DE102018006582B4 - Battery for a motor vehicle and vehicle electrical system - Google Patents

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Abstract

Batterie (1) für ein Kraftfahrzeug (10), umfassend einen elektrochemischen Energiespeicher (20), ein Batteriemanagementsystem (24), ein Leistungsschaltelement (23) sowie eine erste Schaltungseinrichtung (33), die in einem gemeinsamen Batteriegehäuse angeordnet sind, ferner umfassend wenigstens einen Masseanschluss (21, 31), einen ersten Versorgungsspannungsanschluss (22) und einen zweiten Versorgungsspannungsanschluss (32), die aus dem Batteriegehäuse herausgeführt sind, wobei ein positiver Pol (201) des Energiespeichers (20) über das Leistungsschaltelement (23) schaltbar mit dem ersten Versorgungsspannungsanschluss (22) verbunden ist und wobei das Leistungsschaltelement (23) durch das Batteriemanagementsystem (24) ansteuerbar ist, und wobei der zweite Versorgungsspannungsanschluss (32), über die erste Schaltungseinrichtung (33) mit dem positiven Pol (201) des Energiespeichers (20) elektrisch verbunden ist, wobei die erste Schaltungseinrichtung (33) einen Leistungstransistor (3310), eine Messeinrichtung (3311) sowie eine Treiberlogik (3312) umfasst, wobei die Messeinrichtung (3311) ausgebildet ist, einen durch den Leistungstransistor (3310) fließenden Laststrom zu erfassen um im Zusammenwirken mit der Treiberlogik (3312) und dem Leistungstransistor (3310) eine Strombegrenzungseinrichtung zu bilden, und wobei die erste Schaltungseinrichtung (33) ferner ausgebildet ist, mittels der Messeinrichtung (3311) einen Stromimpuls zu erfassen und in Abhängigkeit eines erfassten Stromimpulses ein Aufwecksignal an das Batteriemanagementsystem (24) zu senden.Battery (1) for a motor vehicle (10), comprising an electrochemical energy store (20), a battery management system (24), a power switching element (23) and a first circuit device (33), which are arranged in a common battery housing, further comprising at least one ground connection (21, 31), a first supply voltage connection (22) and a second supply voltage connection (32), which are led out of the battery housing, wherein a positive pole (201) of the energy store (20) is switchably connected to the first supply voltage connection (22) via the power switching element (23) and wherein the power switching element (23) can be controlled by the battery management system (24), and wherein the second supply voltage connection (32) is electrically connected to the positive pole (201) of the energy store (20) via the first circuit device (33), wherein the first circuit device (33) comprises a power transistor (3310), a measuring device (3311) and a Driver logic (3312), wherein the measuring device (3311) is designed to detect a load current flowing through the power transistor (3310) in order to form a current limiting device in cooperation with the driver logic (3312) and the power transistor (3310), and wherein the first circuit device (33) is further designed to detect a current pulse by means of the measuring device (3311) and to send a wake-up signal to the battery management system (24) as a function of a detected current pulse.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeugbordenetz sowie ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a battery for a motor vehicle, a motor vehicle electrical system and a motor vehicle.

Kraftfahrzeugbordnetze werden konventionell mit einer Blei-Säure-Batterie ausgerüstet, mit der im Beispiel eines Personenkraftwagens (PKW) eine Batterienennspannung von 12 V bereitgestellt wird. Die Batterie dient dabei zum Starten eines Verbrennungsmotors sowie zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugbornetzes, sofern von einem verbrennungsmotorbetrieben Generator keine oder eine nicht ausreichende elektrische Leistung bereitgestellt wird.Motor vehicle electrical systems are conventionally equipped with a lead-acid battery, which, in the example of a passenger car (car), provides a nominal battery voltage of 12 V. The battery is used to start an internal combustion engine and to supply electrical consumers of the motor vehicle electrical system if no or insufficient electrical power is provided by an internal combustion engine-operated generator.

Für zukünftige Fahrzeuganwendungen, insbesondere hinsichtlich der angestrebten CO2-bzw. Kraftstoffeinsparungen, gewinnen Fahrzeugbatterien mit einem Zellsystem basierend auf der Lithium-Ionen- (Li-lon-) Technologie zunehmend an Bedeutung. Fahrzeugbatterien mit Li-lon-Zellen besitzen gegenüber den herkömmlichen Blei-Säure-Batterien eine höhere Energiespeicherdichte, mit der eine Gewichtsreduzierung erzielt werden kann. Des Weiteren weisen die Li-lon-Zellen eine höhere Ladeakzeptanz als Blei-Säure-Batterien auf, die insbesondere zum Speichern von rekuperierter Bremsenergie vorteilhaft ist.For future vehicle applications, particularly with regard to the desired CO2 and fuel savings, vehicle batteries with a cell system based on lithium-ion (Li-ion) technology are becoming increasingly important. Compared to conventional lead-acid batteries, vehicle batteries with Li-ion cells have a higher energy storage density, which can be used to reduce weight. Furthermore, Li-ion cells have a higher charge acceptance than lead-acid batteries, which is particularly advantageous for storing recuperated braking energy.

Neben den genannten und weiteren Vorteilen weisen auf Li-lon-Technologie basierende elektrochemische Zellsysteme auch einige kritische Eigenschaften auf. Lithium-Ion-Zellen sind insbesondere weniger widerstandsfähig gegen Überladen und gegen Überströme als konventionelle Blei-Säure-Batterien. Li-lon-Batterien für Kraftfahrzeuge sind daher mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) ausgestattet, das zusammen mit einem Leistungsschalter und dem elektrochemischen Energiespeicher, d.h. einer Anzahl von miteinander verschalteten Li-lon-Zellen, in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Aus dem Batteriegehäuse sind zwei Anschlussklemmen herausgeführt, über die eine Versorgungsspannung und ein Massepotential für ein Kraftfahrzeugbordnetz bereitgestellt wird. Der Versorgungsspannungsanschluss ist schaltbar über den Leistungsschalter mit dem positiven Pol der Li-lon-Zellen verbunden, der Masseanschluss mit dem negativen Pol. Das BMS umfasst ein Mikroprozessorsystem und unterschiedliche Messeinrichtungen, mit denen zahlreiche Batterie- bzw. Zellparameter überwacht werden können. Ferner ist das BMS mit einer Datenschnittstelle zum Anschluss z.B. an ein CAN- bzw. LIN-BUS eines Kraftfahrzeugbordnetzes ausgerüstet, so dass eine Kommunikation mit dem Energie- bzw. Generator-Management und anderen Steuergeräten möglich ist. Das BMS ist insbesondere eingerichtet, den aktuellen Ladezustand (engl. State of Charge, SoC) der Li-lon-Batterie festzustellen. Falls eine Überladung oder ein Überstrom nicht über das Energiemanagement ausgeregelt werden können, kann aus Sicherheitsgründen der Leistungsschalter getrennt werden.In addition to the above and other advantages, electrochemical cell systems based on Li-ion technology also have some critical properties. Lithium-ion cells are particularly less resistant to overcharging and overcurrents than conventional lead-acid batteries. Li-ion batteries for motor vehicles are therefore equipped with a battery management system (BMS) that is arranged in a common housing together with a circuit breaker and the electrochemical energy storage device, i.e. a number of interconnected Li-ion cells. Two connection terminals lead out of the battery housing, via which a supply voltage and a ground potential are provided for a vehicle electrical system. The supply voltage connection is switchably connected to the positive pole of the Li-ion cells via the circuit breaker, and the ground connection to the negative pole. The BMS includes a microprocessor system and various measuring devices with which numerous battery or cell parameters can be monitored. The BMS is also equipped with a data interface for connection to a CAN or LIN bus of a vehicle's on-board network, for example, so that communication with the energy or generator management and other control devices is possible. The BMS is particularly designed to determine the current state of charge (SoC) of the Li-ion battery. If an overcharge or overcurrent cannot be corrected via the energy management, the circuit breaker can be disconnected for safety reasons.

Neben einer geringen Widerstandsfähigkeit gegenüber Überladungen und Überströme sind Li-Ion-Batterien auch empfindlich gegenüber Tiefentladungen, die zu Zellschäden und einer verkürzten Lebensdauer oder einem sofortigen Ausfall der Batterie führen können. Bei einem abgestellten Kraftfahrzeug kann es daher problematisch werden, dass viele der im Kraftfahrzeugbordnetz verteilten Steuergeräte in einen Bereitschaftszustand versetzt werden, die währenddessen weiterhin elektrischen Strom aufnehmen. Die Stromaufnahme in einem Kraftfahrzeugbordnetz kann sich je nach Fahrzeugmodell und Ausstattung zum Beispiel in einem Bereich zwischen 5 mA und 25 mA summieren. Dieser Bereitschaftsbetrieb kann für eine Li-Ion-Batterie im Kraftfahrzeugbordenetz beispielsweise dann kritisch werden, wenn das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum beispielsweise über Wochen und Monate abgestellt wird, innerhalb dem die Batterie über einen Tiefentladungsschwellwert hinaus entladen werden könnte.In addition to low resistance to overcharging and overcurrent, Li-ion batteries are also sensitive to deep discharge, which can lead to cell damage and a shortened service life or immediate failure of the battery. When a vehicle is parked, it can therefore be problematic that many of the control units distributed in the vehicle's on-board network are put into a standby state, which continues to consume electrical current. Depending on the vehicle model and equipment, the current consumption in a vehicle's on-board network can add up to between 5 mA and 25 mA, for example. This standby mode can become critical for a Li-ion battery in the vehicle's on-board network, for example, if the vehicle is parked for a longer period of time, for example weeks or months, during which the battery could be discharged beyond a deep discharge threshold.

