehbar und können durch die Batterieüberwachung berechnet werden.Battery monitoring units are known from the prior art which can measure or calculate the above-mentioned state parameters. The current working state of a cell or of the battery pack as a whole results here essentially from the falling voltage and the discharged current and the temperature. From this, further values such as state of charge or residual charge remaining and remaining residual energy can be derived. If the battery monitoring is carried out over a whole period of use, for example starting with the last complete charging of the battery pack or the cell, further values of interest, such as energy already released and residual energy remaining, can be traced on the basis of the progress values and can be calculated by the battery monitoring.

Diese Werte werden von der Batterieüberwachung gespeichert und angezeigt und/oder an eine Gegenstelle übertragen, wo sie dann aufgezeichnet oder weitergehend analysiert werden können. Diese Übertragung kann entweder drahtgebunden über dedizierte Datenleitungen erfolgen, was aber den Nachteil einer aufwändigen Verkabelung nach sich zieht. Eine elegantere Lösung ist in der Veröffentlichungsschrift DE 10 2014 102 366 A1 offenbart, wobei die von der Batterieüberwachungseinheit gemessenen oder abgeleiteten Zustandsdaten des Akkupacks drahtgebunden über die Leistungszuleitungen an die Erfassungsstelle weitergegeben werden. Hierbei werden die Statusinformationen als ein oszillierendes Signal der abgegebenen Gleichspannung überlagert.These values are stored by the battery monitor and displayed and / or transmitted to a remote station, where they can then be recorded or further analyzed. This transmission can be done either via wired data lines, but this entails the disadvantage of a complex wiring. A more elegant solution is in the publication DE 10 2014 102 366 A1 disclosed, wherein the measured or derived by the battery monitoring unit state data of the battery pack are wired via the power supply lines to the detection point. Here, the status information is superimposed as an oscillating signal of the DC output voltage.

Die Weitergabe der Status- und Zustandsinformationen kann jedoch auch drahtlos erfolgen, wie dies beispielsweise in Veröffentlichungsschriften JP 2003 123847A , WO 2015/181566 und US 2005/0151657A1 beschrieben ist.However, the passing on of the status and status information can also take place wirelessly, as for example in publications JP 2003 123847A . WO 2015/181566 and US 2005 / 0151657A1 is described.

Akkupack, Batterieüberwachung und ggf. Schnittstelle bilden in Einheit ein sogenanntes Batteriesystem. Es ist aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt, die Funktionalität der Batterieüberwachung eines Batteriesystems dahingehend zu erweitern, dass nicht nur Zustandsinformationen erfasst bzw. abgeleitet werden können, sondern auch auf den Betriebszustand, beispielsweise die bereitgestellte Spannung und/oder den abgegebenen Strom abgegebener Zellen, Gruppen von Zellen oder des Akkupacks als Ganzes Einfluss genommen werden kann. In einem solchen Falle der aktiven Einflussnahme spricht man nicht von einer Batterieüberwachungseinheit sondern von einer Batteriemanagementeinheit. Batteriemanagementeinheiten sind insbesondere beim Aufladen von Akkupacks notwendig, bei dem sie den sogenannten Ladungsausgleich zwischen den einzelnen Zellen sicherstellen. Dieser ist nötig, da die Zellen eines Akkupacks schon direkt nach der Herstellung alle leicht unterschiedliche Kapazitäten aufweisen. Dies führt dazu, dass bei einem Betrieb ohne Lade bzw. auch Entladeausgleich die Zellen mit niedriger Kapazität relativ mehr belastet, das heißt höher geladen und tiefer entladen würden als Zellen mit höherer Kapazität, und daher auch schneller alterten, was die Kapazitätsunterschiede weiter verstärkte. Die Folge wäre, dass nach gewisser Zeit manche der Zellen schon ausfielen, obwohl andere noch eine recht große Restlebensdauer aufweisen. Um dies zu vermeiden, führen Batteriemanagementeinheiten heutiger Batteriesysteme beim Aufladen aber auch beim Entladen einen Ausgleich durch, bei dem zu jedem Zeitpunkt sicher gestellt wird, dass der Anteil der von einer Zelle aufgenommen bzw. abgegebenen Leistung an der Gesamtleistung jeweils der noch freien bzw. verbliebenen Restkapazität entspricht und die Gesamtleistung abhängig von der Temperatur einzelner oder aller Zellen einstellen. Hierzu muss die Batteriemanagementeinheit über Mittel verfügen, die an einzelnen Zellen und/oder Gruppen von Zellen anliegende Spannung sowie den abgegebenen Strom zu steuern. Im Stand der Technik sind hierfür verschiedene Methoden bekannt. Da diese nicht Gegenstand vorliegender Erfindungen sind, soll hier nicht näher auf sie eingegangen werden.Battery pack, battery monitoring and possibly interface form in unit a so-called battery system. It is also known from the prior art to extend the functionality of battery monitoring of a battery system in such a way that not only state information can be detected, but also the operating state, for example the voltage provided and / or the output current of discharged cells, Groups of cells or the battery pack as a whole can be influenced. In such a case, the active influence is not spoken by a battery monitoring unit but by a battery management unit. Battery management units are particularly necessary when charging battery packs, in which they ensure the so-called charge balance between the individual cells. This is necessary because the cells of a battery pack already have slightly different capacities right after production. As a result, in a no-load operation, the low-capacity cells would be relatively more loaded, that is, charged higher and discharged lower than higher-capacity cells, and therefore aged faster, further increasing capacity differences. The result would be that after some time some of the cells have already failed, although others still have a fairly long residual lifespan. In order to avoid this, battery management units of today's battery systems perform a charge when charging but also when discharging, in which it is ensured at all times that the proportion of the power taken up or delivered by one cell in the total power of the remaining free or remaining one Residual capacity and adjust the total power depending on the temperature of individual or all cells. For this, the battery management unit must have means to control the voltage applied to individual cells and / or groups of cells as well as the output current. In the prior art, various methods for this purpose are known. Since these are not the subject of existing inventions, will not be discussed here in detail.

Ebenfalls im Stand der Technik bekannt ist eine drahtlose Überwachung eines Akkupacks bzw. Batteriesystems. Die Offenlegungsschrift US 2006/0152190A1 offenbart beispielsweise eine drahtlose Überwachung des Gesundheitszustands einzelner Zellen eines Akkupacks und schlägt auch vor, bei festgestellter Überlastung einzelner Zellen diese zu ihrem Schutz durch einen drahtlos aktivierbaren Schutzschalter zu überbrücken. Der Nachteil der dortigen Lehre ist, dass keine Steuerung des Batteriesystems als Ganzes durchführbar ist, auch kein abgegebener Strom oder eine anliegende Spannung einstellbar ist. Weiterhin ist ein Lade- bzw. Entladeausgleich nach der dortigen Lehre nicht möglich. Des Weiteren wird zur drahtlosen Überwachung wie auch zur Aktivierung der Schutzschalter ein dediziertes Gerät benötigt, das nicht anderweitig einsetzbar ist und einen zusätzlichen Kostenaufwand darstellt.Also known in the art is wireless monitoring of a battery pack or battery system. The publication US 2006 / 0152190A1 for example, discloses wireless monitoring of the health of individual cells of a battery pack, and also suggests bridging individual cell overloads for protection by a wirelessly activatable circuit breaker. The disadvantage of the teaching there is that no control of the Battery system can be carried out as a whole, no output current or an applied voltage is adjustable. Furthermore, a charge or Entladeausgleich according to the teaching there is not possible. Furthermore, the wireless monitoring as well as the activation of the circuit breaker, a dedicated device is needed, which is not otherwise used and represents an additional cost.

