DE102017116980A1

DE102017116980A1 - Übertragungsvorrichtung, Datenerfassungsvorrichtung, System aus Temperiervorrichtung und Datenerfassungsvorrichtung, Batteriesystem sowie Verfahren zum Übermitteln von Zustandsdaten

Info

Publication number: DE102017116980A1
Application number: DE102017116980.6A
Authority: DE
Inventors: Daniel Quinger; Christian Behlen; Tobias MAYER
Original assignee: Lion Smart GmbH
Current assignee: Lion Smart GmbH
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2019-01-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung (20) zum Übertragen von Zustandsdaten für ein Batteriesystem (1) mit zumindest einer Batteriezelle (2) und einer Temperiervorrichtung (3) zum Temperieren der zumindest einen Batteriezelle (2) mit einem zumindest abschnittsweise in einer Temperierfluidleitung (4) geleiteten Temperierfluid (6), die Übertragungsvorrichtung (20) aufweisend eine Sensorschnittstelle (30) zur datenkommunizierenden Verbindung mit einer Sensorvorrichtung (11) zur Ermittlung von Zustandsdaten der zumindest einen Batteriezelle (2) und eine Kontrollschnittstelle (40) zur datenkommunizierenden Verbindung mit einer Kontrollvorrichtung (12) zur Verarbeitung der Zustandsdaten. Ferner betrifft die Erfindung eine Datenerfassungsvorrichtung (10) zur Erfassung von Zustandsdaten eines Batteriesystems (1) mit einer derartigen Übertragungsvorrichtung (20), ein System aus einer Temperiervorrichtung (3) und einer derartigen Datenerfassungsvorrichtung (10) für ein Batteriesystem (1), ein Batteriesystem (1) sowie ein Verfahren zum Übertragen von Zustandsdaten einer Batteriezelle (2) in einem Batteriesystem (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von Zustandsdaten für ein Batteriesystem mit zumindest einer Batteriezelle und einer Temperiervorrichtung zum Temperieren der zumindest einen Batteriezelle mit einem zumindest abschnittsweise in einer Temperierfluidleitung geleiteten Temperierfluid, die Übertragungsvorrichtung aufweisend eine Sensorschnittstelle zur datenkommunizierenden Verbindung mit einer Sensorvorrichtung zur Ermittlung von Zustandsdaten der zumindest einen Batteriezelle und eine Kontrollschnittstelle zur datenkommunizierenden Verbindung in einer Kontrollvorrichtung zur Verarbeitung der Zustandsdaten. Ferner betrifft die Erfindung eine Datenerfassungsvorrichtung zur Erfassung von Zustandsdaten eines Batteriesystems, das Batteriesystem aufweisend zumindest eine Batteriezelle und eine Temperiervorrichtung zum Temperieren der zumindest einen Batteriezelle mit einem zumindest abschnittsweise in einer Temperierfluidleitung geleiteten Temperierfluid, die Datenerfassungsvorrichtung aufweisend eine Sensorvorrichtung mit zumindest einer Sensoreinheit zur Ermittlung der Zustandsdaten der zumindest einen Batteriezelle, eine Kontrollvorrichtung zur Verarbeitung der Zustandsdaten und eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen der Zustandsdaten. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein System aus einer Temperiervorrichtung und einer Datenerfassungsvorrichtung für ein Batteriesystem, das Batteriesystem aufweisend zumindest eine Batteriezelle, die Temperiervorrichtung aufweisend ein zumindest abschnittsweise in einer Temperierfluidleitung geleitetes Temperierfluid zum Temperieren der zumindest einen Batteriezelle, die Datenerfassungsvorrichtung aufweisend eine Sensorvorrichtung zur Ermittlung von Zustandsdaten der zumindest einen Batteriezelle, eine Kontrollvorrichtung zur Verarbeitung der Zustandsdaten und eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen der Zustandsdaten. In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung ein Batteriesystem, aufweisend zumindest eine Batteriezelle und ein System aus einer Temperiervorrichtung und einer Datenerfassungsvorrichtung für ein Batteriesystem, sowie ein Verfahren zum Übertragen von Zustandsdaten einer Batteriezelle in einem Batteriesystem.
Batteriesysteme als elektrische Energiespeicher werden in der modernen Technik weitläufig eingesetzt, beispielsweise in Elektrofahrzeugen. Mögliche Ausgestaltungsformen derartiger Energiespeicher sind beispielsweise Lithium-lonen-Batterien. Um eine Leistungsfähigkeit derartiger Batteriesysteme zu steigern, ist es zum Beispiel ferner bekannt, mehrere einzelne Batteriezellen in einer Batterieebene elektrisch parallel zu verschalten, darüber hinaus mehrere derartige Batterieebenen elektrisch seriell ebenfalls zu verschalten. Um eine Betriebssicherheit derartiger Batteriesysteme sicherzustellen, ist es bekannt, Zustandsdaten der einzelnen Batteriezellen durch Sensorvorrichtungen zu erfassen und in, zumeist zentral vorhandenen, Kontrollvorrichtungen zu sammeln und in diesen auszuwerten. Eine genaue Information sowohl über den Gesamtzustand des Batteriesystems als auch über den Zustand der einzelnen Batteriezellen kann auf diese Weise bereitgestellt werden.
Um die durch die Sensorvorrichtungen an den Batteriezellen ermittelten Zustandsdaten in der Kontrollvorrichtung auswerten zu können, müssen diese Zustandsdaten von den Sensorvorrichtungen zur Kontrollvorrichtung übertragen werden. Für diese Übertragung von Zustandsdaten werden zumeist kabelgebundene Übertragungsvorrichtungen eingesetzt. Dafür werden die Kontrollvorrichtung und die Sensorvorrichtung über Kabel und/oder Leitungen miteinander verbunden, wobei über diese Kabel bzw. Leitungen ein Austausch von Daten zwischen der Sensorvorrichtung und der Kontrollvorrichtung vorgenommen werden kann. Bevorzugt wird diese Datenübertragung über elektrische Impulse durch die Kabel bzw. Leitungen durchgeführt.