Aus der DE 10 2012 211 393 A1 ist eine Li-Ion-Batterie für ein Kraftfahrzeug mit einer Tiefentladungsschutzfunktion bekannt, die durch Zusammenwirken eines integrierten Leistungsschalters und eines BMS bereitgestellt wird. Der Leistungsschalter kann geöffnet werden, sobald das BMS ein Unterschreiten eines jeweiligen Tiefentladungsschwellwerts bei einem Batterieparameter feststellt. Durch Öffnen des Leistungsschalters werden alle Stromverbraucher in dem Kraftfahrzeugbordnetz von den Batteriezellen getrennt. Um eine weitere Entladung nach einer Tiefentladungsschutzabschaltung effizient zu reduzieren, kann auch das intergierte BMS von den Batteriezellen getrennt werden.From the EN 10 2012 211 393 A1 A Li-ion battery for a motor vehicle with a deep discharge protection function is known, which is provided by the interaction of an integrated circuit breaker and a BMS. The circuit breaker can be opened as soon as the BMS detects that a battery parameter has fallen below a respective deep discharge threshold. By opening the circuit breaker, all power consumers in the vehicle's electrical system are disconnected from the battery cells. In order to efficiently reduce further discharge after a deep discharge protection shutdown, the integrated BMS can also be disconnected from the battery cells.

Die DE 10 2011 122 042 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeugbordnetz mit einer Fahrzeugbatterie, die einen elektrochemischen Energiespeicher sowie einen ersten und einen zweiten Trennschalter für einen ersten und einen zweiten Stromkreis besitzt. Ein erstes Steuergerät innerhalb des Kraftfahrzeugbordnetzes kann den ersten Trennschalter über ein Öffnungssignal ansteuern, um den Trennschalter zu öffnen. Der erste Trennschalter kann über ein Schließsignal eines zweiten Steuergerätes angesteuert werden, so dass der erste Trennschalter wieder geschlossen wird. Mittels dem zweiten Stromkreis wird eine Versorgungsspannung für das zweite Steuergerät auch dann bereitgestellt, wenn der erste Stromkreis über ersten Trennschalter geöffnet ist.The EN 10 2011 122 042 A1 describes a motor vehicle electrical system with a vehicle battery that has an electrochemical energy storage device and a first and a second isolating switch for a first and a second circuit. A first control unit within the motor vehicle electrical system can control the first isolating switch via an opening signal in order to open the isolating switch. The first isolating switch can be controlled via a closing signal from a second control unit so that the first isolating switch is closed again. A supply voltage for the second control unit is provided by means of the second circuit even when the first circuit is opened via the first isolating switch.

Die DE 10 2016 123 131 A1 beschreibt ein Batterieverwaltungssystem für ein Fahrzeug. Eine Steuerung kann einen Verbraucherstromkreis mittels Relais von einer Fahrzeugbatterie trennen. Basierend auf einem Aufwecksignal kann die Steuerung das Relais ansteuern und en Verbraucherstromkreis wieder schließen.The EN 10 2016 123 131 A1 describes a battery management system for a vehicle. A controller can disconnect a consumer circuit from a vehicle battery using a relay. Based on a wake-up signal, the controller can control the relay and close the consumer circuit again.

Nachteilig an dem Stand der Technik ist, dass eine schutzabgeschaltete Fahrzeugbatterie durch einen Fahrzeugnutzer erst manuell reaktiviert werden muss, bevor überhaupt eine der elektrischen Fahrzeugfunktionen verfügbar ist. Eine automatisierte Reaktivierung einer Fahrzeugbatterie erfordert hingegen, eine jeweilige Steuerungseinrichtung dauerhaft in einem Bereitschaftsbetrieb zu betreiben, um ein entsprechendes Aufwecksignal empfangen und verarbeiten zu können.A disadvantage of the current state of the art is that a vehicle battery that has been switched off must first be manually reactivated by a vehicle user before any of the vehicle's electrical functions are available. Automated reactivation of a vehicle battery, on the other hand, requires the respective control device to be permanently operated in standby mode in order to be able to receive and process a corresponding wake-up signal.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen verbesserten Tiefentladungsschutz für eine Fahrzeugbatterie bereitzustellen, der insbesondere der Benutzerfreundlichkeit im Zusammenhang mit Langzeitparkvorgängen, d.h. beim Abstellen eines Fahrzeuges für einen Zeitraum von beispielsweise einem Monat und länger, gerecht wird.The present invention therefore has the object of providing an improved deep discharge protection for a vehicle battery, which in particular meets the user-friendliness in connection with long-term parking processes, i.e. when parking a vehicle for a period of, for example, one month or longer.

Vorgeschlagen wird dementsprechend eine Batterie für ein Kraftfahrzeug gemäß dem unabhängigen Hauptanspruch und durch ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und durch ein Kraftfahrzeug gemäß den Nebenansprüchen. Weiterführende Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Accordingly, a battery for a motor vehicle is proposed according to the independent main claim and by an on-board network for a motor vehicle and by a motor vehicle according to the auxiliary claims. Further embodiments are the subject of the respective subclaims.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung zufolge gelöst durch eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, die einen elektrochemischen Energiespeicher, ein Batteriemanagementsystem, ein Leistungsschaltelement sowie eine erste Schaltungseinrichtung umfasst, die in einem gemeinsamen Batteriegehäuse angeordnet sind. Die Batterie umfasst ferner wenigstens einen Masseanschluss, einen ersten Spannungsanschluss und einen zweiten Spannungsanschluss, die aus dem Batteriegehäuse herausgeführt sind. Ein positiver Pol des Energiespeichers ist über das Leistungsschaltelement schaltbar mit dem ersten Spannungsanschluss verbunden und das Leistungsschaltelement ist durch das Batteriemanagementsystem ansteuerbar. Der zweite Spannungsanschluss ist über die erste Schaltungseinrichtung mit dem positiven Pol des Energiespeichers elektrisch verbunden.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a battery for a motor vehicle, which comprises an electrochemical energy store, a battery management system, a power switching element and a first circuit device, which are arranged in a common battery housing. The battery further comprises at least one ground connection, a first voltage connection and a second voltage connection, which are led out of the battery housing. A positive pole of the energy store is switchably connected to the first voltage connection via the power switching element and the power switching element can be controlled by the battery management system. The second voltage connection is electrically connected to the positive pole of the energy store via the first circuit device.

Die erste Schaltungseinrichtung umfasst einen Leistungstransistor, eine Messeinrichtung sowie eine Treiberlogik, wobei die ist ausgebildet, einen durch den Leistungstransistor (3310) fließenden Laststrom zu erfassen um im Zusammenwirken mit der Treiberlogik (3312) und dem Leistungstransistor (3310) eine Strombegrenzungseinrichtung zu bilden.The first circuit device comprises a power transistor, a measuring device and a driver logic, which is designed to detect a load current flowing through the power transistor (3310) in order to form a current limiting device in cooperation with the driver logic (3312) and the power transistor (3310).

Die erste Schaltungseinrichtung ist ferner ausgebildet, mittels der Messeinrichtung einen Stromimpuls zu erfassen, und in Abhängigkeit eines erfassten Stromimpulses ein Aufwecksignal an das Batteriemanagementsystem zu senden.The first circuit device is further designed to detect a current pulse by means of the measuring device and to send a wake-up signal to the battery management system as a function of a detected current pulse.

Ein elektrochemischer Energiespeicher umfasst wenigstens eine Gruppe mit einer Anzahl von in Reihe geschalteten elektrochemischen Zellen. Der positive Pol des Energiespeichers ist der Pluspol der Reihenschaltung aus den elektrochemischen Zellen, der negative Pol ist der Minuspol dieser Reihenschaltung, der vorzugsweise als Bezugs- bzw. Massepotential definiert wird. Zwischen dem positiven und dem negativen Pol des Energiespeichers wird die Batteriespannung bereitgestellt, die über Anschlussklemmen für den ersten und zweiten Spannungsanschluss sowie dem Masseanschluss aus einem Batteriegehäuse herausgeführt ist. Die elektrochemischen Zellen sind vorzugsweise Li-lon-Zellen.An electrochemical energy storage device comprises at least one group with a number of electrochemical cells connected in series. The positive pole of the energy storage device is the positive pole of the series connection of the electrochemical cells, the negative pole is the negative pole of this series connection, which is preferably defined as a reference or ground potential. The battery voltage is provided between the positive and negative poles of the energy storage device, which is led out of a battery housing via connection terminals for the first and second voltage connection and the ground connection. The electrochemical cells are preferably Li-ion cells.