In der Veröffentlichungsschrift WO 2016/082208A1 wird ein Batteriemanagementsystem beschrieben, bei dem nur die Messung aktueller Zustandswerte wie anliegende Spannung, abgegebener Strom und Temperatur „on-board”, d. h. durch die Batteriemanagementeinheit selbst erfolgt. Die gemessenen Werte werden dann per Drahtlosschnittstelle an einer nicht in dem Batteriesystem befindliche (off-board) Auswerteeinheit weitergegeben, wo weitergehende Zustandsinformationen abgeleitet bzw. berechnet werden. Anhand dieser Information wird dann von der off-board Auswerteeinheit aus einer vordefinierten Menge von Batteriemodi ein optimaler ausgewählt und an die Batteriemanagementeinheit gesendet, welche dann die Batterie entsprechend konfiguriert.In the publication font WO 2016 / 082208A1 a battery management system is described in which only the measurement of current state values such as applied voltage, current output and temperature on-board, ie by the battery management unit itself. The measured values are then forwarded via a wireless interface to an off-board evaluation unit, which is not located in the battery system, where further status information is derived or calculated. Based on this information, an optimum is then selected by the off-board evaluation unit from a predefined set of battery modes and sent to the battery management unit, which then configures the battery accordingly.

Die zwischen Batteriemanagementsystem und Auswerteeinheit stattfindende Kommunikation betrifft hierbei nur die Statusinformation, welche vom Batteriemanagementsystem an die Auswerteeinheit abgegeben werden, sowie die in umgekehrter Richtung gesendete Information des von der Batteriemanagementeinheit anzuwendenden Batteriemodus. Eine Übermittlung weitergehender Steuer- oder Einstellinformationen findet nicht statt.The communication taking place between the battery management system and the evaluation unit relates in this case only to the status information which is output by the battery management system to the evaluation unit, as well as the information sent in the reverse direction of the battery mode to be applied by the battery management unit. Transmission of further control or setting information does not take place.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe vorliegender Erfindungen ein Batteriesystem zu entwickeln, bei dem eine umfassende Steuerung bzw. Regelung aller Arbeitsparameter sowie internen Konfigurationen durch eine drahtlos kommunizierende Gegenstelle möglich ist.Against this background, it is an object of existing inventions to develop a battery system in which a comprehensive control or regulation of all working parameters and internal configurations by a wirelessly communicating remote site is possible.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Batteriesystem nach dem Anspruch 1, welches insbesondere nach dem Verfahren gemäß Anspruch 8 hergestellt, und nach dem Verfahren gemäß Anspruch 9 betrieben wird.This object is achieved by a battery system according to claim 1, which is produced in particular by the method according to claim 8, and operated by the method according to claim 9.

Die wesentliche Eigenschaft des Batteriesystems gemäß vorliegender Erfindung ist hierbei, dass eine drahtlose, bidirektionale Kommunikation zwischen dem Batteriesystem und der Gegenstelle stattfindet welche nicht nur Zustandsinformationen in der einen und Konfigurationseinstellungen in der anderen Richtung, sondern auch Steuersignale bzw. -daten umfasst, die von der Gegenstelle an das Batteriesystem gesendet werden.The essential characteristic of the battery system according to the present invention is that wireless, bi-directional communication takes place between the battery system and the remote station, which not only includes status information in one and configuration settings in the other direction, but also control signals or data generated by the battery Remote station to be sent to the battery system.

Gemäß vorliegender Erfindung kann ein nur aus Akkupack und Batteriemanagementeinheit bestehendes, herkömmliches Batteriesystem dadurch zu einer bidirektionalen, drahtlosen Kommunikation befähigt werden, dass ein Drahtlosschnittstellenmodul mit Datenbusanschluss gemäß eines Datenübertragungsstandards wie CAN, RS-232 oder ähnlichem an die Batteriemanagementeinheit, welche über eine gleichartige Datenschnittstelle verfügt, angeschlossen wird. Wie in Anspruch 8 beschrieben, eignet sich das erfindungsgemäße Batteriesystem daher zu einer Herstellung durch Nachrüstung eines solchen Drahtlosschnittstellenmoduls in ein herkömmliches Batteriesystem, welches nur Akkupack und Batteriemanagementeinheit umfasst. Hierbei wird vorteilhaft ausgenutzt, dass selbst solche herkömmlichen, nicht zur drahtlosen Kommunikation befähigten Batteriesysteme bzw. Batteriemanagementeinheiten zum Auslesen der von der Batteriemanagementeinheit erfassten Daten üblicherweise schon über eine der oben genannten Datenschnittstellen verfügen.According to the present invention, a conventional battery system consisting only of battery pack and battery management unit may be enabled for bi-directional wireless communication by having a data interface wireless interface module according to a communication standard such as CAN, RS-232 or the like to the battery management unit having a similar data interface , is connected. As described in claim 8, the battery system according to the invention is therefore suitable for production by retrofitting such a wireless interface module in a conventional battery system, which includes only battery pack and battery management unit. In this case, advantage is taken of the fact that even such conventional battery systems or battery management units that are not capable of wireless communication for reading out the data acquired by the battery management unit usually already have one of the above-mentioned data interfaces.