Die Verwendung von Kabeln bzw. Leitungen als Übertragungsvorrichtungen führen zu mehreren Nachteilen. So benötigen beispielsweise die Kabel bzw. Leitungen dieser Übertragungsvorrichtungen eigenen Bauraum, wodurch insgesamt ein derartig ausgebildetes Batteriesystem weniger kompakt aufgebaut ist und/oder bei der Planung und Konstruktion des Batteriesystems Randbedingungen zu berücksichtigen sind, die beispielsweise eine optimale Auslegung des Batteriesystems verhindern oder zumindest erschweren. Ferner können durch diese kabelgebundene Übertragung von Zustandsdaten elektromagnetische Verunreinigungen zum einen erzeugt werden, wodurch ein Betrieb des Batteriesystems beeinträchtigt werden kann. Andererseits können auch elektromagnetische Verunreinigungen des Batteriesystems selbst in die Kabel bzw. Leitungen eingekoppelt werden, wodurch die Übertragung von Zustandsdaten selbst gestört werden kann. Auch die zur Verbindung der Kabel und/oder Leitungen nötigen Stecker beziehungsweise Steckerverbindungen können sich nachteilig auf eine Signalqualität und insbesondere auf eine Zuverlässigkeit einer Übertragungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik auswirken. Diese negativen Auswirkungen sind zumeist umso schwerwiegender, je mehr derartige Stecker beziehungsweise Steckerverbindungen eingesetzt sind.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise eine Übertragungsvorrichtung, eine Datenerfassungsvorrichtung, ein System aus einer Temperiervorrichtung und einer Datenerfassungsvorrichtung, ein Batteriesystem sowie ein Verfahren zum Übertragen von Zustandsdaten bereitzustellen, durch die eine Übertragung von Zustandsdaten innerhalb eines Batteriesystems vereinfacht werden kann, wobei insbesondere eine zusätzliche Verkabelung vermieden werden kann und die Übertragung der Zustandsdaten ohne oder nur mit geringer elektromagnetischer Störung durchgeführt werden kann.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von Zustandsdaten mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Datenerfassungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5, durch ein System aus einer Temperiervorrichtung und einer Datenerfassungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11, durch ein Batteriesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie durch ein Verfahren zum Übertragen von Zustandsdaten einer Batteriezelle mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Datenerfassungsvorrichtung, mit dem erfindungsgemäßen System aus einer Temperiervorrichtung und einer Datenerfassungsvorrichtung, mit einem erfindungsgemäßen Batteriesystem sowie mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Übertragen von Zustandsdaten einer Batteriezelle und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von Zustandsdaten für ein Batteriesystem mit zumindest einer Batteriezelle und einer Temperiervorrichtung zum Temperieren der zumindest einen Batteriezelle mit einem zumindest abschnittsweise in einer Temperierfluidleitung geleiteten Temperierfluid, die Übertragungsvorrichtung aufweisend eine Sensorschnittstelle zur datenkommunizierenden Verbindung mit einer Sensorvorrichtung zur Ermittlung von Zustandsdaten der zumindest einen Batteriezelle und eine Kontrollschnittstelle zur datenkommunizierenden Verbindung mit einer Kontrollvorrichtung zur Verarbeitung der Zustandsdaten. Eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschnittstelle eine erste Kommunikationseinheit zum Aussenden von akustischen Signalen in das Temperierfluid und einen ersten Anordnungsabschnitt zum Anordnen der ersten Kommunikationseinheit in der Temperierfluidleitung aufweist und die Kontrollschnittstelle eine zweite Kommunikationseinheit zum Empfangen von akustischen Signalen aus dem Temperierfluid und einen zweiten Anordnungsabschnitt zum Anordnen der zweiten Kommunikationseinheit in der Temperierfluidleitung aufweist, wobei im angeordneten Zustand zum Übertragen der Zustandsdaten akustische Signale durch die erste Kommunikationseinheit der Sensorschnittstelle in das Temperierfluid aussendbar und durch die zweite Kommunikationseinheit der Kontrollschnittstelle aus dem Temperierfluid empfangbar sind.
Eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung ist für einen Einsatz in einem Batteriesystem vorgesehen. Ein Batteriesystem, das insbesondere in einem Fahrzeug eingesetzt werden kann, weist zumindest eine Batteriezelle auf, wobei ein derartiges Batteriesystem üblicherweise mehrere, oftmals in einer Batterieebene parallel verschaltete, Batteriezellen aufweist. Auch kann bei Batteriesystemen vorgesehen sein, dass wiederum mehrere derartige Batterieebenen seriell elektrisch verschaltet sind, um eine Leistungsfähigkeit des Batteriesystems weiter zu steigern. Das Batteriesystem weist ferner eine Temperiervorrichtung auf, durch welche die zumindest eine Batteriezelle temperiert werden kann. Unter Temperieren im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein kontrolliertes Verändern einer Temperatur der Batteriezelle durch die Temperiervorrichtung zu verstehen, sowohl ein Erwärmen als auch ein Abkühlen. Ein Unterkühlen als auch ein Überhitzen der Batteriezelle und dadurch des gesamten Batteriesystems kann dadurch vermieden werden. Die Temperiervorrichtung weist darüber hinaus insbesondere eine Temperierfluidleitung auf, in der ein Temperierfluid geleitet ist. Das Temperierfluid kann beispielsweise als Gas, als Flüssigkeit und/oder in einem Mischzustand vorliegen. Bevorzugt wird das Temperierfluid in der Temperiervorrichtung umgewälzt und strömt somit in der Temperierfluidleitung, wodurch auf diese Weise ein Abtransport von thermischer Energie von der Batteriezelle erfolgt. Ferner ist an oder zumindest in der Nähe der Batteriezelle eine Sensorvorrichtung vorgesehen, durch die Zustandsdaten, zum Beispiel eine Temperatur, eine elektrische Spannung, ein elektrischer Strom oder ähnliches, der Batteriezelle ermittelt werden können. Eine, oftmals zentral vorhandene, Kontrollvorrichtung ist für ein Auswerten bzw. Verarbeiten dieser Zustandsdaten vorgesehen. Ein derartiges Verarbeiten kann beispielsweise ein reines Erfassen der Zustandsdaten, aber auch zum Beispiel ein Vergleichen der Zustandsdaten mit Sollwerten und gegebenenfalls eine Ausführung von entsprechenden Regelvorgängen für das Batteriesystem sein.