Ein Batteriemanagementsystem umfasst elektronische Schaltkreise zum Steuern und Regeln von Lade- und Entladevorgängen des elektrochemischen Energiespeichers bzw. seiner einzelnen Zellen. Das Batteriemanagementsystem kann ein Mikroprozessorsystem beinhalten, mit dem Batterieparameter wie Batteriespannung, einzelne Zellspannungen, Temperaturen und/oder Ströme erfasst und verarbeitet werden, um weitere Parameter wie den Ladezustand der Batterie zu ermitteln. Wird bei wenigstens einem Parameter ein kritischer Grenzwert erreicht, kann die Elektronik bzw. der Mikroprozessor des Batteriemanagementsystems das Leistungsschaltelement ansteuern, so dass der elektrochemische Energiespeicher von zumindest einer aus dem Batteriegehäuse herausgeführten Anschlussklemme und somit auch von einem angeschlossenen Kraftfahrzeugbordnetz getrennt werden kann.A battery management system comprises electronic circuits for controlling and regulating charging and discharging processes of the electrochemical energy storage device or its individual cells. The battery management system can contain a microprocessor system with which battery parameters such as battery voltage, individual cell voltages, temperatures and/or currents are recorded and processed in order to determine other parameters such as the state of charge of the battery. If a critical limit is reached for at least one parameter, the electronics or microprocessor of the battery management system can control the power switching element so that the electrochemical energy storage device can be disconnected from at least one connection terminal leading out of the battery housing and thus also from a connected vehicle electrical system.

Das Leistungsschaltelement ist vorzugsweise in Form eines elektromechanischen Schützes einem sogenannten Hauptschütz (engl. main contactor) ausgeführt. Grundsätzlich kann auch ein Leistungshalbleiterschalter an dieser Stelle Verwendung finden, sofern Ströme von typischerweise 800 A bzw. Stromspitzen von typischerweise bis zu 1400 A zuverlässig getrennt werden können. Ein Leistungsschaltelement kann grundsätzlich auch zweipolig ausgestaltet sein, so dass neben dem ersten Spannungsanschluss gleichzeitig auch ein zugeordneter Masseanschluss vom Energiespeicher getrennt werden kann.The power switching element is preferably designed in the form of an electromechanical contactor, a so-called main contactor. In principle, a power semiconductor switch can also be used here, provided that currents of typically 800 A or current peaks of typically up to 1400 A can be reliably separated. A power switching element can also be designed with two poles, so that in addition to the first voltage connection, an associated ground connection can also be separated from the energy storage device at the same time.

Gemäß diesem ersten Aspekt der Erfindung wird ein zweiter Spannungsanschluss an der Batterie bereitgestellt, der zumindest in bestimmten Fällen einer durch das Batteriemanagementsystem initiierten Abschaltung des ersten Spannungsanschluss nicht betroffen ist. Somit kann über diesen zweiten Spannungsanschluss eine elektrische Energieversorgung für ausgewählte Verbraucher bereitgestellt werden. Bei einer Trennung des Leistungsschaltelements zum Schutz der Batterie vor einer Tiefentladung ist es sinnvoll, nur elektrische Verbraucher für die notwendigsten Funktionen zu versorgen. Daher wird der maximale Strom begrenzt, der über den zweiten Spannungsanschluss abgegeben werden kann, so dass auch ein weiteres Entladen des elektrochemischen Energiespeichers auf ein Minimum reduziert werden kann.According to this first aspect of the invention, a second voltage connection is provided on the battery, which is not affected at least in certain cases of a shutdown of the first voltage connection initiated by the battery management system. An electrical energy supply for selected consumers can thus be provided via this second voltage connection. When the power switching element is disconnected to protect the battery from deep discharge, it is sensible to only supply electrical consumers for the most necessary functions. The maximum current that can be delivered via the second voltage connection is therefore limited, so that further discharging of the electrochemical energy storage device can also be reduced to a minimum.

Mit der vorliegenden Erfindung wird neben dem bekannten Bereitschaftsbetrieb und einer Bordnetzvollabschaltung beim Erreichen bzw. Unterschreiten eines kritischen Ladezustands der Batterie ein Langzeitbereitschaftsmodus bereitgestellt, mit dem zumindest eine minimale Bordnetzfunktion mit geringer Leistungsaufnahme bereitgestellt werden kann.In addition to the known standby mode and a complete shutdown of the vehicle electrical system when the battery reaches or falls below a critical charge level, the present invention provides a long-term standby mode with which at least a minimal vehicle electrical system function with low power consumption can be provided.

Ein weiterer Gedanke hinter der vorliegenden Erfindung ist, auch eine komfortable Möglichkeit zur Beendigung eines Langzeitbereitschaftsmodus bzw. zum Reaktivieren eines jeweiligen Kraftfahrzeugbordnetzes bereitzustellen. Ein Stromimpuls stellt eine einfache Möglichkeit eine Kommunikation zwischen einem am zweiten Versorgungsspannungsanschluss angeschlossenen Steuergerät, z.B. das der Zentralverriegelung, und einer Batterieelektronik dar. Im Zusammenhang mit einem Zentralverriegelungsmodul des Kraftfahrzeuges kann der Stromimpuls, der bei einer Ansteuerung entsprechender Aktoren entsteht, als implizites Aufwecksignal genutzt werden, so dass kein extra Signal generiert werden muss.A further idea behind the present invention is to provide a convenient way to end a long-term standby mode or to reactivate a respective vehicle electrical system. A current pulse represents a simple way of communicating between a control unit connected to the second supply voltage connection, e.g. that of the central locking system, and battery electronics. In connection with a central locking module of the vehicle, the current pulse that is generated when corresponding actuators are activated can be used as an implicit wake-up signal, so that no extra signal needs to be generated.

Gemäß einer Weiterbildung des ersten Erfindungsaspektes kann das Batteriemanagementsystem einen Timer und eine Datenschnittstelle umfassen. Das Batteriemanagementsystem kann ferner ausgebildet sein, den Timer in Abhängigkeit einer über die Datenschnittstelle empfangenen ersten Fahrzeugbetriebszustandsinformation zu starten. Das Batteriemanagementsystem kann ferner dazu ausgebildet sein, das Leistungsschaltelement in Abhängigkeit eines abgelaufenen Timers anzusteuern, um den positiven Pol des Energiespeichers von dem elektrisch ersten Spannungsanschluss elektrisch zu trennen.According to a development of the first aspect of the invention, the battery management system can comprise a timer and a data interface. The battery management system can also be designed to start the timer depending on first vehicle operating state information received via the data interface. The battery management system can also be designed to control the power switching element depending on an expired timer in order to electrically separate the positive pole of the energy storage device from the first electrical voltage connection.

Die Idee hinter dieser Weiterbildung ist, einen präventiven Tiefentladungsschutz für eine Batterie eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, der vorzugsweise bei einem Ladezustand ausgelöst wird, der oberhalb eines kritischen unteren Ladezustandes liegt. Somit kann ggf. eine ausreichende Ladung zum Starten eines Motors in einem Kraftfahrzeug in der Batterie zurückgehallten werden, die nach einer Reaktivierung der Batterie über den ersten Spannungsanschluss abgerufen werden kann.The idea behind this development is to provide preventive deep discharge protection for a motor vehicle battery, which is preferably triggered when the charge level is above a critical lower charge level. This means that a sufficient charge can be retained in the battery to start an engine in a motor vehicle, which can be accessed via the first voltage connection after the battery has been reactivated.

Fahrzeugbetriebszustandsinformation kann beispielsweise ein Verriegelungssignal aus einem Steuergerät einer Zentralverriegelung sein, das als charakteristisches Signal für einen Beginn eines Parkvorgangs angesehen werden kann. Eine Ablaufzeit des Timers kann so derart gewählt sein, dass das Leistungsschaltelement den ersten Spannungsanschluss erst dann batteriespannungsfrei schaltet, wenn ein Kraftfahrzeug für einen längeren Zeitraum abgestellt wird, innerhalb dem eine Tiefentladung der Batterie droht. Wird zum Beispiel eine Ablaufzeit von 30 Tagen gewählt, so ist eine normale Wiederinbetriebnahme und Start des Fahrzeuges aus dem Bereitschaftsbetrieb möglich.Vehicle operating status information can be, for example, a locking signal from a central locking control unit, which can be seen as a characteristic signal for the start of a parking process. An expiration time of the timer can be selected in such a way that the power switching element only disconnects the first voltage connection from the battery voltage when a motor vehicle is parked for a longer period of time during which there is a risk of the battery being completely discharged. If, for example, an expiration time of 30 days is selected, normal restarting and starting of the vehicle from standby mode is possible.

Gemäß einer alternativen oder ergänzenden Weiterbildung kann das Batteriemanagementsystem ausgebildet sein, einen Ladezustand des Energiespeichers zu erfassen und das Leistungsschaltelement in Abhängigkeit eines Unterschreitens einer ersten Ladezustandsschwelle anzusteuern, um die elektrische Verbindung zwischen dem positiven Pol des Energiespeichers und dem elektrisch ersten Spannungsanschluss zu trennen.According to an alternative or additional development, the battery management system can be designed to detect a state of charge of the energy storage device and to control the power switching element depending on whether a first state of charge threshold is undershot in order to disconnect the electrical connection between the positive pole of the energy storage device and the electrically first voltage connection.

Die erste Ladezustandsschwelle kann vorteilhafterweise so gewählt sein, dass in dem Energiespeicher der Batterie ein Ladezustand verbleibt, der zumindest für einen Motorstart eines Kraftfahrzeuges ausreichend ist, ohne dass der Energiespeicher in einen kritischen Tiefentladezustand gelangt.The first charge level threshold can advantageously be selected such that a charge level remains in the energy storage device of the battery which is at least sufficient for starting the engine of a motor vehicle without the energy storage device reaching a critical deep discharge state.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des ersten Aspekts der Erfindung kann dem Batteriemanagementsystem ferner eine zweite Schaltungseinrichtung zugeordnet sein, die ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines getrennten Leistungsschaltelementes eine Versorgungsspannung zumindest für Teile des Batteriemanagementsystem zu unterbrechen.According to a further embodiment of the first aspect of the invention, the battery management system can further be assigned a second circuit device which is designed to interrupt a supply voltage at least for parts of the battery management system as a function of a separate power switching element.