Die bidirektionale Kommunikation zwischen Batteriesystem bzw. Batteriemanagementeinheit und Gegenstelle, insbesondere einem mobilen Kommunikationsgerät wie einem Handy oder Tablet, aber auch einem Laptop PC, umfasst hierbei Statusinformationen des Akkupacks, welche von der Batteriemanagementeinheit drahtlos an die Gegenstelle weitergegeben werden sowie von der Gegenstelle aus den aktuell empfangenen sowie den Verlaufswerten abgeleiteten Steuer- und Einstellsignalen, welche die Gegenstelle ebenfalls drahtlos an das Batteriesystem bzw. die Batteriemanagementeinheit überträgt. Anhand die Steuer- und Einstellsignale steuert das Batteriemanagementsystem mit Hilfe der intern vorhandenen elektronischen Aktuatoren die Spannung und/oder den abgegebenen Strom einzelner Zellen, Gruppen von Zellen oder des Akkupacks als Ganzes. Bei der Berechnung der Steuersignale berücksichtigt die Gegenstelle, insbesondere das mobile Kommunikationsgerät, eine gewünschte Leistungsabgabe, die den aktuellen ist-Zustand des Akkupacks hinsichtlich verbleibender Restladung sowie Temperatur.The bidirectional communication between the battery system or battery management unit and the remote site, in particular a mobile communication device such as a cell phone or tablet, but also a laptop PC, this case includes status information of the battery pack, which are passed from the battery management unit wirelessly to the remote station and from the remote from the current received as well as the historical values derived control and setting signals, which also transmits the remote station wirelessly to the battery system or the battery management unit. Based on the control and adjustment signals, the battery management system controls the voltage and / or the output current of individual cells, groups of cells or the battery pack as a whole with the aid of the internally present electronic actuators. When calculating the control signals, the remote station, in particular the mobile communication device, takes into account a desired power output, which is the current actual state of the battery pack with regard to remaining residual charge and temperature.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Batteriesystems mit Hilfe einer Gegenstelle, insbesondere eines mobilen Kommunikationsgerätes, sieht vor, oben angesprochene Regelungen des Akkupacks derart durchzuführen, dass in einem ersten Schritt durch die Batteriemanagementeinheit über Datenbus, Drahtlosschnittstelle und Drahtloskommunikationsverbindung Zustandsinformation des Akkupacks an die Gegenstelle übermittelt werden, dann in einem zweiten Schritt die Gegenstelle einen aus den Zustandsinformationen abgeleiteten ist-Zustand mit einem gewünschten Soll-Zustand vergleicht und anhand der Differenz der beiden Zustände Steuer- bzw. Einstellsignale in Form von Stell-Befehlen an die in der Batteriemanagementeinheit vorhandenen elektronischen Aktuatoren errechnet, diese dann im dritten Schritt- über die drahtlose Kommunikationsverbindung an die Batteriemanagementeinheit überträgt, dann in einem vierten Schritt die Batteriemanagementeinheit die empfangenen Steuer- bzw. Einstellsignale umsetzt, in dem die darin enthaltenen Einstellungen der jeweiligen Aktuatoren vorgenommen werden. Zum Durchführen einer fortgesetzten Regelung ist es erforderlich, dass die vorher genannten vier-Schritte in angemessenen regel- und/oder unregelmäßigen Abständen, insbesondere im Abstand von einigen bis einigen hundert Millisekunden, wiederholt werden.The inventive method for operating a battery system according to the invention with the help of a remote station, in particular a mobile communication device, provides above-mentioned regulations of the battery pack perform such that transmitted in a first step by the battery management unit via data bus, wireless interface and wireless communication state information of the battery pack to the remote site are then compared in a second step, the remote station derived from the state information is-state with a desired desired state and based on the difference between the two states control or adjustment signals in the form of setting commands to those in the Battery management unit calculates existing electronic actuators, then transmits them in the third step via the wireless communication link to the battery management unit, then in a fourth step, the battery management unit converts the received control or setting signals, in which the settings contained therein of the respective actuators are made. To carry out a continued control, it is necessary that the aforementioned four steps be repeated at appropriate regular and / or irregular intervals, in particular at intervals of a few to a few hundred milliseconds.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Batteriesystems lassen sich in zwei Gruppen einteilen. Zum einen bietet das erfindungsgemäße Batteriesystem einem gegenüber bekannten Batteriesystem erweiterte Funktionalität dahingehend, dass eine umfassende Steuerung bzw. Regelung des Batteriesystems und, wesentlich, folglich auch daran angeschlossener Verbraucher und/oder Ladegeräte erreicht wird. Dies ist mit den aus dem Stand der Technik bekannten Batteriesystemen nicht möglich. Die bidirektionale Drahtlosverbindung zwischen Batteriesystem und Gegenstelle wird hierbei genutzt, um in der einen Richtung Statusinformationen des Akkupacks an die Gegenstelle zu senden und in der anderen Richtung Steuer-, Einstell- bzw. Konfigurationssignale und/oder Befehle von der Gegenstelle an das Batteriesystem bzw. speziell an die Batteriemanagementeinheit des selbigen zu senden.The advantages of the battery system according to the invention can be divided into two groups. On the one hand, the battery system according to the invention offers a functionality which is extended compared to a known battery system in that comprehensive control of the battery system and, essentially, also connected consumers and / or chargers is achieved. This is not possible with the battery systems known from the prior art. The bidirectional wireless connection between the battery system and the remote station is used here to send in one direction status information of the battery pack to the remote station and in the other direction control, setting or configuration signals and / or commands from the remote site to the battery system or specifically to the battery management unit of the same.

Als Steuer- bzw. Einstellsignale sollen hier solche Signale oder Befehle verstanden werden, die an die in der Batteriemanagementeinheit vorhandenen elektronischen Aktuatoren gerichtet sind und der Konditionierung von abgegebenem Strom und/oder bereitgestellter Spannung einzelner Zellen, von Gruppen von Zellen oder dem Akkupack als Ganzes dienen und/oder die effektive Schaltungsstruktur der Zellen beinflussen. Dies ist zu unterscheiden von Konfigurations- und Programmierbefehlen, welche in einen Speicher der Batteriemanagementeinheit abgelegt werden und die grundlegende Funktion bzw. Programmierung der Einheit betreffen und somit nicht direkt die Strom- oder Spannungsabgabe des Akkupacks steuern. Unter diese Kategorie fallen die Firmware die auf der Batteriemanagementeinheit ausgeführt wird und Änderungen/Upgrades selbiger sowie die Befehle und übrigen Informationen, welche die Analyse und Weiterberechnung der unmittelbar gemessenen Zellenparameter betreffen. Steuerung und Konfiguration können im Prinzip auch direkt über die, notwendig, analogen Signale erfolgen, jedoch würde im Allgemeinen dem herkömmlichen Stand der Technik entsprechend digitale Information aus den Signalen zu extrahiert und die Steuerung, insbesondere aber die Konfiguration/Programmierung der Batteriemanagementeinheit anhand dieser digitalen Daten vorgenommen.As control or setting signals are here to be understood as signals or commands that are directed to the present in the battery management unit electronic actuators and the conditioning of discharged power and / or voltage provided individual cells, groups of cells or the battery pack as a whole and / or affect the effective circuit structure of the cells. This is to be distinguished from configuration and programming commands, which are stored in a memory of the battery management unit and concern the basic function or programming of the unit and thus do not directly control the power or voltage output of the battery pack. Included in this category are the firmware executing on the battery management unit and changes / upgrades thereof as well as the commands and other information concerning the analysis and further calculation of the immediately measured cell parameters. In principle, control and configuration can also be effected directly via the, necessary, analogue signals, however, according to the conventional state of the art, digital information would generally be extracted from the signals and the control, but in particular the configuration / programming of the battery management unit, based on these digital data performed.