Wie oben beschrieben, ist bevorzugt die Sensorvorrichtung in der Nähe der Batteriezelle, die Kontrollvorrichtung hingegen zumeist zentral im Batteriesystem vorhanden. Mit anderen Worten sind somit die Kontrollvorrichtung und die Sensorvorrichtungen im Batteriesystem oftmals voneinander beabstandet angeordnet. Durch eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung kann diese Entfernung der Sensorvorrichtung von der Kontrollvorrichtung überbrückt und insbesondere die von der Sensorvorrichtung ermittelten Zustandsdaten von der Sensorvorrichtung für eine Verarbeitung in der Kontrollvorrichtung zur Kontrollvorrichtung übertragen werden. Für diesen Zweck weist die Übertragungsvorrichtung eine Sensorschnittstelle auf, die vorzugsweise wie die Sensorvorrichtung ebenfalls im Bereich und/oder an der Batteriezelle angeordnet ist. Die Sensorschnittstelle ist datenkommunizierend mit der Sensorvorrichtung verbindbar, wodurch mit anderen Worten die Zustandsdaten von der Sensorvorrichtung an die Sensorschnittstelle übertragen werden können. Analog ist die Kontrollschnittstelle der Übertragungsvorrichtung vorzugsweise in der Nähe der Kontrollvorrichtung des Batteriesystems angeordnet, beispielsweise ebenfalls an einer zentralen Position innerhalb des Batteriesystems. Auch hier ist eine datenkommunizierende Verbindung zwischen der Kontrollschnittstelle und der Kontrollvorrichtung herstellbar, so dass Zustandsdaten, die in der Kontrollschnittstelle vorhanden sind, an die Kontrollvorrichtung übertragen werden können. Besonders bevorzugt sind die Sensorschnittstelle der Übertragungsvorrichtung und die Kontrollschnittstelle der Übertragungsvorrichtung voneinander beabstandet im Batteriesystem angeordnet, um die oben beschriebene Anordnungsorte in der Nähe der Sensorvorrichtung bzw. der Kontrollvorrichtung bereitstellen zu können.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sensorschnittstelle eine erste Kommunikationseinheit zum Aussenden von akustischen Signalen in das Temperierfluid aufweist. Ferner weist die Kontrollschnittstelle eine zweite Kommunikationseinheit auf, die zum Empfangen von akustischen Signalen aus dem Temperierfluid ausgebildet ist. Auf diese Weise kann bereitgestellt werden, dass, obwohl die Sensorschnittstelle und die Kommunikationsschnittstelle voneinander beabstandet sind, dennoch Zustandsdaten zwischen diesen beiden Schnittstellen übertragen werden können. Für diesen Zweck weisen beide Schnittstellen jeweils Anordnungsabschnitte auf, durch die die erste Kommunikationseinheit der Sensorschnittstelle und die zweite Kommunikationseinheit der Kontrollschnittstelle in der Temperierfluidleitung anordenbar sind. Mit anderen Worten befinden sich im angeordneten Zustand zumindest die Kommunikationseinheiten der Sensorschnittstelle und der Kommunikationsschnittstelle wenigstens abschnittsweise im Inneren der Temperierfluidleitung und sind im Betrieb des Batteriesystems von Temperierfluid umgeben. Zum Übertragen von Zustandsdaten können dadurch im angeordneten Zustand von der ersten Kommunikationseinheit der Sensorschnittstelle akustische Signale in das Temperierfluid ausgesandt werden. Die akustischen Signale werden durch das Temperierfluid weitergeleitet und schließlich aus dem Temperierfluid von der zweiten Kommunikationseinheit der Kontrollschnittstelle wieder empfangen. Mit anderen Worten wird das Temperierfluid als Träger der akustischen Signale zwischen der ersten Kommunikationseinheit der Sensorschnittstelle und der zweiten Kommunikationseinheit der Kontrollschnittstelle verwendet. Die akustischen Signale können insbesondere als Druckschwankungen und/oder Dichteschwankungen im Temperierfluid weitergeleitet werden.
Eine Übertragung der Zustandsdaten erfolgt mit anderen Worten derart, dass die Zustandsdaten von der Sensorvorrichtung an der Batteriezelle ermittelt werden, anschließend an die Sensorschnittstelle datenkommunizierend übertragen werden, von der ersten Kommunikationseinheit der Sensorschnittstelle als akustische Signale in das Temperierfluid eingespeist, durch das Temperierfluid weitergeleitet und von der zweiten Kommunikationseinheit der Kontrollschnittstelle aus dem Temperierfluid wieder detektiert werden. Anschließend werden die von der zweiten Kommunikationseinheit der Kontrollschnittstelle empfangenen Zustandsdaten über die datenkommunizierende Verbindung der Kontrollschnittstelle mit der Kontrollvorrichtung an die Kontrollvorrichtung übertragen und dort verarbeitet.
Durch die Verwendung des Temperierfluids als Träger der akustischen Signale kann insbesondere auf ein Vorhandensein von zuständigen Leitungen und/oder Kabeln für die Übertragung der Zustandsdaten verzichtet werden. Ein Bauraum, der sonst für diese Kabel bzw. Leitungen verwendet werden würde, kann auf diese Weise eingespart werden. Eine insgesamt kompaktere Ausgestaltung eines Batteriesystems mit einer derartigen Übertragungsvorrichtung kann somit ermöglicht werden. Ferner kann durch die akustische Übertragung von Zustandsdaten im Temperierfluid eine Erzeugung von elektromagnetischen Störungen bzw. eine Beeinträchtigung der Datenübertragung durch externe elektromagnetische Störsignale und/oder Verunreinigungen vermieden werden. Insgesamt kann somit durch eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung eine Übertragung von Zustandsdaten einer Batteriezelle innerhalb eines Batteriesystems verbessert werden.
Besonders bevorzugt kann bei einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung vorgesehen sein, dass zur Bereitstellung einer bidirektionalen Übertragung die erste Kommunikationseinheit zum Empfangen von akustischen Signalen aus dem Temperierfluid und die zweite Kommunikationseinheit zum Senden von akustischen Signalen in das Temperierfluid ausgebildet sind. Bidirektional im Sinne der Erfindung bedeutet insbesondere, dass eine Datenübertragung sowohl von der Sensorschnittstelle zur Kontrollschnittstelle als auch von der Kontrollschnittstelle zur Sensorschnittstelle erfolgen kann. Beispielsweise ist auf diese Weise auch eine Ansteuerung der Sensorvorrichtung durch die Kontrollvorrichtung bereitstellbar. Durch die Ermöglichung einer derartigen bidirektionalen Übertragung kann ferner vermieden werden, dass für eine datenkommunizierende Verbindung von der Kontrollvorrichtung zur Sensorvorrichtung eine zusätzliche Übertragungsvorrichtung eingesetzt werden muss. Dies ermöglicht eine weitere Steigerung eines kompakten Aufbaus eines Batteriesystems mit einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung.