Das Batteriemanagementsystem mit einem integrierten Mikroprozessor und zugeordneten Schaltungseinrichtungen zum Erfassen und Aufbereiten von gemessenen physikalischen Betriebsparametern, stellt auch einen Verbraucher dar, der im Bereitschaftsbetrieb weiterhin elektrischen Strom aufnimmt, die von dem elektrochemischen Energiespeicher der Batterie bereitgestellt werden muss. Mit einer Unterbrechung der Versorgungsspannung, zumindest für Teile des Batteriemanagementsystems, in Abhängigkeit eines getrennten Leistungsschaltelements kann die Entladung des Energiespeichers zusätzlich reduziert werden.The battery management system with an integrated microprocessor and associated circuit devices for recording and processing measured physical operating parameters also represents a consumer that continues to consume electrical power in standby mode, which must be provided by the electrochemical energy storage device of the battery. With an interruption of the supply voltage, at least for parts of the battery management system, depending on a separate power switching element, the discharge of the energy storage device can be further reduced.

Gemäß einer Weiterbildung kann ferner eine Überwachungseinrichtung vorgesehen sein, die ausgebildet ist, eine Spannung über die Anzahl miteinander verschalteter Batteriezellen zu erfassen und mit einem unteren Spannungsschwellwert zu vergleichen.According to a further development, a monitoring device can also be provided which is designed to detect a voltage across the number of battery cells connected to one another and to compare it with a lower voltage threshold value.

Auch in einem Langzeitbereitschaftsmodus kann eine untere Ladezustandsschwelle stetig überwacht werden, um eine Schädigung des elektrochemischen Energiespeichers bzw. drohenden Zelldefekten entgegenwirken zu können. Die untere Ladezustandsschwelle kann anhand eines korrespondierenden minimalen Spannungswerts zwischen dem positiven und dem negativen Pol des Energiespeichers überwacht werden. Die Überwachungseinrichtung stellt eine vom Batteriemanagementsystem, mit dem der Ladezustand der Batterie kontinuierlich berechnet und überwacht werden kann, unabhängige Tiefentladungsüberwachung bereit. Somit kann das Batteriemanagementsystem während eines Langzeitbereitschaftsmodus deaktiviert werden.Even in a long-term standby mode, a lower charge level threshold can be continuously monitored in order to counteract damage to the electrochemical energy storage device or impending cell defects. The lower charge level threshold can be monitored using a corresponding minimum voltage value between the positive and negative poles of the energy storage device. The monitoring device provides deep discharge monitoring that is independent of the battery management system, with which the charge level of the battery can be continuously calculated and monitored. The battery management system can therefore be deactivated during a long-term standby mode.

Ergänzend kann die Überwachungseinrichtung dazu ausgebildet sein, die erste Schaltungseinrichtung anzusteuern, um bei einem Unterschreiten des unteren Spannungsschwellwerts den positiven Pol des Energiespeichers von dem zweiten Spannungsanschluss elektrisch zu trennen.In addition, the monitoring device can be designed to control the first circuit device in order to electrically disconnect the positive pole of the energy storage device from the second voltage connection when the lower voltage threshold is undershot.

Mit Erreichen einer kritischen unteren Ladezustandsschwelle kann ein Langzeitbereitschaftsmodus beendet werden, so dass die Batterie bzw. ihre Zellen vor einer weiteren Entladung geschützt wird bzw. werden.When a critical lower state of charge threshold is reached, a long-term standby mode can be terminated so that the battery or its cells are protected from further discharge.

Gemäß einer Weiterbildung kann die Überwachungseinrichtung eine analoge Komparator-Schaltung mit wenigstens einem Operationsverstärker und einer Referenzspannungsschalungseinrichtung umfassen.According to a further development, the monitoring device can comprise an analog comparator circuit with at least one operational amplifier and a reference voltage switching device.

Entsprechende analoge Schaltungen zeichnen sich durch eine Stromaufnahme im Bereich von einigen µA aus, während ein mikroprozessorbasiertes Batteriemanagementsystem im Betrieb zwischen 1-3 mA benötigt. Insbesondere für einen Langzeitbereitschaftsmodus wird somit ein energiesparender Tiefentladungsschutz bereitgestellt.Corresponding analog circuits are characterized by a current consumption in the range of a few µA, while a microprocessor-based battery management system requires between 1-3 mA during operation. This provides energy-saving deep discharge protection, especially for a long-term standby mode.

Gemäß einer Weiterbildung kann die Treiberlogik ausgebildet sein, den Leistungstransistor in Abhängigkeit des Laststroms und in Abhängigkeit eines Unterschreitens des unteren Spannungsschwellwerts anzusteuern.According to a further development, the driver logic can be designed to control the power transistor depending on the load current and depending on the voltage falling below the lower threshold value.

Der Leistungstransistor vereint im Zusammenwirken mit der zugeordneten Messeinrichtung und Treiberlogik eine Strombegrenzungseinrichtung mit einem Leistungsschalter in einem Halbleiterbauelement. Vorzugsweise können Leistungstransistor, Messeinrichtung und Treiberlogik in einem monolithisch integrierten Schaltkreis (engl. Integrated Circuit, IC) zusammengefasst sein.The power transistor, in conjunction with the associated measuring device and driver logic, combines a current limiting device with a power switch in a semiconductor component. The power transistor, measuring device and driver logic can preferably be combined in a monolithic integrated circuit (IC).

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeugbordnetz, das ein erstes Teilbordnetz mit einer ersten Spannungsversorgungsleitung, ein zweites Teilbordnetz mit einer zweiten Spannungsversorgungsleitung und eine Batterie gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst. Die erste Spannungsversorgungsleitung des ersten Teilbordnetzes ist mit einem ersten Versorgungsspannungsanschluss der Batterie verbunden. Die zweite Spannungsversorgungsleitung ist mit einem zweiten Versorgungsspannungsanschluss der Batterie verbunden. Die zweite Spannungsversorgungsleitung ist auf einen geringeren maximalen Strom ausgelegt, als die erste Spannungsversorgungsleitung.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a motor vehicle electrical system which comprises a first sub-electrical system with a first voltage supply line, a second sub-electrical system with a second voltage supply line and a battery according to the first aspect of the invention. The first voltage supply line of the first sub-electrical system is connected to a first supply voltage connection of the battery. The second voltage supply line is connected to a second supply voltage connection of the battery. The second voltage supply line is designed for a lower maximum current than the first voltage supply line.

Das zweite Teilbordnetz ist gemäß einer Idee hinter dem zweiten Erfindungsaspekt zur elektrischen Energieversorgung ausgewählter Steuergräte vorgesehen, die während eines Langzeitbereitschaftsmodus in Summe eine kleinere Leistungs- bzw. Stromaufnahme haben, als die Summe aller Steuergeräte während eines herkömmlichen Bereitschaftsbetriebs. Die Auslegung auf einen geringeren maximalen Strom ermöglicht, für die zweite Spannungsversorgungsleitung geringere Leitungsquerschnitte vorzusehen, als für die erste Spannungsversorgungsleitung, zumindest in einem Leitungsabschnitt zwischen dem erstem Versorgungsspannungsanschluss der Batterie und einen ersten Sicherungskasten.According to an idea behind the second aspect of the invention, the second sub-vehicle network is intended to supply electrical energy to selected control devices which, during a long-term standby mode, have a lower total power or current consumption than the sum of all control devices during a conventional standby mode. The design for a lower maximum current makes it possible to provide smaller line cross-sections for the second voltage supply line than for the first voltage supply line, at least in a line section between the first supply voltage connection of the battery and a first fuse box.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugbordnetz gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a motor vehicle with a motor vehicle electrical system according to the second aspect of the invention.

Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktions-gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen:

  • 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugbordnetz und einer Fahrzeugbatterie;
  • 2 eine Fahrzeugbatterie;
  • 3 eine erste Ausgestaltung einer ersten Schaltungseinrichtung der Fahrzeugbatterie;
  • 4 eine zweite Ausgestaltung einer ersten Schaltungseinrichtung der Fahrzeugbatterie.
Further features and details emerge from the following description, in which - if necessary with reference to the drawing - at least one embodiment is described in detail. Described and/or illustrated features form the subject matter on their own or in any meaningful combination, possibly also independently of the claims, and can in particular also be the subject of one or more separate applications. Identical, similar and/or functionally identical parts are provided with the same reference numerals. Shown are:
  • 1 a motor vehicle with a vehicle electrical system and a vehicle battery;
  • 2 a vehicle battery;
  • 3 a first embodiment of a first circuit device of the vehicle battery;
  • 4 a second embodiment of a first circuit device of the vehicle battery.