Im Übrigen ergeben sich Vorteile wirtschaftlicher Art. Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems, beispielsweise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einem herkömmlichen Batteriesystems ohne Drahtlosschnittstelle durch Hinzufügen einer solchen Schnittstelle, ermöglicht es, oben angesprochene Funktionalität bei vorhandenen Batteriesystemen nachzurüsten. Eine dedizierte Herstellung der, für die Kosten maßgeblichen, Komponenten Akkupack und Batteriemanagementeinheit, entfällt somit zumindest in dem Falle, dass ein solches herkömmliches Batteriesystem vorhanden ist.Incidentally, there are advantages of economic nature. The production of a battery system according to the invention, for example by means of the inventive method from a conventional battery system without wireless interface by adding such an interface, makes it possible to retrofit the above-mentioned functionality in existing battery systems. A dedicated production of the cost-relevant, components battery pack and battery management unit, thus eliminating at least in the event that such a conventional battery system is present.

Vorteilhafte Weiterbildungen in der Erfindung, welche einzelne und in Kombination realisierbar sind, sofern sie sich nicht gegenseitig offensichtlich ausschließen, sollen im Folgenden vorgestellt werden.Advantageous developments in the invention, which can be implemented individually and in combination, unless they are mutually exclusive, will be presented below.

Bevorzugt ist die Batteriemanagementeinheit des erfindungsgemäßen Batteriesystems dazu ausgelegt, die Zustandsinformationen des Akkupacks als Ganzes, einzelner Zellen, oder Gruppen von Zellen zu überwachen, welche zumindest eine anliegende Spannung, einen abgegebenen Strom und/oder die Temperatur umfassen. Weiterhin werden durch die Batteriemanagementeinheit erfindungsgemäß aus diesen gemessenen Zustandswerten anhand bekannter, einprogrammierter Informationen wie zum Beispiel Spannungs-, Ladungs- und Spannungs-Energiekennlinien, welche im allgemeinen auch von der Temperatur abhängig sein können, weitere Informationen über den aktuellen Zustand der Batterie, zum Beispiel den Ladungszustand oder auch der Gesundheitszustand abgeleitet werden. Darüber hinaus werden aus den erfassten und/oder abgeleiteten Informationen entweder durch die Batteriemanagementeinheit selbst oder aber, nach Übertragung der beschriebenen Informationen an die Gegenstelle, durch die Gegenstelle weitergehende interessierende Daten wie zum Beispiel die bisher abgegebene Ladung, die bisher abgegebene Energie, maximale oder minimale Spannung sowie maximaler oder minimaler Strom, jeweils bezogen auf einen bestimmten Betriebszeitraum abgeleitet und gespeichert. Es ist auch möglich durch die Gegenstelle, falls diese über entsprechende Anzeigemittel verfügt, den zeitlichen Verlauf der jeweiligen Werte auszugeben. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Batteriesystem gemäß vorliegender Erfindung, insbesondere dessen Batteriemanagementeinheit, so vorbereitet, dass sie über die Drahtlosverbindung sowie das Drahtlosschnittstellenmodul und den Datenbus von der Gegenstelle gesendeter Konfigurations- und Programmierbefehle empfangen und abspeichern kann und so zum Beispiel ein Upgrade der auf der Batteriemanagementeinheit laufenden Firmware möglich ist. Firmware umfasst hierbei alle fest in die Batteriemanagementeinheit programmierten Befehle, die den Ablauf von Messungen und Informationsweitergabe sowie dem Empfang und der Anwendung von Steuer- und Einstellungssignalen bzw. -befehlen sicherstellen.Preferably, the battery management unit of the battery system according to the invention is adapted to monitor the state information of the battery pack as a whole, individual cells, or groups of cells, which comprise at least one applied voltage, a discharged current and / or the temperature. Furthermore, by the battery management unit according to the invention from these measured state values based on known, programmed information such as voltage, charge and voltage energy characteristics, which may be generally dependent on the temperature, more information about the current state of the battery, for example the state of charge or state of health are derived. In addition, from the collected and / or derived information, either by the battery management unit itself or, after transmission of the described information to the remote site, by the remote station further interesting data such as the previously issued charge, the energy delivered so far, maximum or minimum Voltage and maximum or minimum current, each based on a specific operating period derived and stored. It is also possible by the remote station, if it has appropriate display means to output the time course of the respective values. In a particularly preferred embodiment, the battery system according to the present invention, in particular its battery management unit, is prepared so that it can receive and store configuration and programming commands sent by the remote station via the wireless connection and the data bus and thus, for example, an upgrade the firmware running on the battery management unit is possible. Firmware includes all commands permanently programmed into the battery management unit to ensure the flow of measurements and information, and the receipt and use of control and adjustment signals or commands.

Vorliegende Erfindung schlägt weiterhin vor, mittels der von der Gegenstelle gesendeten Steuer- bzw. Einstellsignale einen an das Batteriesystem angeschlossenen Verbraucher zu steuern oder den Ladevorgang durch ein angeschlossenes Ladegerät zu steuern. Die Verbrauchersteuerung würde hierbei ein Einstellen und Anpassen der abgegebenen Leistung durch Einstellung der vom Batteriesystem zur Verfügung gestellten Spannung oder des abgegebenen Stroms erfolgen. Hierzu ist es nötig, dass zwischen Batteriemanagementeinheit und Akkupack eine Leistungsverbindung besteht, das heißt die gesamte vom Akkupack abgegebene Energie durch die Batteriemanagementeinheit geleitet und von dieser gesteuert wird. Darin ist jedoch keine Einschränkung zu sehen, da im Stand der Technik bekannte Batteriesysteme ohne Drahtlosschnittstelle bereits üblicherweise so aufgebaut sind.The present invention also proposes, by means of the control or setting signals sent by the remote station, to control a consumer connected to the battery system or to control the charging process by means of a connected charger. The consumer control would in this case be done adjusting and adjusting the power delivered by adjusting the voltage provided by the battery system voltage or the output current. For this purpose, it is necessary that there is a power connection between the battery management unit and the battery pack, that is, the entire output from the battery pack energy is passed through the battery management unit and controlled by this. However, this is not to be seen as a restriction since prior art battery systems without a wireless interface are already conventionally constructed in this way.