Auch kann eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung dahin gehend ausgebildet sein, dass die Übertragungsvorrichtung eine Zwischenverstärkereinheit mit zumindest einer dritten Kommunikationseinheit zum Aussenden und Empfangen von akustischen Signalen in das bzw. aus dem Temperierfluid und einen dritten Anordnungsabschnitt zum Anordnen der dritten Kommunikationseinheit in der Temperierfluidleitung aufweist, wobei im angeordneten Zustand durch die zumindest eine dritte Kommunikationseinheit der Zwischenverstärkereinheit akustische Signale der ersten Kommunikationseinheit und/oder der zweiten Kommunikationseinheit aus dem Temperierfluid empfangbar und an die zweite Kommunikationseinheit und/oder erste Kommunikationseinheit in das Temperierfluid aussendbar sind. Bei einer Übertragung von Zustandsdaten als akustische Signale im Temperierfluid der Temperiervorrichtung des Batteriesystems kann es zu einer Dämpfung der akustischen Signale kommen. Dies kann zu einer Verringerung der Signalstärke führen, die umso ausgeprägter werden kann, je weiter man sich von der aussendenden Kommunikationseinheit der jeweiligen Schnittstelle entfernt. Durch das Vorhandensein einer Zwischenverstärkereinheit kann diese Problematik gelöst oder zumindest deutlich vermindert werden. So weist die Zwischenverstärkereinheit zumindest eine dritte Kommunikationseinheit auf, die sowohl zum Aussenden als auch zum Empfangen von akustischen Signalen in das bzw. aus dem Temperierfluid ausgebildet ist. In der dritten Kommunikationseinheit, zusätzlich oder alternativ auch in einem anderen geeigneten Bauelement der Zwischenverstärkereinheit, kann das empfangene akustische Signal vor dem erneuten Aussenden zur Steigerung der Signalstärke verstärkt werden. Ferner weist die Zwischenverstärkereinheit auch einen dritten Anordnungsabschnitt auf, um im Inneren der Temperierfluidleitung angeordnet werden zu können. Auf diese Weise kann bereitgestellt werden, dass die Zwischenverstärkereinheit, insbesondere die dritte Kommunikationseinheit der Zwischenverstärkereinheit, ebenfalls von Temperierfluid umgeben ist. Bevorzugt kann eine derartige Zwischenverstärkereinheit an einer Position in der Temperierleitung angeordnet sein, in der ein von der Sensorschnittstelle bzw. Kontrollschnittstelle ausgesandtes akustisches Signal noch sicher empfangbar ist. Dadurch kann durch die Zwischenverstärkereinheit dieses Signal von der jeweiligen Schnittstelle aufgefangen und wieder an die jeweils andere Schnittstelle abgegeben werden. Neben einer monodirektionalen Datenübertragung ist auch die bidirektionale Datenübertragung denkbar, so dass die Zwischenverstärkereinheit auch zum Bereitstellen der bidirektionalen Kommunikation zwischen der Kontrollschnittstelle und der Sensorschnittstelle eingesetzt werden kann. Auch ein Einsatz von mehreren, nacheinander in der Temperierleitung angeordneten Zwischenverstärkereinheiten ist möglich. In diesem Fall werden die Daten insbesondere auch von einer Zwischenverstärkereinheit zur nächsten übertragen, so dass ein Abstand zwischen der Kontrollschnittstelle und der Sensorschnittstelle weiter vergrößert werden kann. Bevorzugte Positionen einer Anordnung der Zwischenverstärkereinheit können beispielsweise an Biegungen der Temperierleitungen der Temperiervorrichtung des Batteriesystems und/oder in regelmäßigen Abständen zur Verstärkung der akustischen Signale sein. Insgesamt kann somit durch derartige Zwischenverstärkereinheiten eine Entfernung zwischen der Kontrollschnittstelle und der Sensorschnittstelle der Übertragungsvorrichtung bereitgestellt werden, die im Wesentlichen nur von der Anzahl der Zwischenverstärkereinheiten limitiert ist. Eine besonders flexible Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung, insbesondere hinsichtlich der Anordnung der Kontrollschnittstelle und der Sensorschnittstelle, kann dadurch bereitgestellt werden.
Ferner kann besonders bevorzugt bei einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung vorgesehen sein, dass die erste und/oder die zweite und/oder die dritte Kommunikationseinheit zum Aussenden und/oder Empfangen akustischer Signale ein Piezoelement und/oder ein Lautsprecherelement aufweisen. Piezoelemente und/oder Lautsprecherelemente stellen bevorzugte Ausgestaltungsformen für die Kommunikationseinheiten dar, wobei, falls technisch sinnvoll und/oder möglich, auch weitere Ausgestaltungsvarianten möglich sind. Piezoelemente und Lautsprecherelemente sind besonders einfache Elemente, um akustische Signale in Fluiden bereitzustellen bzw. zu erzeugen. Piezoelemente weisen zumeist einen Kristall auf, der bei Anlegen einer Spannung eine Volumenänderung erfährt, Lautsprecherelemente weisen zumeist eine magnetische Spule und eine daran angeordnete Membran auf. Beide Elemente sind mechanisch einfach und insbesondere wartungsarm und ermöglichen auf diese Weise eine besonders lange Lebensdauer einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Datenerfassungsvorrichtung zur Erfassung von Zustandsdaten eines Batteriesystems, das Batteriesystem aufweisend zumindest eine Batteriezelle und eine Temperiervorrichtung zum Temperieren der zumindest einen Batteriezelle mit einem zumindest abschnittsweise in einer Temperierfluidleitung geleiteten Temperierfluid, die Datenerfassungsvorrichtung aufweisend eine Sensorvorrichtung mit zumindest einer Sensoreinheit zur Ermittlung der Zustandsdaten der zumindest einen Batteriezelle, eine Kontrollvorrichtung zur Verarbeitung der Zustandsdaten und eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen der Zustandsdaten. Eine erfindungsgemäße Datenerfassungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Sämtliche Vorteile, die ausführlich in Bezug auf eine Übertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, können somit auch durch eine Datenerfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bereitgestellt werden, die eine derartige Übertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.
Eine erfindungsgemäße Datenerfassungsvorrichtung kann ferner dadurch gekennzeichnet sein, dass die Kontrollvorrichtung eine Auswerteeinheit zur Verarbeitung der Zustandsdaten aufweist, wobei zumindest die Auswerteeinheit und die zweite Kommunikationseinheit auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sind. Die Kontrollschnittstelle, insbesondere die zweite Kommunikationseinheit der Kontrollschnittstelle, ist zum datenkommunizierenden Verbinden zur Kontrolleinheit ausgebildet. Dies kann besonders einfach bereitgestellt werden, wenn die Kontrollvorrichtung und die zweite Kommunikationseinheit auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sind. Ein besonders kompakter Aufbau einer erfindungsgemäßen Datenerfassungsvorrichtung und dadurch des gesamten Batteriesystems kann dadurch bereitgestellt werden. Die datenkommunizierende Verbindung zwischen der zweiten Kommunikationseinheit und der Kontrollvorrichtung kann in dieser Ausgestaltungsform bereits beispielsweise durch einfache Leiterbahnen auf der Platine bereitgestellt werden. Ferner kann dadurch besonders einfach ermöglicht werden, auch die Kontrollvorrichtung zumindest teilweise durch die Temperierleitung der Temperiervorrichtung zu temperieren. Dies kann insbesondere dadurch bereitgestellt werden, da die zweite Kommunikationseinheit wenigstens abschnittsweise im Inneren der Temperierleitung angeordnet ist. Dadurch ist die Platine an der Temperierleitung angeordnet und kann sich teilweise sogar ins Innere der Temperierleitung erstrecken. Durch die gleichzeitige Anordnung der Kontrollvorrichtung auf derselben Platine ist diese Kontrollvorrichtung automatisch nahe der Temperierleitung angeordnet, wodurch ein Temperieren der Kontrollvorrichtung besonders einfach bereitgestellt werden kann. Zusammenfassend bilden diese Bereitstellung einer Temperierung der Kontrollvorrichtung sowie die Möglichkeit von einer besonders einfachen datenkommunizierenden Verbindung zwischen der Kontrollvorrichtung und der zweiten Kommunikationseinheit die Vorteile dieser Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Datenerfassungsvorrichtung.