In der 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einer erfindungsgemäßen Batterie 1 und einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbordnetz dargestellt. Das Kraftfahrzeugbordnetz umfasst zwei Teilbordnetze, wobei sich ein links von der Batterie erstreckendes erstes Teilbordnetz eine erste Versorgungsleitung 2 aufweist, die mit einem ersten Versorgungsspannungsanschluss 22 der Batterie 1 verbunden ist. Ein zweites Teilbordnetz mit einer zweiten Versorgungsleitung 3 ist rechts von der Batterie 1 dargestellt. Das Kraftfahrzeugbordnetz kann ein gemeinsames Massepotential für beide Teilbordnetze besitzen, wobei eine elektrisch leitfähige Karosserie als Masseleitung fungieren kann.In the 1 a motor vehicle 10 with a battery 1 according to the invention and a motor vehicle electrical system according to the invention is shown schematically. The motor vehicle electrical system comprises two sub-electrical systems, wherein a first sub-electrical system extending to the left of the battery has a first supply line 2 which is connected to a first supply voltage connection 22 of the battery 1. A second sub-electrical system with a second supply line 3 is shown to the right of the battery 1. The motor vehicle electrical system can have a common ground potential for both sub-electrical systems, wherein an electrically conductive body can function as a ground line.

Beide Teilbordnetze stellen jeweils eine 12 V Versorgungsnennspannung zur elektrischen Energieversorgung elektrischer Fahrzeugkomponenten bereit. Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Teilbordnetz liegt darin, dass die zweite Versorgungsleitung 3 und der zweite Versorgungsspannungsanschluss 32 der Batterie 1 für einen geringeren maximalen Strom ausgelegt sind, als die erste Versorgungsleitung 2 und der ersten Versorgungsspannungsanschluss 22 der Batterie 1. Der zweite Versorgungsspannungsanschluss 32 der Batterie 1 stellt somit erfindungsgemäß einen zusätzlichen Kleinleistungsausgang (engl. Low Power Outlet, LPO) der Batterie 1 dar.Both sub-vehicle networks each provide a 12 V nominal supply voltage for supplying electrical energy to electrical vehicle components. A significant difference between the first and second sub-vehicle networks is that the second supply line 3 and the second supply voltage connection 32 of the battery 1 are designed for a lower maximum current than the first supply line 2 and the first supply voltage connection 22 of the battery 1. The second supply voltage connection 32 of the battery 1 thus represents, according to the invention, an additional low power outlet (LPO) of the battery 1.

An der ersten Versorgungsleitung 2 sind zahlreiche elektrische Fahrzeugkomponenten angeschlossen, wobei beispielhaft ein Generator 7 und ein Widerstand abgebildet sind. Der Widerstand steht stellvertretend für eine Vielzahl elektronischer Steuergeräte bzw. andere elektrische Verbraucher 8 des Kraftfahrzeugbordnetzes, die elektrische Energie benötigen. Numerous electrical vehicle components are connected to the first supply line 2, with a generator 7 and a resistor being shown as examples. The resistor represents a large number of electronic control units or other electrical consumers 8 of the vehicle's on-board network that require electrical energy.

Die Zuleitungen für den Generator 7 und die elektrischen Verbraucher 8 sind jeweils zum Schutz vor Überströmen mit Sicherungen 9 abgesichert.The supply lines for the generator 7 and the electrical consumers 8 are each protected by fuses 9 to protect against overcurrents.

Die zweite Versorgungsleitung 3 stellt eine elektrische Energieversorgung für eine Zentralverriegelungsmodul 5 bereit. Das Zentralverriegelungsmodul 5 ist mit einem Funkempfänger ausgerüstet, der ein Funksignal 40 von einer Schlüsselfernbedienung empfangen kann.The second supply line 3 provides an electrical power supply for a central locking module 5. The central locking module 5 is equipped with a radio receiver that can receive a radio signal 40 from a key remote control.

Das Kraftfahrzeugbordnetz umfasst ferner ein Datenübertragungsnetzwerk, das als CAN- oder LIN-Bussystem ausgebildet sein kann und eine Kommunikation zwischen zahlreichen elektronischen Steuergeräten im Kraftfahrzeugbordnetz ermöglicht. Insbesondere ist das Zentralverriegelungsmodul 5 und die Batterie 1 mit der Datenleitung 4 des Datenübertragungsnetzwerks verbunden.The vehicle electrical system also includes a data transmission network, which can be designed as a CAN or LIN bus system and enables communication between numerous electronic control units in the vehicle electrical system. In particular, the central locking module 5 and the battery 1 are connected to the data line 4 of the data transmission network.

Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Batterie 1 für ein Kraftfahrzeug 10, die ein erstes Anschlussklemmenpaar zum Bereitstellen einer Batteriespannung für das erste Teilbordnetz umfasst. Die 12 V Versorgungsnennspannung wird von einer Reihenschaltung aus eine Anzahl von Li-lon-Zellen bereitgestellt, die den elektrochemischen Energiespeicher 20 der Batterie bilden. Ein negativer Pol des elektrochemischen Energiespeichers 20 ist mit einem Masseanschluss 21 des ersten Anschlussklemmenpaars elektrisch verbunden. Eine elektrische Verbindung eines positiven Pols 201 des Energiespeichers 20 mit dem ersten Spannungsanschluss 22 erfolgt schaltbar über ein Leistungsschaltelement 23.The 2 shows a battery 1 according to the invention for a motor vehicle 10, which comprises a first pair of terminals for providing a battery voltage for the first partial on-board network. The 12 V nominal supply voltage is provided by a series connection of a number of Li-ion cells, which form the electrochemical energy storage device 20 of the battery. A negative pole of the electrochemical energy storage device 20 is electrically connected to a ground connection 21 of the first pair of terminals. An electrical connection of a positive pole 201 of the energy storage device 20 to the first voltage connection 22 is switchable via a power switching element 23.

Die Batterie 1 umfasst ferner ein Batteriemanagementsystem (BMS) 24, das zur Überwachung, Regelung und zum Schutz des elektrochemischen Energiespeichers 20 bzw. jeder einzelnen seiner Li-lon-Zellen dient. Das BMS 24 umfasst ein Mikrocontrollersystem mit einer zugeordneten Messelektronik, mit der beispielsweise der Batteriestrom sowie die Spannungen und Temperaturen der einzelnen Lithium-Ionen-Zellen bzw. die des gesamten elektrochemischen Energiespeichers 20 erfasst und überwacht werden können. Das Mikrocontrollersystem ist eingerichtet, die messtechnisch erfassten Messwerte zu verarbeiten, so dass der aktuelle Ladezustand (engl. State of Charge, SoC) des Energiespeichers 20 mit den Lithium-Ionen-Zellen ermittelt werden kann. Das Mikrocontrollersystem stellt eine Datenschnittstelle 14 bereit, die aus einem Gehäuse der Batterie 1 herausgeführt und zum Anschluss an die CAN oder LIN basierte Datenleitung 4 in einem Kraftfahrzeug 10 anschließbar ist. Im Zusammenwirken mit einer Regelungseinrichtung eines Generators 7 kann das BMS 24 ein Lademanagement für die Batterie 1 bereitstellen.The battery 1 further comprises a battery management system (BMS) 24, which is used to monitor, regulate and protect the electrochemical energy storage device 20 or each of its Li-ion cells. The BMS 24 comprises a microcontroller system with associated measuring electronics, with which, for example, the battery current and the voltages and temperatures of the individual lithium-ion cells or those of the entire electrochemical energy storage device 20 can be recorded and monitored. The microcontroller system is set up to process the measured values recorded by measurement so that the current state of charge (SoC) of the energy storage device 20 with the lithium-ion cells can be determined. The microcontroller system provides a data interface 14, which leads out of a housing of the battery 1 and can be connected to the CAN or LIN-based data line 4 in a motor vehicle 10. In cooperation with a control device of a generator 7, the BMS 24 can provide charge management for the battery 1.

Das BMS 24 ist über eine erste Steuerleitung 25 mit dem Leistungsschaltelement 23 verbunden, um verschiedene Schutzfunktionen für den elektrochemischen Energiespeicher 20 bzw. die Lithium-Ionen-Zellen bereitzustellen. Der positive Pol 201 des Energiespeichers 20 kann vom BMS 24 durch Ansteuern des Leistungsschaltelements 23 elektrisch von dem ersten Versorgungsspannungsanschluss 22 getrennt werden. Im Zusammenhang mit einer eingangs genannten Tiefentladungsschutzfunktion steuert das BMS 24 das Leistungsschaltelement 23 an und trennt den positiven Pol 201 des Energiespeicher 20 vom ersten Versorgungsspannungsanschluss 22, sobald ein unterer Schwellwert für den SoC der Batterie 1 erreicht ist.The BMS 24 is connected to the power switching element 23 via a first control line 25 in order to provide various protective functions for the electrochemical energy storage device 20 or the lithium-ion cells. The positive pole 201 of the energy storage device 20 can be electrically separated from the first supply voltage connection 22 by the BMS 24 by controlling the power switching element 23. In connection with a deep discharge protection function mentioned at the beginning, the BMS 24 controls the power switching element element 23 and disconnects the positive pole 201 of the energy storage device 20 from the first supply voltage connection 22 as soon as a lower threshold value for the SoC of the battery 1 is reached.