Bei bisher bekannten Batteriesystemen, selbst wenn diese über einen Ladeausgleich verfügten, war es nötig, sie zum Aufladen an ein sogenanntes „intelligentes” Ladegerät anzuschließen, das heißt an ein Ladegerät, das dynamisch die zur Verfügung gestellte Spannung sowie den abgegebenen Strom an den Bedarf des jeweils geladenen Batteriesystems bzw. Akkupacks anpasst. Ein seit längerem bekanntes und einfaches Ladeschema ist hierbei beispielsweise das sogenannte konstanter Strom- konstante Spannungs-Ladeschema, bei dem zunächst die Ladespannung so angepasst wird, dass der in den Akku fließende Strom zeitlich konstant bleibt bis eine gewisse Schwellenspannung erreicht ist, ab welchem Zeitpunkt die Ladespannung konstant gehalten wird, sodass der Strom langsam gegen Null fällt. Liegt der Strom unter einem gewissen Schwellenwert, wird der Ladevorgang automatisch beendet. Andere, komplexere und der jeweiligen Batteriechemie angepasste Ladeschemata sind ebenfalls denkbar. Die eben beschriebene Funktionalität des Ladegeräts kann bei dem erfindungsgemäßen Batteriesystemen mit Regelung durch eine Gegenstelle bzw. ein mobiles Kommunikationsgerät per Drahtlosverbindung emuliert werden, indem die Gegenstelle den in den Akkupack fließenden Strom überwacht und auf einen gewissen gewünschten Wert regelt. Eine Regel- oder Steuerfähigkeit des Ladegeräts ist hierbei nicht nötig. Das erfindungsgemäße Batteriesystem bzw. der Akkupack des erfindungsgemäßen Batteriesystems kann damit an einer simplen Strom- oder Spannungsquelle geladen werden.In previously known battery systems, even if they had a charge balance, it was necessary to connect them for charging to a so-called "smart" charger, that is to a charger that dynamically supplied the voltage and the electricity supplied to the needs of each charged battery system or battery pack adapts. A long known and simple charging scheme here is, for example, the so-called constant current constant voltage charging scheme, in which initially the charging voltage is adjusted so that the current flowing into the battery remains constant in time until a certain threshold voltage is reached, from which point on Charging voltage is kept constant, so that the current slowly drops to zero. If the current is below a certain threshold, the charging process is automatically terminated. Other, more complex and the respective battery chemistry adapted charge schemes are also conceivable. The just described functionality of the charger can be emulated in the battery systems according to the invention with control by a remote station or a mobile communication device via wireless connection by the remote site monitors the current flowing in the battery pack current and controls to a certain desired value. A regulating or control capability of the charger is not necessary here. The battery system according to the invention or the battery pack of the battery system according to the invention can thus be charged to a simple current or voltage source.

Des Drahtlosmodul des erfindungsgemäßen Batteriesystems verfügt bevorzugt über eine Bluetooth, WLAN, ZigBee oder Dash7 Schnittstelle.The wireless module of the battery system according to the invention preferably has a Bluetooth, WLAN, ZigBee or Dash7 interface.

Erfindungsgemäß kann das Batteriesystem besonders kostengünstig und einfach hergestellt werden, wenn an ein bereits vorhandenes Batteriesystem umfassend ein Akkupack und eine Batteriemanagementeinheit, welche über eine drahtgebundene Datenschnittstelle, z. B. nach dem CAN, USB oder RS-232 Standard, verfügt, ein Drahtlosmodul mit einer der oben bezeichneten Drahtlosschnittstellen eingebaut und an die (drahtgebundene) Datenschnittstelle der Batteriemanagementeinheit angeschlossen wird. Somit ist die Funktionalität des erfindungsgemäßen Batteriesystems einfach an ältere, nicht mit Drahtlosschnittstellen ausgerüsteten Akkupacks nachrüstbar.According to the invention, the battery system can be manufactured in a particularly cost-effective and simple manner when connected to an already existing battery system comprising a battery pack and a battery management unit, which are connected via a wired data interface, for. For example, it has a CAN, USB, or RS-232 standard, a wireless module with one of the wireless interfaces listed above, and connected to the (wired) data interface of the battery management unit. Thus, the functionality of the battery system according to the invention is easy to retrofit to older, not equipped with wireless interfaces battery packs.

Beim Aufladen des Akkupacks des erfindungsgemäßen Batteriesystems an einer konstanten Strom- oder Spannungsquelle kann zusätzlich zum emulieren eines intelligenten Ladegerätes auch ein Ladungsausgleich durchgeführt werden, bei dem die in einzelne Zellen des Akkupacks oder in Gruppen von Zellen des Akkupacks eingespeiste Leistung diesen Zeitpunkt überwacht und so geregelt wird, dass die dennoch vorhandene Restkapazität, d. h. der Energiemenge, die noch in die jeweilige Zelle oder Zellengruppe passt, angepasst wird. Im einfachsten Fall würde die eingespeiste Energiemenge proportional zur im Verlauf des Ladevorgangs sinkenden Restkapazität abnehmen.When charging the battery pack of the battery system according to the invention to a constant current or voltage source, in addition to emulating an intelligent charger, a charge equalization can be performed, in which the power fed into individual cells of the battery pack or into groups of cells of the battery pack monitors and regulates this time is that the remaining capacity, d. H. the amount of energy that still fits into the particular cell or cell group is adjusted. In the simplest case, the amount of energy fed in would decrease proportionally to the residual capacity decreasing during the charging process.

Eine bevorzugte Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des Batteriesystems vorliegender Erfindung ist die Steuerung eines Elektromotors z. B. eines Elektrofahrrads oder auch eines Elektroautos. Hierbei wird zu jedem Zeitpunkt die aktuell vom Batteriesystem an den Motor abgegebene Leistung durch die Gegenstelle bzw. das mobile Kommunikationsgerät, überwacht und mit der abzugebenden Sollleistung verglichen. Diese wird anhand von Benutzereingaben, z. B. einem gewünschten Motorunterstützungsniveau oder einer gewünschten Geschwindigkeit, in Verbindung mit Messwerten anderweitiger Sensoren, z. B. Drehzahl und/oder Drehmoment und/oder Geschwindigkeitssensoren durch die Gegenstelle bestimmt. Anhand der Differenz von Ist- und Soll-Zustand der abgegebenen Leistung berechnet die Gegenstelle die an die Batteriemanagementeinheit drahtlos zu übermittelnden Steuer- und/oder Einstellsignale/Befehle. Eine dedizierte Elektronik zur Regelung der Leistungsabgabe des Motors ist hierdurch nicht mehr nötig. Da die meisten Benutzer eines Elektrofahrrads oder Elektroautos über ein mobiles Kommunikationsgerät, z. B. ein Smartphone oder Tablet, verfügen, stellt der Verzicht auf eine gesonderte Steuerelektronik keine praktische Einschränkung dar. Die operativen Vorteil für die Hersteller eines E-Bikes oder Elektroautos liegen auf der Hand: Zum einen die schon angesprochene Einsparung einer teuren und aufwändig zu entwickelnden Elektronik, zum anderen die Möglichkeit das Regelverhalten der eingesetzten Elektromotoren nachträglich durch ein simples Softwareupdate zu verändern und zu verbessern.A preferred extension of the method according to the invention for operating the battery system of the present invention is the control of an electric motor z. B. an electric bicycle or an electric car. In this case, the power currently delivered by the battery system to the engine is monitored by the remote station or the mobile communication device at any time and compared with the target power to be delivered. This is based on user input, eg. As a desired engine assistance level or a desired speed, in conjunction with measurements of other sensors, eg. B. speed and / or torque and / or speed sensors determined by the remote station. On the basis of the difference between the actual and desired state of the output power, the remote station calculates the control and / or setting signals / commands to be transmitted to the battery management unit wirelessly. Dedicated electronics to control the power output of the engine is thus no longer necessary. Since most users of an electric bicycle or electric car via a mobile communication device, eg. As a smartphone or tablet, the waiver of a separate control electronics is not a practical limitation. The operational advantage for the manufacturer An e-bike or electric car are obvious: On the one hand, the already mentioned saving of expensive and complex to develop electronics, on the other hand, the possibility to change the control behavior of the electric motors used later by a simple software update and improve.