Ferner kann eine erfindungsgemäße Datenerfassungsvorrichtung dahin gehend ausgebildet sein, dass die zumindest eine Sensoreinheit zum Erfassen zumindest eines der folgenden Zustandsdaten ausgebildet ist:

- Temperatur
- Spannung
- Strom
- Leckage

Diese Liste ist nicht abgeschlossen, so dass auch weitere Zustandsdaten, soweit technisch sinnvoll und möglich, durch die zumindest eine Sensoreinheit erfasst werden können. Die Sensoreinheit ist an oder zumindest in der Nähe der Batteriezelle angeordnet, um die Zustandsdaten zu erfassen. Ein umfassendes Erkennen eines Zustands der Batteriezelle kann aus diesen Zustandsdaten durch Auswertung in der Kontrollvorrichtung vorgenommen werden.
Darüber hinaus kann eine erfindungsgemäße Datenerfassungsvorrichtung derart ausgebildet sein, dass die Sensorvorrichtung zwei oder mehr Sensoreinheiten zum Erfassen von Zustandsdaten von zwei oder mehr Batteriezellen aufweist, wobei bevorzugt jeder der zumindest zwei Batteriezellen zumindest eine Sensoreinheit zugeordnet ist. Auf diese Weise kann bereitgestellt werden, dass eine umfassende Überwachung auch von mehreren Batteriezellen des Batteriesystems bereitgestellt werden kann. Besonders bevorzugt sind Sensoreinheiten, beispielsweise jeweils zumindest eine, für jede der Batteriezellen des Batteriesystems vorgesehen. Auf diese Weise kann eine Überwachung von allen Batteriezellen des Batteriesystems, insbesondere auf einer individuellen Basis bezüglich der Batteriezellen, bereitgestellt werden. Ein Erkennen eines Zustands, insbesondere eines Fehlerzustands, des Batteriesystems kann auf diese Weise derart genau vorgenommen werden, dass insbesondere bevorzugt eine fehlerhafte Batteriezelle erkannt werden kann.
Auch kann eine erfindungsgemäße Datenerfassungsvorrichtung dahin gehend weiterentwickelt sein, dass zur Unterscheidung der Batteriezellen die Übertragungsvorrichtung für jede zugeordnete Batteriezelle zumindest eine erste Kommunikationseinheit aufweist, wobei jede der ersten Kommunikationseinheiten mit der Sensoreinheit, welche der jeweiligen Batteriezelle zugeordnet ist, über die Sensorschnittstelle datenkommunizierend verbunden ist. Auf diese Weise ist eine Unterscheidung der überwachten Batteriezellen durch ein Erkennen der jeweiligen ersten Kommunikationseinheit bereitstellbar. Bereits durch das Erkennen, durch welche erste Kommunikationseinheit das jeweilige akustisches Signal ausgesandt wurde, kann eine Zuordnung zur entsprechenden Batteriezelle besonders einfach und ohne großen Aufwand vorgenommen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann eine erfindungsgemäße Datenerfassungsvorrichtung dahin gehend weiterentwickelt sein, dass die erste Kommunikationseinheit zum Aussenden von akustischen Signalen ausgebildet ist, die zur Unterscheidung der erfassten Batteriezellen frequenzmoduliert, pulsweitenmoduliert und/oder amplitudenmoduliert sind. Auch auf diese Weise ist eine Unterscheidung der überwachten Batteriezelle bei Verwendung bereits nur einer einzigen ersten Kommunikationseinheit bereitstellbar. Durch eine Modulation des ausgesandten akustischen Signals hinsichtlich einer verwendeten Frequenz, einer verwendeten Pulsweite und/oder einer verwendeten Amplitude kann bereits mit nur einer ersten Kommunikationseinheit eine Unterscheidung der jeweiligen Batteriezelle, von der die erfassten Zustandsdaten kommen, ermöglicht werden. Durch die Möglichkeit, nur eine einzige erste Kommunikationseinheit zu verwenden, kann insgesamt der Aufbau einer erfindungsgemäßen Datenerfassungsvorrichtung weiter vereinfacht werden.
Alternativ oder zusätzlich können die erfassten Zustandsdaten auch digitalisiert werden und erst anschließend als akustische Signale im Temperierfluid übertragen werden. Die digitalen Signale können zur Unterscheidung der einzelnen Batteriezellen entsprechende Informationen, beispielsweise als ein Kopfabschnitt eines Datenpakets, beinhalten.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein System aus einer Temperiervorrichtung und einer Datenerfassungsvorrichtung für ein Batteriesystem, das Batteriesystem aufweisend zumindest eine Batteriezelle, die Temperiervorrichtung aufweisend ein zumindest abschnittsweise in einer Temperierfluidleitung geleitetes Temperierfluid zum Temperieren der zumindest einen Batteriezelle, die Datenerfassungsvorrichtung aufweisend eine Sensorvorrichtung zur Ermittlung von Zustandsdaten der zumindest einen Batteriezelle, eine Kontrollvorrichtung zur Verarbeitung der Zustandsdaten und eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen der Zustandsdaten. Ein erfindungsgemäßes System ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder die Datenerfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet sind. Sämtliche Vorteile, die ausführlich in Bezug auf eine Datenübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder in Bezug auf eine Datenerfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, können somit auch durch ein System gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung bereitgestellt werden, das eine derartige Übertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eine derartige Datenerfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung aufweist.
Ein erfindungsgemäßes System kann dahin gehend weitergebildet sein, dass die Temperierfluidleitung eine schallreflektierende und/oder schalldämpfungsarme Innenwandung aufweist. Schallreflektierend und/oder schalldämpfungsarm im Sinne der Erfindung bedeutet insbesondere, dass die akustischen Signale, die durch eine der Kommunikationseinheiten ausgesandt werden, beim Auftreffen auf die Innenwandung keine oder nur eine geringe Dämpfung erleiden. Eine Verminderung der Signalstärke der akustischen Signale bei einer Reflexion an der Innenwandung der Temperierfluidleitung kann auf diese Weise minimiert werden. Eine besonders gute und verlustarme Übertragung der akustischen Signale durch das Temperierfluid in der Temperierleitung ist auf diese Weise bereitstellbar.
Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen System vorgesehen sein, dass die Temperierfluidleitung zwischen einem ersten Anordnungsort der ersten Kommunikationseinheit und einem zweiten Anordnungsort der zweiten Kommunikationseinheit gerade oder zumindest im Wesentlichen gerade ausgebildet ist. Insbesondere Biegungen, Kurven und/oder Knicke in der Temperierfluidleitung können zu einer großen Dämpfung und schlimmstenfalls zu einem Blockieren eines akustischen Signals im Temperierfluid führen. Durch eine Anordnung der Kommunikationseinheiten der Sensorschnittstelle und der Kontrollschnittstelle in einem Bereich der Temperierfluidleitung, der gerade oder zumindest im Wesentlichen gerade ausgebildet ist, kann eine Verringerung der Signalstärke an eben einer derartigen Ecke, Kante und/oder einem derartigen Knick, vermieden werden. Analog gilt dies auch für das Anordnen einer Zwischenverstärkereinheit und insbesondere deren dritten Kommunikationseinheit. So ist es insgesamt von Vorteil, wenn die Temperierfluidleitung zwischen zwei Kommunikationseinheiten gerade oder zumindest im Wesentlichen gerade ausgebildet ist, unabhängig davon, ob die Kommunikationseinheit zu einer Kontrollschnittstelle, einer Sensorschnittstelle oder einer Zwischenverstärkereinheit gehört.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Batteriesystem, aufweisend zumindest eine Batteriezelle und ein System aus einer Temperiervorrichtung und einer Datenerfassungsvorrichtung für ein Batteriesystem. Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem ist dadurch gekennzeichnet, dass das System gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Ein erfindungsgemäßes System gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist insbesondere eine Übertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eine Datenerfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung auf. Insgesamt können somit sämtliche Vorteile, die ausführlich in Bezug auf ein System gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung, in Bezug auf eine Übertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder in Bezug auf eine Datenerfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, auch durch ein Batteriesystem gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung bereitgestellt werden, welches ein derartiges System, eine derartige Übertragungsvorrichtung und/oder eine derartige Datenerfassungsvorrichtung aufweist.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Übertragen von Zustandsdaten einer Batteriezelle in einem Batteriesystem gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten zumindest abschnittsweise als akustische Signale im Temperierfluid übertragen werden. Durch den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Batteriesystem gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung können somit auch durch ein Verfahren gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung sämtliche Vorteile, die ausführlich in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Batteriesystem gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, bereitgestellt werden. Da ein erfindungsgemäßes Batteriesystem gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung eine Datenübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, eine Datenerfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder ein System gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung umfasst, können auch die Vorteile, die ausführlich in Bezug auf diese Aspekte der Erfindung beschrieben worden sind, durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung bereitgestellt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Die Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:

1 ein erfindungsgemäßes Batteriesystem in einer ersten Ausgestaltungsform, und
2 ein erfindungsgemäßes Batteriesystem gemäß einer zweiten Ausgestaltungsform.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Batteriesystem 1 in einer ersten Ausgestaltungsvariante. Das Batteriesystem 1 weist mehrere Batteriezellen 2 auf, von denen zwei Batteriezellen 2 mit abgebildet sind. An beiden Batteriezellen 2 ist jeweils eine Sensoreinheit 13 einer Sensorvorrichtung 11 angeordnet, um Zustandsdaten der jeweiligen Batteriezelle 2 zu erfassen, beispielsweise eine Temperatur oder elektrische Größen wie zum Beispiel eine Spannung oder ein Strom. Ferner ist eine Temperiervorrichtung 3 des Batteriesystems 1 gezeigt, wobei insbesondere eine Temperierfluidleitung 4 abgebildet ist, in der ein Temperierfluid 6 geleitet ist. Durch das Temperierfluid 6 wird Wärmeenergie von den einzelnen Batteriezellen 2 weggeleitet und diese dadurch temperiert. Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem 1 ist ferner insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Datenerfassungsvorrichtung 10 ausgestattet. Die oben bereits beschriebenen Sensorvorrichtungen 11 sind Teil dieser Datenerfassungsvorrichtung 10. Weitere Teile sind eine Kontrollvorrichtung 12, die beispielsweise eine Auswerteeinheit 14 aufweist, sowie eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung 20. In der dargestellten Ausgestaltungsform weist die Übertragungsvorrichtung 20 eine Kontrollschnittstelle 40 und eine Sensorschnittstelle 30 auf. Die Sensorschnittstelle 30 ist datenkommunizierend mit den Sensoreinheiten 13 der Sensorvorrichtung 11 verbunden. Analog ist die Kontrollschnittstelle 40 datenkommunizierend mit der Auswerteeinheit 14 der Kontrollvorrichtung 12 verbunden. Auch ist hier die Kontrollvorrichtung 12, insbesondere die Auswerteeinheit 14, und die Kontrollschnittstelle 40 auf derselben Platine 7 angeordnet, wodurch zum einen die Übertragungswege zwischen der Kontrollschnittstelle 40, insbesondere der zweiten Kommunikationseinheit 41 der Kontrollschnittstelle 40, und der Auswerteeinheit 14 minimiert werden können und zum anderen ein Anordnen der Auswerteeinheit 14 der Kontrollvorrichtung 12 in der Nähe der Temperierfluidleitung 4 besonders einfach möglich ist. Ein Temperieren der Auswerteeinheit 14 durch die Temperiervorrichtung 3 des Batteriesystems 1 kann auf diese Weise besonders einfach bereitgestellt werden.