Das Leistungsschaltelement 23 kann als elektromechanischer Schalter beispielsweise als ein Schütz ausgebildet sein. Das Schütz, das auch als Hauptschütz (engl. main contactor) einer Batterie bezeichnet wird, kann auch zweipolig ausgebildet sein, so dass der positive Pol 201 und der negative Pol 202 des Energiespeichers 20 von dem ersten Versorgungsspannungsanschluss 22 und von dem Masseanschluss 21 des ersten Anschlussklemmenpaars elektrisch trennbar sind. Das Leistungsschaltelement 23 kann auch als Leistungshalbleiterschalter ausgebildet sein.The power switching element 23 can be designed as an electromechanical switch, for example as a contactor. The contactor, which is also referred to as the main contactor of a battery, can also be designed with two poles, so that the positive pole 201 and the negative pole 202 of the energy storage device 20 can be electrically separated from the first supply voltage connection 22 and from the ground connection 21 of the first connection terminal pair. The power switching element 23 can also be designed as a power semiconductor switch.

Die erfindungsgemäße Batterie 1 umfasst einen zweiten Versorgungsspannungsanschluss 32, der über eine erste Schaltungseinrichtung 33 mit dem positiven Pol 201 des Energiespeichers 20 schaltbar verbunden ist. Dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss 32 kann ein zweiter Masseanschluss 31 zugeordnet sein, so dass ein zweites Anschlussklemmenpaar bereitgestellt wird.The battery 1 according to the invention comprises a second supply voltage connection 32, which is switchably connected to the positive pole 201 of the energy storage device 20 via a first circuit device 33. A second ground connection 31 can be assigned to the second supply voltage connection 32, so that a second pair of connection terminals is provided.

Der zweite Versorgungsspannungsanschluss 32 stellt einen zusätzlichen Kleinleistungsausgang (engl. Low Power Outlet, LPO) der Batterie 1 bereit, mit dem vom ersten Versorgungsspannungsanschluss 22 unabhängig Strom und Spannung zur Versorgung ausgewählter Bordnetzkomponenten zum Beispiel des in der 1 dargestellten Zentralverriegelungsmodul 5 bereitstellbar ist. Am ersten Versorgungsspannungsanschluss 22 und am zweiten Versorgungsspannungsanschluss 32 wird jeweils die gleiche Batterienennspannung von 12 V aus dem Energiespeicher 20 bereitgestellt. Der Unterschied zwischen den Spannungsanschlüssen besteht darin, dass der zweite Versorgungsspannungsanschluss 32 auf einen maximalen Ausgangstrom begrenzt ist, der sehr viel kleiner ist, als der maximale Ausgangsstrom des ersten Versorgungsspannungsanschlusses 22. Der erste Versorgungsspannungsanschluss 22 kann zum Beispiel Ausgangsströme von bis zu 800 A bereitstellen, wobei Stromspitzen von bis zu 1400 A möglich sind. Während eines Bereitschaftsbetriebs eines Kraftfahrzeuges können bis zu 25 mA Dauerstrom in das Kraftfahrzeugbordnetz abgegeben werden.The second supply voltage connection 32 provides an additional low power outlet (LPO) of the battery 1, with which current and voltage can be supplied independently of the first supply voltage connection 22 to supply selected on-board network components, for example the 1 shown central locking module 5. The same nominal battery voltage of 12 V is provided from the energy storage device 20 at the first supply voltage connection 22 and the second supply voltage connection 32. The difference between the voltage connections is that the second supply voltage connection 32 is limited to a maximum output current that is much smaller than the maximum output current of the first supply voltage connection 22. The first supply voltage connection 22 can, for example, provide output currents of up to 800 A, with current peaks of up to 1400 A being possible. During standby operation of a motor vehicle, up to 25 mA of continuous current can be supplied to the motor vehicle electrical system.

Der zweite Versorgungsspannungsanschluss 32 ist für eine dauerhafte Stromabgabe von maximal 2 mA vorgesehen, wobei eine Strombegrenzungseinrichtung der ersten Schaltungseinrichtung 33 kurzzeitig höherer Ströme erlauben soll.The second supply voltage connection 32 is intended for a permanent current output of a maximum of 2 mA, whereby a current limiting device of the first circuit device 33 is intended to allow higher currents for a short time.

Das BMS 24 der Batterie 1 ist eingerichtet, die Batterie 1 von einem Bereitschaftsmodus in einen Langzeitbereitschaftsmodus umzuschalten, sobald ein Umschaltkriterium dafür erfüllt worden ist. Ein Umschaltkriterium ist ein Ablauf eines Timers beispielsweise von 30 Tagen. Der Timer wird gestartet, wenn das BMS 24 über die Datenschnittstelle 14 aus dem CAN- bzw. LIN-Bus ein Verriegelungssignal von dem Zentralverriegelungsmodul 5 empfängt. Wird vor dem Ablauf des Timers ein Entriegelungssignal vom Zentralverriegelungsmodul 5 über die Datenschnittstelle 14 empfangen, wird der Timer gestoppt bzw. zurückgesetzt. Läuft der Timer ab, ist das Umschaltkriterium erfüllt und das BMS 24 steuert über die Steuerleitung 25 das Leistungsschaltelement 23 an, so dass eine Stromabgabe von 5 mA-25 mA über den ersten Versorgungsspannungsanschluss 22 unterbrochen wird. Das Zentralverriegelungsmodul 5 wird mit einem kontinuierlichen Strombedarf von 1 mA bis 2 mA während seiner Empfangsbereitschaft über den zweiten Versorgungsspannungsanschluss 32 versorgt.The BMS 24 of the battery 1 is set up to switch the battery 1 from a standby mode to a long-term standby mode as soon as a switching criterion for this has been met. A switching criterion is the expiration of a timer, for example of 30 days. The timer is started when the BMS 24 receives a locking signal from the central locking module 5 via the data interface 14 from the CAN or LIN bus. If an unlocking signal is received from the central locking module 5 via the data interface 14 before the timer expires, the timer is stopped or reset. If the timer expires, the switching criterion is met and the BMS 24 controls the power switching element 23 via the control line 25 so that a current output of 5 mA-25 mA via the first supply voltage connection 22 is interrupted. The central locking module 5 is supplied with a continuous current requirement of 1 mA to 2 mA during its readiness to receive via the second supply voltage connection 32.

Das BMS 24 wird während eines Langzeitbereitschaftsmodus vorzugsweise zumindest teilweise deaktiviert, um den einen aus dem Energiespeicher 20 bereitgestellten Strom zwischen 1 mA und3 mA zu reduzieren. Bei einem deaktivierten Mikrocontrollersystem kann das BMS 24 einen kritischen unteren SoC nicht mehr überwachen. Um eine Tiefentladungsschutzfunktion auch während eines Langzeitbereitschaftsmodus bereitzustellen, ist eine zusätzliche Überwachungseinrichtung 34 vorgesehen. Diese umfasst beispielsweise eine analoge Komparator-Schaltung mit einem Operationsverstärker und einer Referenzspannungsschaltungseinrichtung, mit der ein Erreichen eines unteren Spannungswerts des Energiespeichers 20 detektiert werden kann. Der untere Spannungswert korrespondiert mit einem kritischen unteren SoC. Wird der untere Spannungswert erreicht, wird die erste Schaltungseinrichtung 33 über die dritte Steuerleitung 36 angesteuert, so dass der zweite Versorgungsspannungsanschluss 32 vom positiven Pol 201 des Energiespeichers 20 elektrisch getrennt wird. Der Langzeitbereitschaftsmodus wird in diesem Fall zu Gunsten einer Tiefentladungsschutzabschaltung beendet.The BMS 24 is preferably at least partially deactivated during a long-term standby mode in order to reduce the current provided by the energy storage device 20 to between 1 mA and 3 mA. When the microcontroller system is deactivated, the BMS 24 can no longer monitor a critical lower SoC. In order to provide a deep discharge protection function even during a long-term standby mode, an additional monitoring device 34 is provided. This comprises, for example, an analog comparator circuit with an operational amplifier and a reference voltage circuit device with which it is possible to detect when a lower voltage value of the energy storage device 20 is reached. The lower voltage value corresponds to a critical lower SoC. If the lower voltage value is reached, the first circuit device 33 is controlled via the third control line 36 so that the second supply voltage connection 32 is electrically separated from the positive pole 201 of the energy storage device 20. In this case, the long-term standby mode is ended in favor of a deep discharge protection shutdown.

Empfängt das Zentralverriegelungsmodul 5 während eines Langzeitbereitschaftsmodus ein Funksignal 40 mit einem Entriegelungsbefehl von einer in den Figuren nicht dargestellten Schlüsselfernbedienung, so können entsprechende in den Figuren nicht dargestellte Zentralverriegelungsaktoren durch das Zentralverriegelungsmodul 5 im Kraftfahrzeug 10 zur Türentriegelung angesteuert werden. Ein von Zentralverriegelungsmodul 5 ausgegebener Steuerimpuls lasst seine Stromaufnahme kurzzeitig auf einen Wert oberhalb der während der Empfangsbereitschaft vorherrschenden 1-2 mA ansteigen. Der von der Batterie 1 über ihren zweiten Versorgungsspannungsanschluss 32 abgegebene Stromimpuls für die Entriegelung des Kraftfahrzeuges 10 könnte in der ersten Schaltungseinrichtung 33 oder in der Überwachungseinrichtung 34 mit entsprechenden Schaltungseinrichtungen detektiert werden, so dass über die zweite Steuerleitung 35 oder über die vierte Steuerleitung 37 ein Signal zum Reaktiveiern des BMS 24 ausgegeben werden kann.If the central locking module 5 receives a radio signal 40 with an unlocking command from a key remote control (not shown in the figures) during a long-term standby mode, corresponding central locking actuators (not shown in the figures) can be controlled by the central locking module 5 in the motor vehicle 10 to unlock the doors. A control pulse emitted by the central locking module 5 causes its current consumption to rise briefly to a value above the 1-2 mA prevailing during the standby mode. The current drawn from the battery 1 via its second supply voltage connection 32 The current pulse given for unlocking the motor vehicle 10 could be detected in the first circuit device 33 or in the monitoring device 34 with corresponding circuit devices, so that a signal for reactivating the BMS 24 can be output via the second control line 35 or via the fourth control line 37.