Da die Gegenstelle, d. h. das mobile Kommunikationsgerät, Zugang zu allen Status- und Gesundheitszustandsinformationen des Akkupacks bzw. des Batteriesystems, hat, ist eine Ferndiagnose eventueller technischer Probleme seitens des Herstellers ebenfalls möglich. Das Aufsuchen einer Werkstatt, Einsenden eines Bauteils oder des ganzen Fahrrads an eine Werkstatt oder an den Hersteller lässt sich somit unter Umständen vermeiden.Since the remote site, d. H. the mobile communication device has access to all status and health status information of the battery pack or the battery system, a remote diagnosis of any technical problems on the part of the manufacturer is also possible. It is therefore sometimes possible to avoid visiting a workshop, sending in a component or the entire bicycle to a workshop or to the manufacturer.

Ein weiteres bevorzugtes Betriebsverfahren des erfindungsgemäßen Batteriesystems betrifft den Fall, dass als Verbraucher an das Batteriesystem ein oder mehrere Elektromotoren sowie ggf. ein oder mehrere Steuerservos angeschlossen sind. Dies setzt voraus, dass das Batteriesystem über mehrere, getrennt voneinander regelbarer Leistungsausgänge verfügt. Ein Beispielfall eines Gerätes, bei welchem eine solche Konfiguration sinnvoll einsetzbar ist, sind selbstmobile Arbeitsgeräte wie z. B. Rasenmähroboter, Staubsaugroboter oder auch Roboterlandmaschinen. Einen mit einer Kamera und/oder einer Positionsbestimmungsvorrichtung, wie einem Satellitennavigationsempfänger, ausgestattetes mobiles Kommunikationsgerät würde hierbei an einer entsprechenden Halterung des mobilen Arbeitsgeräts befestigt, welche der Kamera einen Blick in Fahrtrichtung bzw. dem Satellitennavigationsempfänger freien Empfang ermöglicht. Durch Ausführen einer entsprechenden Software oder App wird aus den Informationen der Kamera und/oder der Positionsbestimmungsvorrichtung sowie der vom Benutzer einzuprogrammierenden Arbeitsaufgabe, inklusive dem zu bearbeitenden Gebiet, ein Fahrweg errechnet und die Fortbewegung entlang des Fahrwegs durch eine Regelung der an das erfindungsgemäße Batteriesystem angeschlossenen Elektromotoren sichergestellt.A further preferred operating method of the battery system according to the invention relates to the case that one or more electric motors and optionally one or more control servos are connected as consumers to the battery system. This assumes that the battery system has several, separately controllable power outputs. An example of a device in which such a configuration is useful, are self-mobile tools such. As lawnmower robots, vacuum robots or robotic land machines. A mobile communication device equipped with a camera and / or a position-determining device, such as a satellite navigation receiver, would in this case be fastened to a corresponding holder of the mobile working device, which allows the camera a view in the direction of travel or the satellite navigation receiver free reception. By executing an appropriate software or app, a travel path is calculated from the information of the camera and / or the position determination device and the work task to be programmed by the user, including the area to be processed, and the travel along the travel path by regulating the electric motors connected to the battery system according to the invention ensured.

Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile vorliegender Erfindungen ergeben sich aus den folgenden anhand der Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispielen. Diese sollen vorliegende Erfindung neu illustrieren und in keiner Weise einschränken.Further properties, features and advantages of the present inventions will become apparent from the following exemplary embodiments explained in more detail with reference to the figures. These are intended to illustrate and in no way limit the present invention.

Es zeigen:Show it:

1: Schematischer Aufbau eines erfindungsgemäßen Batteriesystems mit Drahtlosschnittstelle. 1 : Schematic structure of a battery system according to the invention with wireless interface.

1 zeigt schematisch ein Batteriesystem umfassend einen Akkupack 11, über Hauptleitungen 101 und Messleitungen 102 gekoppelt an eine Batteriemanagementeinheit 10, welche wiederum per Datenbus 112 an ein Drahtlosschnittstellenmodul 12 angebunden ist. Über die Drahtlosschnittstelle können gemessene oder abgeleitete Zustandsinformationen sowie auch berechnete Informationen über die Drahtlosverbindung 120 an die Gegenstelle 20 gesendet werden. Als Gegenstelle 20 ist hier ein mobiles Kommunikationsgerät mit großer digitaler Anzeige, z. B. ein Smartphone oder Tablet, gezeigt, welches sich aufgrund der Speicher- und Datenverarbeitungskapazität sowie der vorhanden übrigen Sensoren sehr gut zur Durchführung der Steuer- und Regelungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung eignet. An den Polen 13 des Batteriesystems kann ein Verbraucher oder Ladegerät 30 angeschlossen sein. 1 schematically shows a battery system comprising a battery pack 11 , via mains 101 and test leads 102 coupled to a battery management unit 10 , which in turn via data bus 112 to a wireless interface module 12 is connected. The wireless interface can provide measured or inferred status information as well as calculated information about the wireless connection 120 to the remote station 20 be sent. As a remote station 20 Here is a mobile communication device with large digital display, z. As a smartphone or tablet, shown, which is due to the memory and data processing capacity and the available other sensors very well suited to carry out the control and regulation method according to the present invention. At the poles 13 The battery system may be a consumer or charger 30 be connected.