Erfindungswesentlich weisen die Sensorschnittstelle 30 eine erste Kommunikationseinheit 31 und die Kontrollschnittstelle 40 eine zweite Kommunikationseinheit 41 auf. Beide Kommunikationseinheiten 31, 41 sind in der dargestellten Ausgestaltungsform zum Aussenden und Empfangen von akustischen Signalen 60 in bzw. aus dem Temperierfluid 6 ausgebildet. Die Kommunikationseinheiten 31, 41 können dafür beispielsweise mit Piezo-Elementen und/oder Lautsprecherelementen ausgestattet sein. Um dies bereitstellen zu können, weisen ferner die Sensorschnittstelle 30 einen ersten Anordnungsabschnitt 32 auf, um die erste Kommunikationseinheit 31 im Inneren der Temperierfluidleitung 4 anordnen zu können. Analog weist die Kontrollschnittstelle 40 einen zweiten Anordnungsabschnitt 42 auf, um die zweite Kommunikationseinheit 41 ebenfalls im Inneren der Temperierfluidleitung 4 anordnen zu können. Bevorzugt sind, wie abgebildet, die erste Kommunikationseinheit 31 der Sensorschnittstelle 30 an einem ersten Anordnungsort 33 sowie die zweite Kommunikationseinheit 41 der Kontrollschnittstelle 40 einem zweiten Anordnungsort 43 derart angeordnet, dass die Temperierfluidleitung 41 zwischen dem ersten 33 und den zweiten Anordnungsort 43 gerade oder zumindest im Wesentlichen gerade ist. Eine Schwächung des akustischen Signals 60 durch Ecken, Kanten oder Biegungen der Temperierfluidleitung 4 kann dadurch vermieden werden. Ferner weist die Temperierfluidleitung 4 eine Innenwandung 5 auf, die schallreflektierend und/oder schalldämpfungsarm ist. Auch dadurch kann eine Schwächung des akustischen Signals 60 verringert werden. Für eine Übertragung der Zustandsdaten, die durch die Sensoreinheiten 13 der Sensorvorrichtung 11 erfasst werden, sendet nun die erste Kommunikationseinheit 31 der Sensorschnittstelle 30 akustische Signale 60 in das Temperierfluid 6 aus. Diese akustischen Signale 60 werden im Temperierfluid 6 durch Dichtefluktuationen und/oder Druckschwankungen weitergeleitet und durch die zweite Kommunikationseinheit 41 der Kontrollschnittstelle 40 empfangen. Mit anderen Worten wird in einem erfindungsgemäßen Batteriesystem 1, das eine erfindungsgemäße Datenerfassungsvorrichtung 10 und somit eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung 20, aufweist, das Temperierfluid 6 zum Übertragen der akustischen Signale 60, die die Zustandsdaten beinhalten, verwendet. Zusätzliche Leitungen und/oder Kabel zur Übertragung der Zustandsdaten können vermieden werden. Ferner ist die dargestellte Sensorschnittstelle 30 mit zwei Sensoreinheiten 13 der Sensorvorrichtung 11 verbunden. Um die Zustandsdaten den einzelnen Batteriezellen 2 zuordnen zu können, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die erste Kommunikationseinheit 31 zum Modulieren des ausgesandten akustischen Signals 60 hinsichtlich einer Frequenz, einer Pulsweite und/oder einer Amplitude des ausgesandten akustischen Signals 60 ausgebildet ist. Auf diese Weise kann bereits mit einer einzigen ersten Kommunikationseinheit 31 eine Vielzahl von Batteriezellen 2 identifiziert werden.
2 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 1. Die Kontrollschnittstelle 40 und deren Bestandteile sowie die Kontrollvorrichtungen 12 und deren Bestandteile sind analog zu der in 1 gezeigten Ausgestaltungsform aufgebaut, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Auch in der in 2 dargestellten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 sind zwei Batteriezellen 2 gezeigt, die jeweils durch eine Sensoreinheit 13 der Sensorvorrichtung 11 überwacht werden. Unterschiedlich zu der in 1 gezeigten Ausgestaltungsvariante ist hier für jede der Sensoreinheiten 13 eine eigene erste Kommunikationseinheit 31 einer Sensorschnittstelle 30 vorgesehen. Auf diese Weise ist ebenfalls eine Unterscheidung der jeweiligen Batteriezellen 2, von denen die Zustandsdaten erfasst wurden, möglich. Die Temperierfluidleitung 4 weist wiederum eine Innenwandung 5 auf, die schallreflektierend und/oder schalldämpfungsarm ausgebildet ist. Allein durch eine Reflexion an dieser Innenwandung 5 kann somit eine Verminderung der Signalstärke des akustischen Signals 60 vermieden werden. Ferner ist in der dargestellten Ausgestaltungsform eine Zwischenverstärkereinheit 50 gezeigt, die eine dritte Kommunikationseinheit 51 aufweist, welche durch einen dritten Anordnungsabschnitt 52 ebenfalls im Inneren der Temperierfluidleitung 4 angeordnet ist. Die dritte Kommunikationseinheit 51 ist zum Senden und Empfangen der akustischen Signale 60 ausgebildet, so dass eine Weiterleitung der akustischen Signale 60 beispielsweise von der Sensorschnittstelle 30 kommend an die Kontrollschnittstelle 40 ermöglicht werden kann. Auch der umgekehrte Datentransfer, wie er beispielsweise bei einer bidirektionalen Datenübertragung vorkommen kann, kann durch eine derartige Zwischenverstärkereinheit 50 bereitgestellt werden. In der dargestellten Ausgestaltungsform ist die Zwischenverstärkereinheit 50 an einer Biegung der Temperierfluidleitung 4 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich können derartige Zwischenverstärkereinheiten 50 auch an Positionen innerhalb der Temperierfluidleitung 4 angeordnet sein, an denen bereits ein Abfall an Signalstärke der akustischen Signale 60 auftreten kann. Durch eine Verstärkung des akustischen Signals 60 im Inneren der Zwischenverstärkereinheit 50 und ein erneutes Aussenden des akustischen Signals kann die Reichweite der akustischen Signale 60 im Inneren der Temperierfluidleitung 4 deutlich gesteigert werden. Beinahe beliebige Entfernungen zwischen der Kontrollschnittstelle 40 und der Sensorschnittstelle 30 einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung 20 können auf diese Weise bereitgestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Batteriesystem
2: Batteriezelle
3: Temperiervorrichtung
4: Temperierfluidleitung
5: Innenwandung
6: Temperierfluid
7: Platine
10: Datenerfassungsvorrichtung
11: Sensorvorrichtung
12: Kontrollvorrichtung
13: Sensoreinheit
14: Auswerteeinheit
20: Übertragungsvorrichtung
30: Sensorschnittstelle
31: erste Kommunikationseinheit
32: erster Anordnungsabschnitt
33: erster Anordnungsort
40: Kontrollschnittstelle
41: zweite Kommunikationseinheit
42: zweiter Anordnungsabschnitt
43: zweiter Anordnungsort
50: Zwischenverstärkereinheit
51: dritte Kommunikationseinheit
52: dritter Anordnungsabschnitt

Claims

Übertragungsvorrichtung (20) zum Übertragen von Zustandsdaten für ein Batteriesystem (1) mit zumindest einer Batteriezelle (2) und einer Temperiervorrichtung (3) zum Temperieren der zumindest einen Batteriezelle (2) mit einem zumindest abschnittsweise in einer Temperierfluidleitung (4) geleiteten Temperierfluid (6), die Übertragungsvorrichtung (20) aufweisend eine Sensorschnittstelle (30) zur datenkommunizierenden Verbindung mit einer Sensorvorrichtung (11) zur Ermittlung von Zustandsdaten der zumindest einen Batteriezelle (2) und eine Kontrollschnittstelle (40) zur datenkommunizierenden Verbindung mit einer Kontrollvorrichtung (12) zur Verarbeitung der Zustandsdaten, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschnittstelle (30) eine erste Kommunikationseinheit (31) zum Aussenden von akustischen Signalen (60) in das Temperierfluid (6) und einen ersten Anordnungsabschnitt (32) zum Anordnen der ersten Kommunikationseinheit (31) in der Temperierfluidleitung (4) aufweist und die Kontrollschnittstelle (40) eine zweite Kommunikationseinheit (41) zum Empfangen von akustischen Signalen (60) aus dem Temperierfluid (6) und einen zweiten Anordnungsabschnitt (42) zum Anordnen der zweiten Kommunikationseinheit (41) in der Temperierfluidleitung (4) aufweist, wobei im angeordneten Zustand zum Übertragen der Zustandsdaten akustische Signale (60) durch die erste Kommunikationseinheit (31) der Sensorschnittstelle (30) in das Temperierfluid (6) aussendbar und durch die zweite Kommunikationseinheit (41) der Kontrollschnittstelle (40) aus dem Temperierfluid (6) empfangbar sind.
Übertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung einer bidirektionalen Übertragung die erste Kommunikationseinheit (31) zum Empfangen von akustischen Signalen (60) aus dem Temperierfluid (6) und die zweite Kommunikationseinheit (41) zum Senden von akustischen Signalen (60) in das Temperierfluid ausgebildet sind.
Übertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung (20) eine Zwischenverstärkereinheit (50) mit zumindest einer dritten Kommunikationseinheit (51) zum Aussenden und Empfangen von akustischen Signalen (60) in das beziehungsweise aus dem Temperierfluid (6) und einen dritten Anordnungsabschnitt (52) zum Anordnen der dritten Kommunikationseinheit (51) in der Temperierfluidleitung (4) aufweist, wobei im angeordneten Zustand durch die zumindest eine dritte Kommunikationseinheit (51) der Zwischenverstärkereinheit (50) akustische Signale (60) der ersten Kommunikationseinheit (31) und/oder der zweiten Kommunikationseinheit (41) aus dem Temperierfluid (6) empfangbar und an die zweite Kommunikationseinheit (41) und/oder erste Kommunikationseinheit (31) in das Temperierfluid (6) aussendbar sind.
Übertragungsvorrichtung (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (31) und/oder die zweite (41) und/oder die dritte Kommunikationseinheit (51) zum Aussenden und/oder Empfangen akustischer Signale (60) ein Piezoelement und/oder ein Lautsprecherelement aufweisen.
Datenerfassungsvorrichtung (10) zur Erfassung von Zustandsdaten eines Batteriesystems (1), das Batteriesystem (1) aufweisend zumindest eine Batteriezelle (2) und eine Temperiervorrichtung (3) zum Temperieren der zumindest einen Batteriezelle (2) mit einem zumindest abschnittsweise in einer Temperierfluidleitung (4) geleiteten Temperierfluid (6), die Datenerfassungsvorrichtung (10) aufweisend eine Sensorvorrichtung (11) mit zumindest einer Sensoreinheit (13) zur Ermittlung der Zustandsdaten der zumindest einen Batteriezelle (2), eine Kontrollvorrichtung (12) zur Verarbeitung der Zustandsdaten und eine Übertragungsvorrichtung (20) zum Übertragen der Zustandsdaten, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüchen ausgebildet ist.
Datenerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollvorrichtung (12) eine Auswerteeinheit (14) zur Verarbeitung der Zustandsdaten aufweist, wobei zumindest die Auswerteeinheit (14) und die zweite Kommunikationseinheit (41) auf einer gemeinsamen Platine (7) angeordnet sind.
Datenerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sensoreinheit (13) zum Erfassen zumindest eines der folgenden Zustandsdaten ausgebildet ist: - Temperatur - Spannung - Strom - Leckage
Datenerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (11) zwei oder mehr Sensoreinheiten (13) zum Erfassen von Zustandsdaten von zwei oder mehr Batteriezellen (2) aufweist, wobei bevorzugt jeder der zumindest zwei Batteriezellen (2) zumindest eine Sensoreinheit (13) zugeordnet ist.
Datenerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterscheidung der Batteriezellen (2) die Übertragungsvorrichtung (20) für jede zugeordnete Batteriezelle (2) zumindest eine erste Kommunikationseinheit (31) aufweist, wobei jede der ersten Kommunikationseinheiten (31) mit der Sensoreinheit (13), welche der jeweiligen Batteriezelle (2) zugeordnet ist, über die Sensorschnittstelle (30) datenkommunizierend verbunden ist.
Datenerfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kommunikationseinheit (31) zum Aussenden von akustischen Signalen (60) ausgebildet ist, die zur Unterscheidung der erfassten Batteriezellen (2) frequenzmoduliert, pulsweitenmoduliert und/oder amplitudenmoduliert sind.
System aus einer Temperiervorrichtung (3) und einer Datenerfassungsvorrichtung (10) für ein Batteriesystem (1), das Batteriesystem (1) aufweisend zumindest eine Batteriezelle (2), die Temperiervorrichtung (3) aufweisend ein zumindest abschnittsweise in einer Temperierfluidleitung (4) geleitetes Temperierfluid (6) zum Temperieren der zumindest einen Batteriezelle (2), die Datenerfassungsvorrichtung (10) aufweisend eine Sensorvorrichtung (11) zur Ermittlung von Zustandsdaten der zumindest einen Batteriezelle (2), eine Kontrollvorrichtung (12) zur Verarbeitung der Zustandsdaten und eine Übertragungsvorrichtung (20) zum Übertragen der Zustandsdaten, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4 und/oder die Datenerfassungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 5 bis 10 ausgebildet ist.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierfluidleitung (4) eine schallreflektierende und/oder schalldämpfungsarme Innenwandung (5) aufweist.
System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierfluidleitung (4) zwischen einem ersten Anordnungsort (33) der ersten Kommunikationseinheit (31) und einem zweiten Anordnungsort (43) der zweiten Kommunikationseinheit (41) gerade oder zumindest im Wesentlichen gerade ausgebildet ist.
Batteriesystem (1), aufweisend zumindest eine Batteriezelle (2) und ein System aus einer Temperiervorrichtung (3) und einer Datenerfassungsvorrichtung (10) für ein Batteriesystem (1) dadurch gekennzeichnet, dass das System nach einem der Ansprüche 11 bis 13 ausgebildet ist.
Verfahren zum Übertragen von Zustandsdaten einer Batteriezelle (2) in einem Batteriesystem (1) gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das die Zustandsdaten zumindest abschnittsweise als akustische Signale (60) im Temperierfluid (6) übertragen werden.