Der Langzeitbereitschaftsmodus kann somit mit dem Empfang eines Entriegelungsbefehls von der Schlüsselfernbedienung komfortabel beendet werden, in dem das zumindest teilweise deaktivierte BMS 24 durch das Zentralverriegelungsmodul 5 aufgeweckt wird. Das reaktivierte BMS 24 kann das Leistungsschaltelement 23 über die erste Steuerleitung 25 ansteuern und schließen, so dass über den ersten Versorgungsspannungsanschluss 22 die Versorgungsspannung für die erste Versorgungsleitung 2 wieder bereitgestellt wird.The long-term standby mode can thus be conveniently ended by receiving an unlocking command from the key remote control, in which the at least partially deactivated BMS 24 is woken up by the central locking module 5. The reactivated BMS 24 can control and close the power switching element 23 via the first control line 25, so that the supply voltage for the first supply line 2 is provided again via the first supply voltage connection 22.

Das BMS 24 kann alternativ durch das Zentralverriegelungsmodul 5 direkt aufgeweckt werden, indem eine Aufweckfunktion in einem Transceiver für die Datenschnittstelle 14 des BMS 24 integriert wird. Während eines Langzeitbereitschaftsmodus kann vorgesehen sein, über die Datenleitung 4 keine Signale auszutauschen. Empfängt und verifiziert das Zentralverriegelungsmodul 5 einen gültigen Entriegelungsbefehl, so kann über die Datenleitung 4 ein Aufwecksignal an das BMS 24 der Batterie 1 gesendet werden.Alternatively, the BMS 24 can be woken up directly by the central locking module 5 by integrating a wake-up function in a transceiver for the data interface 14 of the BMS 24. During a long-term standby mode, no signals can be exchanged via the data line 4. If the central locking module 5 receives and verifies a valid unlocking command, a wake-up signal can be sent to the BMS 24 of the battery 1 via the data line 4.

In der 3 ist eine erste Ausführung der ersten Schaltungseinrichtung 33 einer erfindungsgemäßen Batterie 1. Die erste Schaltungseinrichtung 33 umfasst einen Eingangsspannungskontakt 331 der mit dem positiven Pol 201 des Energiespeichers 20 verbunden werden kann bzw. verbunden ist. Ein Ausgangsspannungskontakt 332 ist mit dem zweien Versorgungsspannungsanschluss 32 verbindbar bzw. verbunden. Ein Signaleingang 333 dient zur elektrischen Verbindung mit der Überwachungseinrichtung 34 über die dritte Steuerleitung 36. Die erste Schaltungseinrichtung 33 beinhaltet einen Leistungsschalter 336, der beispielsweise als Relais oder als Halbleiterschalter ausgebildet ist. Liegt an dem Signaleingang 333 ein Signal für eine Tiefentladungsschutzabschaltung an, so trennt der Leistungsschalter 336 den Eingangsspannungskontakt 331 von dem Ausgangsspannungskontakt 332.In the 3 is a first embodiment of the first circuit device 33 of a battery 1 according to the invention. The first circuit device 33 comprises an input voltage contact 331 which can be connected or is connected to the positive pole 201 of the energy storage device 20. An output voltage contact 332 can be connected or is connected to the second supply voltage connection 32. A signal input 333 is used for the electrical connection to the monitoring device 34 via the third control line 36. The first circuit device 33 contains a power switch 336 which is designed, for example, as a relay or as a semiconductor switch. If a signal for a deep discharge protection shutdown is present at the signal input 333, the power switch 336 separates the input voltage contact 331 from the output voltage contact 332.

Die erste Schaltungseinrichtung 33 enthält ferner eine Sicherung 335, beispielsweise eine Schmelzsicherung mit einem Nennstrom von 2 mA. Die Schmelzsicherung weist vorzugsweise eine träge Auslösecharakteristik auf, so dass ein auf 2 mA begrenzter Ausgangstrom des zweiten Versorgungsspannungsanschluss 32 der Batterie 1 kurzzeitig überschritten werden kann. Eine Diode 337 kann aus Sicherheitsgründen vorgesehen werden, um einen fehlerhaften, d.h. einen nicht gewünschten Ladestrom über den zweiten Versorgungsspannungsanschluss 32 zu unterdrücken.The first circuit device 33 also contains a fuse 335, for example a safety fuse with a nominal current of 2 mA. The safety fuse preferably has a slow-blow characteristic so that an output current of the second supply voltage connection 32 of the battery 1 limited to 2 mA can be exceeded for a short time. A diode 337 can be provided for safety reasons in order to suppress an erroneous, i.e. undesirable, charging current via the second supply voltage connection 32.

Die 4 zeigt eine alternative zweite Ausführung der ersten Schaltungseinrichtung 33, die im Wesentlichen aus einem integrierten sogenannten Smart High-Side Power Switch besteht. Ein Smart High-Side Power Switch ist im Wesentlichen ein integrierter Schaltkreis mit einem Leistungs-MOS-Transistor zum Kontrollieren einer Versorgungsspannung und einer Steuer- und Diagnoseelektronik. Die in der 4 dargestellte alternative integrierte erste Schaltungseinrichtung 33 umfasst einen Eingangsspannungskontakt 331, einen Ausgangsspannungskontakt 332 und einen Signaleingang 333, die funktionell den Anschlüssen der bereits unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen ersten Ausführung entsprechen.The 4 shows an alternative second embodiment of the first circuit device 33, which essentially consists of an integrated so-called smart high-side power switch. A smart high-side power switch is essentially an integrated circuit with a power MOS transistor for controlling a supply voltage and control and diagnostic electronics. The 4 The alternative integrated first circuit device 33 shown comprises an input voltage contact 331, an output voltage contact 332 and a signal input 333, which are functionally equivalent to the terminals of the already described with reference to 3 described first embodiment.

Der Integrierte Schaltkreis besitzt einen Leistungs-MOS-Transistor 3310, mit dem eine von dem Energiespeicher 20 bereitgestellte Spannung von dem Eingangsspannungskontakt 331 auf den Ausgangsspannungskontakt 332 durchgeschaltet werden kann. Mit einer Messeinrichtung 3311 kann der durch den Leistungs-MOS-Transistor 3310 fließende Laststrom kontinuierlich überwacht werden. Im Zusammenwirken mit einer Treiberlogik 3312 zur Ansteuerung des Leistungs-MOS-Transistors 3310 kann mit der Messeinrichtung 3311 eine Strombegrenzung für den zweiten Versorgungsspannungsanschluss 32 der Batterie 1 bereitgestellt werden. Auch ein Stromimpuls für die Entriegelung des Kraftfahrzeuges 10 könnte im Zusammenwirken von Messeinrichtung 3311 und Treiberlogik 3312 detektiert werden, so dass ein Signal zum Aufwecken des BMS 24 über einen Signalausgang 334 ausgegeben werden kann.The integrated circuit has a power MOS transistor 3310, with which a voltage provided by the energy storage device 20 can be switched through from the input voltage contact 331 to the output voltage contact 332. The load current flowing through the power MOS transistor 3310 can be continuously monitored using a measuring device 3311. In conjunction with a driver logic 3312 for controlling the power MOS transistor 3310, the measuring device 3311 can provide a current limit for the second supply voltage connection 32 of the battery 1. A current pulse for unlocking the motor vehicle 10 could also be detected in conjunction with the measuring device 3311 and the driver logic 3312, so that a signal for waking up the BMS 24 can be output via a signal output 334.