Das mobile Kommunikationsgerät 20 baut zunächst eine Drahtlosverbindung zum Batteriesystem auf, welches anhand einer fest in das Drahtlosmodul oder die Batteriemanagementeinheit einprogrammierten ID eindeutig identifizierbar ist. Sobald die Verbindung steht werden je nach Einsatzsituation periodisch oder auch nur sporadisch Zustandsinformationen des Akkus 11 über die Drahtlosverbindung abgefragt und im mobilen Kommunikationsgerät 20 gespeichert und ausgewertet. In umgekehrter Richtung können vom mobilen Kommunikationsgerät 20 Konfigurations- und Programmierbefehle an die Batteriemanagementeinheit 10 gesendet, und so beispielsweise ein Firmware-Update durchgeführt oder die für die Ermittlung abgeleiteter Zustandswerte herangezogenen Kennlinien geändert werden. Weiterhin ist es möglich, mit direkt oder mittelbar an die elektronischen Aktuatoren der Batteriemanagementeinheit 10 gerichteten Steuer- und Einstellbefehlen die Spannungs- und Stromabgabe einzelner Zellen 111, von Gruppen von Zellen sowie des Akkupacks 11 als Ganzes gesteuert und, falls Batteriemanagementeinheit 10 und Akkupack 11 derartig vorbereitet sind, die effektive Schaltstruktur des Akkupacks 11 einstellen.The mobile communication device 20 first builds a wireless connection to the battery system, which is clearly identifiable by means of a permanently programmed into the wireless module or the battery management unit ID. As soon as the connection is established, depending on the application situation, periodic or even sporadic status information of the battery is available 11 queried via the wireless connection and in the mobile communication device 20 saved and evaluated. In the reverse direction can from the mobile communication device 20 Configuration and programming commands to the battery management unit 10 and, for example, a firmware update is carried out or the characteristics used for the determination of derived state values are changed. Furthermore, it is possible with directly or indirectly to the electronic actuators of the battery management unit 10 directed control and adjustment commands the voltage and current output of individual cells 111 , groups of cells and the battery pack 11 controlled as a whole and in case of battery management unit 10 and battery pack 11 are prepared in this way, the effective switching structure of the battery pack 11 to adjust.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Batteriesystembattery system
1010
BatteriemanagementeinheitBattery management unit
101101
Haupt-/LeistungsleitungMain / power line
102102
Mess-/DatenleitungMeasurement / data line
1111
Akkupackbattery Pack
111111
Batteriezellebattery cell
112112
Datenbusbus
1212
DrahtlosschnittstellenmodulWireless interface module
1313
Polpole
120120
DrahtloskommunikationsverbindungWireless communication link
2020
Gegenstelle, mobiles KommunikationsgerätRemote station, mobile communication device
3030
Verbraucher/LadegerätConsumer / Charger

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014102366 A1 [0004] DE 102014102366 A1 [0004]
  • JP 2003123847 A [0005] JP 2003123847 A [0005]
  • WO 2015/181566 [0005] WO 2015/181566 [0005]
  • US 2005/0151657 A1 [0005] US 2005/0151657 A1 [0005]
  • US 2006/0152190 A1 [0007] US 2006/0152190 A1 [0007]
  • WO 2016/082208 A1 [0008] WO 2016/082208 A1 [0008]

Claims (12)

Batteriesystem, umfassend – einen Akkupack (11) umfassend eine oder mehrere Zellen (111), – eine Batteriemanagementeinheit (10), welche über Leistungs- und Überwachungsleitungen (101, 102) mit dem Akkupack (11) verbunden und dazu vorbereitet ist, verschiedene Zustandswerte, insbesondere eine bereitgestellte Spannung und/oder einen abgegebenen Strom, einzelner Zellen (111) und/oder von Gruppen von Zellen (111) und/oder des Akkupacks als Ganzes zu messen, – ein Drahtlosschnittstellenmodul (12), welche über einen Datenbus (112) mit der Batteriemanagementeinheit (10) und über eine Drahtlosverbindung (120) mit einer Gegenstelle, insbesondere einem mobilen Kommunikationsgerät (20), kommuniziert, wobei über Datenbus (112), Drahtlosschnittstellenmodul (12) und Drahtlosverbindung (120) eine bidirektionale Kommunikation zwischen Batteriemanagementeinheit (10) und Gegenstelle (20) stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass die bidirektionale Kommunikation von der Gegenstelle (20) an die Batteriemanagementeinheit (10) gesendete Steuer- und Einstellsignale bzw. -daten umfasst.Battery system, comprising - a battery pack ( 11 ) comprising one or more cells ( 111 ), - a battery management unit ( 10 ), which are connected via power and monitoring cables ( 101 . 102 ) with the battery pack ( 11 ) and is prepared to display various state values, in particular a voltage provided and / or a given current, of individual cells ( 111 ) and / or groups of cells ( 111 ) and / or the battery pack as a whole, - a wireless interface module ( 12 ), which via a data bus ( 112 ) with the battery management unit ( 10 ) and via a wireless connection ( 120 ) with a remote station, in particular a mobile communication device ( 20 ), whereby via data bus ( 112 ), Wireless interface module ( 12 ) and wireless connection ( 120 ) a bidirectional communication between battery management unit ( 10 ) and remote site ( 20 ), characterized in that the bidirectional communication from the remote site ( 20 ) to the battery management unit ( 10 ) comprises transmitted control and adjustment signals or data. Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemanagementeinheit (10) über die gemessenen Zustandswerte hinaus – aus den Zustandswerten anhand bekannter, einprogrammierter Informationen, wie beispielsweise temperaturabhängiger Spannungs-Ladungs- oder Spannungs-Energie-Kennlinien, weitergehende Zustandsdaten ableitet, und – gegebenfalls daraus weitere Werte, wie in einem gewissen Zeitraum abgegebene Ladung, abgegebene Energie, maximale Spannung, und/oder Batteriegesundheit einzelner Zellen (111), Gruppen von Zellen und/oder des gesamten Akkupacks (11) berechnet, und – die erfassten, abgeleiteten und/oder berechneten Zustandsdaten speichert, und – bei bestehender bidirektionaler Kommunikation an die Gegenstelle (20) sendet oder die Daten von dieser abfragbar sind.Battery system according to claim 1, characterized in that the battery management unit ( 10 ) beyond the measured state values - from the state values on the basis of known, programmed information, such as temperature-dependent voltage-charge or voltage-energy curves, derives further state data, and - if appropriate, further values, such as released in a given period of charge emitted Energy, maximum voltage, and / or battery health of individual cells ( 111 ), Groups of cells and / or the entire battery pack ( 11 ), and - stores the acquired, derived and / or calculated state data, and - in the event of bidirectional communication to the remote site ( 20 ) or the data can be queried by it. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Gegenstelle (20) über drahtlose Datenverbindung (120), Drahtlosschnittstellenmodul (12) und Datenbus (112) Firmware-Updates auf die Batteriemanagementeinheit (10) aufspielbar sind.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that from the remote station ( 20 ) via wireless data connection ( 120 ), Wireless interface module ( 12 ) and data bus ( 112 ) Firmware updates to the battery management unit ( 10 ) are playable. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Gegenstelle (20) über drahtlose Datenverbindung (120), Drahtlosschnittstellenmodul (12) und Datenbus (112) an die die Batteriemanagementeinheit (10) gesendeten Steuer- und/oder Einstellsignale bzw. -daten analog und/oder digital sind und durch sie eine von einer Zelle, einer Gruppe von Zellen und/oder dem Akkupack als Ganzes bereitzustellende Spannung und/oder ein abzugebender Strom, vorgebbar sind.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the from the remote site ( 20 ) via wireless data connection ( 120 ), Wireless interface module ( 12 ) and data bus ( 112 ) to which the battery management unit ( 10 ) are analog and / or digital and can be provided by them a to be provided by a cell, a group of cells and / or the battery pack as a whole voltage and / or a current to be dispensed. Batteriesystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eines an das Batteriesystem angeschlossenen Verbrauchers und/oder Ladegeräts (30) mittels der von der Gegenstelle (20) über drahtlose Datenverbindung (120), Drahtlosschnittstellenmodul (12) und Datenbus (112) an die Batteriemanagementeinheit (10) übertragenen Steuerungs- und/oder Einstellsignale- bzw. daten erfolgt.Battery system according to the preceding claim, characterized in that the control of a consumer connected to the battery system and / or charger ( 30 ) by means of the remote site ( 20 ) via wireless data connection ( 120 ), Wireless interface module ( 12 ) and data bus ( 112 ) to the battery management unit ( 10 ) transmitted control and / or Einstellsignale- or data takes place. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtlosschnittstellenmodul (12) über mindestens eine Drahtlosschnittstelle nach dem Bluetooth, WLAN, ZigBee und/oder Dash7 Standard verfügt.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the wireless interface module ( 12 ) has at least one Bluetooth, WLAN, ZigBee and / or Dash7 standard wireless interface. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtlosschnittstellenmodul (12) nachgerüstet ist.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the wireless interface module ( 12 ) is retrofitted. Verfahren zur Herstellung eines Batteriesystems (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aus – einem herkömmlichen Batteriesystem umfassend einen Akkupack (11) und eine Batteriemanagementeinheit (10), wobei die Batteriemanagementeinheit (10) über eine Standarddatenschnittstelle, insbesondere eine CAN, RS-232 oder andere vergleichbare Schnittstelle, verfügt, und – einem Drahtlosschnittstellenmodul (12), welches über eine mit der Datenschnittstelle der Batteriemanagementeinheit (10) kompatibler Datenschnittstelle sowie eine Drahtlosschnittstelle verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass – das Drahtlosschnittstellenmodul in das herkömmliche Batteriesystem eingebaut, und – die Datenschnittstelle der Batteriemanagementeinheit (10) mit der Datenschnittstelle des Drahtlosmoduls (12) über einen Datenbus (112) verbunden wird, und – zum Aufbau einer bidirektionalen Kommunikation zwischen einer Gegenstelle (20) und der Batteriemanagementeinheit (10) nötigen Konfigurationseinstellungen an das Drahtlosschnittstellenmodul und/oder die Batteriemanagementeinheit gesendet werden.Method for producing a battery system ( 1 ) according to one of the preceding claims - a conventional battery system comprising a battery pack ( 11 ) and a battery management unit ( 10 ), wherein the battery management unit ( 10 ) has a standard data interface, in particular a CAN, RS-232 or other comparable interface, and - a wireless interface module ( 12 ) which is connected to the data interface of the battery management unit ( 10 ) and a wireless interface, characterized in that - the wireless interface module is installed in the conventional battery system, and - the data interface of the battery management unit ( 10 ) with the data interface of the wireless module ( 12 ) via a data bus ( 112 ), and - to establish bidirectional communication between a remote site ( 20 ) and the battery management unit ( 10 ) are sent to the wireless interface module and / or the battery management unit. Verfahren zum über eine Gegenstelle, insbesondere ein mobiles Kommunikationsgerät (20), geregeltes Betreiben eines Batteriesystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und eines daran angeschlossenen Verbrauchers oder Ladegerätes (30), dadurch gekennzeichnet, dass a) von der Gegenstelle (20) Zustandsinformationen über Drahtlosverbindung (120), Funkschnittstelle (12) und Datenbus (112) von der Batteriemanagementeinheit (10) abgefragt werden, b) durch die Gegenstelle (20) ein aus den empfangenen Zustandsinformationen ermittelter ist – mit einem gewünschten Soll-Zustand verglichen wird und anhand der Differenz Steuer- und/oder Einstellsignale berechnet werden, c) die Steuer- und/oder Einstellsignale über Drahtlosverbindung (120), Drahtlosschnittstelle (12) und den Datenbus (112) an die Batteriemanagementeinheit (10) übermittelt werden, d) die Batteriemanagementeinheit anhand des Steuer- und/oder Einstellsignals eine bereitgestellte Spannung und/oder einen abgegebenen Strom einzelner Zellen, Gruppen von Zellen und/oder des Akkupacks (11) als Ganzes steuert, e) die Schritte a bis d in angemessenen regel- oder unregelmäßigen Abständen wiederholt werden.Method for using a remote station, in particular a mobile communication device ( 20 ), regulated operation of a battery system ( 1 ) according to one of claims 1 to 7 and a consumer or charger connected thereto ( 30 ), characterized in that a) from the remote station ( 20 ) State information via wireless connection ( 120 ) Radio interface ( 12 ) and data bus ( 112 ) from the battery management unit ( 10 ), b) by the remote site ( 20 ) is determined from the received state information - is compared with a desired desired state and based on the difference control and / or adjustment signals are calculated, c) the control and / or adjustment signals via wireless connection ( 120 ), Wireless interface ( 12 ) and the data bus ( 112 ) to the battery management unit ( 10 d) the battery management unit on the basis of the control and / or adjustment signal, a provided voltage and / or a discharged current of individual cells, groups of cells and / or the battery pack ( 11 ) as a whole, e) steps a to d are repeated at appropriate regular or irregular intervals. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Batteriesystem (1) an ein Ladegerät (30) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Regelung des Akkupacks (11) mittels der von der Gegenstelle (20) an Batteriemanagementeinheit (10) übermittelten Steuer- und/oder Einstellsignale bzw. -daten ein Ladeausgleich der Zellen des Akkupacks (11) durchgeführt wird.Method according to the preceding claim, wherein the battery system ( 1 ) to a charger ( 30 ) is connected, characterized in that by the regulation of the battery pack ( 11 ) by means of the remote site ( 20 ) to battery management unit ( 10 ) transmitted control and / or adjusting signals or data charge compensation of the cells of the battery pack ( 11 ) is carried out. Verfahren nach Anspruch 9, wobei an das Batteriesystem (1) ein Elektromotor als Verbraucher (30) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Gegenstelle (20) eine Regelung von Drehzahl und Leistungsabgabe des Elektromotors durchgeführt wird.Method according to claim 9, wherein the battery system ( 1 ) an electric motor as a consumer ( 30 ), characterized in that by the remote site ( 20 ) a control of speed and power output of the electric motor is performed. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Gegenstelle (20) einen mit der Kamera und/oder einem Positionsbestimmungssystem, insbesondere einen GPS-Empfänger, ausgestattetes mobiles Kommunikationsgerät ist und an das Batteriesystem (1) als Verbraucher (30) ein oder mehrere Antriebsmotoren und/oder Steuerservos eines selbstbewegten Arbeitsgerätes, insbesondere eines Roboterrasenmähers, angeschlossen ist bzw. sind, dadurch gekennzeichnet, dass durch das mobile Kommunikationsgerät eine Steuerung bzw. Regelung zumindest der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit durchgeführt wird.Method according to claim 9, wherein the remote site ( 20 ) is a mobile communication device equipped with the camera and / or a positioning system, in particular a GPS receiver, and to the battery system ( 1 ) as a consumer ( 30 ) one or more drive motors and / or control servos of a self-propelled implement, in particular a robot lawnmower, is connected or are, characterized in that by the mobile communication device, a control or regulation of at least the direction of movement and speed is performed.
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