Obwohl der Gegenstand im Detail durch Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the subject matter has been illustrated and explained in detail by means of embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived from them by the person skilled in the art. It is therefore clear that a large number of possible variations exist. It is also clear that embodiments mentioned as examples only represent examples that are not to be understood in any way as a limitation of the scope of protection, the possible applications or the configuration of the invention. Rather, the preceding description and the description of the figures enable the person skilled in the art to implement the exemplary embodiments in concrete terms, whereby the person skilled in the art, with knowledge of the disclosed inventive concept, can make a variety of changes, for example with regard to the function or arrangement of individual elements shown in an exemplary embodiment. mentioned elements without departing from the scope of protection defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Batteriebattery
22
erste Versorgungsleitungfirst supply line
33
zweite Versorgungsleitungsecond supply line
44
DatenleitungData line
55
ZentralverriegelungsmodulCentral locking module
66
SicherungBackup
77
Generatorgenerator
88
Verbraucherconsumer
99
SicherungBackup
1010
KraftfahrzeugMotor vehicle
1414
DatenschnittstelleData interface
2020
elektrochemischer Energiespeicherelectrochemical energy storage
201201
positiver Polpositive pole
202202
negativer Polnegative pole
2121
MasseanschlussGround connection
2222
erster Versorgungsspannungsanschlussfirst supply voltage connection
2323
LeistungsschaltelementPower switching element
2424
Batteriemanagementsystem (BMS)Battery management system (BMS)
2525
erste Steuerleitungfirst control line
3131
MasseanschlussGround connection
3232
zweiter Versorgungsspannungsanschlusssecond supply voltage connection
3333
erste Schaltungseinrichtungfirst circuit device
3434
ÜberwachungseinrichtungMonitoring device
3535
zweite Steuerleitungsecond control line
3636
dritte Steuerleitungthird control line
3737
vierte Steuerleitungfourth control line
331331
EingangsspannungskontaktInput voltage contact
332332
AusgangsspannungskontaktOutput voltage contact
333333
SignaleingangSignal input
334334
SignalausgangSignal output
335335
SicherungBackup
336336
LeistungsschalterCircuit breaker
337337
Diodediode
33103310
Leistungs-MOS-TransistorPower MOS transistor
33113311
MesseinrichtungMeasuring device
33123312
TreiberlogikDriver logic

Claims (10)

Batterie (1) für ein Kraftfahrzeug (10), umfassend einen elektrochemischen Energiespeicher (20), ein Batteriemanagementsystem (24), ein Leistungsschaltelement (23) sowie eine erste Schaltungseinrichtung (33), die in einem gemeinsamen Batteriegehäuse angeordnet sind, ferner umfassend wenigstens einen Masseanschluss (21, 31), einen ersten Versorgungsspannungsanschluss (22) und einen zweiten Versorgungsspannungsanschluss (32), die aus dem Batteriegehäuse herausgeführt sind, wobei ein positiver Pol (201) des Energiespeichers (20) über das Leistungsschaltelement (23) schaltbar mit dem ersten Versorgungsspannungsanschluss (22) verbunden ist und wobei das Leistungsschaltelement (23) durch das Batteriemanagementsystem (24) ansteuerbar ist, und wobei der zweite Versorgungsspannungsanschluss (32), über die erste Schaltungseinrichtung (33) mit dem positiven Pol (201) des Energiespeichers (20) elektrisch verbunden ist, wobei die erste Schaltungseinrichtung (33) einen Leistungstransistor (3310), eine Messeinrichtung (3311) sowie eine Treiberlogik (3312) umfasst, wobei die Messeinrichtung (3311) ausgebildet ist, einen durch den Leistungstransistor (3310) fließenden Laststrom zu erfassen um im Zusammenwirken mit der Treiberlogik (3312) und dem Leistungstransistor (3310) eine Strombegrenzungseinrichtung zu bilden, und wobei die erste Schaltungseinrichtung (33) ferner ausgebildet ist, mittels der Messeinrichtung (3311) einen Stromimpuls zu erfassen und in Abhängigkeit eines erfassten Stromimpulses ein Aufwecksignal an das Batteriemanagementsystem (24) zu senden.Battery (1) for a motor vehicle (10), comprising an electrochemical energy store (20), a battery management system (24), a power switching element (23) and a first circuit device (33), which are arranged in a common battery housing, further comprising at least one ground connection (21, 31), a first supply voltage connection (22) and a second supply voltage connection (32), which are led out of the battery housing, wherein a positive pole (201) of the energy store (20) is switchably connected to the first supply voltage connection (22) via the power switching element (23) and wherein the power switching element (23) can be controlled by the battery management system (24), and wherein the second supply voltage connection (32) is electrically connected to the positive pole (201) of the energy store (20) via the first circuit device (33), wherein the first circuit device (33) comprises a power transistor (3310), a measuring device (3311) and a Driver logic (3312), wherein the measuring device (3311) is designed to detect a load current flowing through the power transistor (3310) in order to form a current limiting device in cooperation with the driver logic (3312) and the power transistor (3310), and wherein the first circuit device (33) is further designed to detect a current pulse by means of the measuring device (3311) and to send a wake-up signal to the battery management system (24) as a function of a detected current pulse. Batterie gemäß dem vorstehenden Anspruch 1, wobei das Batteriemanagementsystem (24) einen Timer sowie eine Datenschnittstelle (14) umfasst, wobei das Batteriemanagementsystem (24) ausgebildet ist, den Timer in Abhängigkeit einer über die Datenschnittstelle (14) empfangenen ersten Fahrzeugbetriebszustandsinformation zu starten und wobei das Batteriemanagementsystem (24) ferner ausgebildet ist, das Leistungsschaltelement (23) in Abhängigkeit eines abgelaufenen Timers anzusteuern, um den positiven Pol (201) des Energiespeichers (20) von dem ersten Versorgungsspannungsanschluss (22) elektrisch zu trennen.Battery according to the above Claim 1 , wherein the battery management system (24) comprises a timer and a data interface (14), wherein the battery management system (24) is designed to start the timer depending on a first vehicle operating state information received via the data interface (14), and wherein the battery management system (24) is further designed to control the power switching element (23) depending on an expired timer in order to electrically disconnect the positive pole (201) of the energy store (20) from the first supply voltage connection (22). Batterie gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, wobei das Batteriemanagementsystem (24) ausgebildet ist, einen Ladezustand des Energiespeichers (20) zu erfassen und das Leistungsschaltelement (23) in Abhängigkeit eines Unterschreitens einer ersten Ladezustandsschwelle anzusteuern, um die elektrische Verbindung zwischen dem positiven Pol (201) des Energiespeichers (20) und dem ersten Versorgungsspannungsanschluss (22) zu trennen.Battery according to one of the preceding Claims 1 or 2 , wherein the battery management system (24) is designed to detect a state of charge of the energy storage device (20) and to control the power switching element (23) depending on a first state of charge threshold being undershot in order to establish the electrical connection between between the positive pole (201) of the energy storage device (20) and the first supply voltage terminal (22). Batterie gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei dem Batteriemanagementsystem (24) ferner eine zweite Schaltungseinrichtung zugeordnet ist, die ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines getrennten Leistungsschaltelements (23) eine Versorgungsspannung zumindest für Teile des Batteriemanagementsystems (24) zu unterbrechen.Battery according to one of the preceding Claims 1 until 3 , wherein the battery management system (24) is further assigned a second circuit device which is designed to interrupt a supply voltage at least for parts of the battery management system (24) depending on a separate power switching element (23). Batterie gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend eine Überwachungseinrichtung (34), die ausgebildet ist, eine Spannung zwischen dem positiven Pol (201) und einem negativen Pol (202) des Energiespeichers (20) zu erfassen und mit einem unteren Spannungsschwellwert zu vergleichen.Battery according to one of the preceding Claims 1 until 4 , further comprising a monitoring device (34) which is designed to detect a voltage between the positive pole (201) and a negative pole (202) of the energy store (20) and to compare it with a lower voltage threshold value. Batterie gemäß dem vorstehenden Anspruch 5, wobei die Überwachungseinrichtung (34) ferner ausgebildet ist, die erste Schaltungseinrichtung (33) anzusteuern, um bei einem Unterschreiten des unteren Spannungsschwellwerts den positiven Pol (201) des Energiespeichers (20) von dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss (32) elektrisch zu trennen.Battery according to the above Claim 5 , wherein the monitoring device (34) is further designed to control the first circuit device (33) in order to electrically separate the positive pole (201) of the energy store (20) from the second supply voltage connection (32) when the lower voltage threshold value is undershot. Batterie gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 5 oder 6, wobei die Überwachungseinrichtung (34) eine analoge Komparator-Schaltung mit wenigstens einem Operationsverstärker und einer Referenzspannungsschaltungseinrichtung umfasst.Battery according to one of the preceding Claims 5 or 6 , wherein the monitoring device (34) comprises an analog comparator circuit with at least one operational amplifier and a reference voltage circuit device. Batterie gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 7, wobei die Treiberlogik (3312) ausgebildet ist, den Leistungstransistor (3310) in Abhängigkeit eines Unterschreitens des unteren Spannungsschwellwerts anzusteuern.Battery according to one of the preceding Claims 5 until 7 , wherein the driver logic (3312) is designed to control the power transistor (3310) depending on the voltage falling below the lower threshold value. Kraftfahrzeugbordnetz umfassend eine erstes Teilbordnetz mit einer ersten Spannungsversorgungsleitung (2), ein zweites Teilbordnetz mit einer zweiten Spannungsversorgungsleitung (3) und eine Batterie (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste Spannungsversorgungsleitung (2) mit einem erstem Versorgungsspannungsanschluss (22) der Batterie (1) verbunden ist und wobei die zweite Spannungsversorgungsleitung (3) mit einem zweiten Versorgungsspannungsanschluss (32) der Batterie (1) verbunden ist, wobei die zweite Spannungsversorgungsleitung (3) für einen geringeren maximalen Strom ausgelegt ist, als die erste Spannungsversorgungsleitung (2).Motor vehicle electrical system comprising a first sub-electrical system with a first voltage supply line (2), a second sub-electrical system with a second voltage supply line (3) and a battery (1) according to one of the preceding Claims 1 until 8 , wherein the first voltage supply line (2) is connected to a first supply voltage terminal (22) of the battery (1) and wherein the second voltage supply line (3) is connected to a second supply voltage terminal (32) of the battery (1), wherein the second voltage supply line (3) is designed for a lower maximum current than the first voltage supply line (2). Kraftfahrzeug umfassend ein Kraftfahrzeugbordnetz gemäß dem vorstehenden Anspruch 9.Motor vehicle comprising a motor vehicle electrical system according to the above Claim 9 .
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