DE102018105466A1 - Slave unit for deep discharge detection of a battery cell, system for deep discharge detection of a battery cell and method for deep discharge detection of a battery cell - Google Patents
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Abstract
Eine Slave-Einheit (5) weist einen Spannungsgeber (9) auf, der ausgebildet ist, ein Spannungssignal bereitzustellen, das für eine Spannung einer Batteriezelle (3) repräsentativ ist. Die Slave-Einheit (5) weist des Weiteren einen Zeitgeber (11) auf, der ausgebildet ist, ein Slave-Zeitsignal bereitzustellen. Die Slave-Einheit (5) ist dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob das Spannungssignal charakteristisch ist für ein Unterschreiten eines vorgegebenen Spannungsschwellenwertes, und in diesem Fall das Slave-Zeitsignal als Niedrigspannungszeitsignal zu speichern. Die Slave-Einheit (5) ist des Weiteren dazu ausgebildet, in einem vorgegebenen Neustart-Betriebszustand der Slave-Einheit (5) den Zeitgeber (11) abhängig von dem zuletzt gespeicherten Niedrigspannungszeitsignal zu kalibrieren. Die Slave-Einheit (5) ist des Weiteren dazu ausgebildet, eine Bereitstellung eines Master-Zeitsignals einer Master-Einheit (7) durchzuführen. Die Slave-Einheit (5) ist ferner dazu ausgebildet, abhängig von dem Master-Zeitsignal und dem Slave-Zeitsignal zu ermitteln, ob eine Abweichung zwischen dem Master-Zeitsignal und dem Slave-Zeitsignal einen vorgegebenen Abweichungsschwellenwert überschreitet, und in diesem Fall auf eine vorangegangene Tiefentladung der Batteriezelle (3) zu erkennen und ein Tiefentladungssignal zu speichern, das repräsentativ ist für eine erkannte Tiefentladung der Batteriezelle (3).A slave unit (5) has a voltage generator (9) which is designed to provide a voltage signal that is representative of a voltage of a battery cell (3). The slave unit (5) further comprises a timer (11) configured to provide a slave time signal. The slave unit (5) is designed to determine whether the voltage signal is characteristic of falling below a predetermined voltage threshold, and in this case to store the slave time signal as a low voltage time signal. The slave unit (5) is further adapted to calibrate the timer (11) in a predetermined restart mode of the slave unit (5) depending on the last stored low voltage time signal. The slave unit (5) is further adapted to perform a provision of a master time signal of a master unit (7). The slave unit (5) is further configured to determine, depending on the master time signal and the slave time signal, whether a deviation between the master time signal and the slave time signal exceeds a predetermined deviation threshold, and in this case to a to detect previous total discharge of the battery cell (3) and to store a deep discharge signal that is representative of a detected deep discharge of the battery cell (3).
Description
Die Erfindung betrifft eine Slave-Einheit für eine Tiefentladungserkennung einer Batteriezelle, ein System für eine Tiefentladungserkennung einer Batteriezelle und ein Verfahren für eine Tiefentladungserkennung einer Batteriezelle.The invention relates to a slave unit for a deep discharge detection of a battery cell, a system for deep discharge detection of a battery cell and a method for deep discharge detection of a battery cell.
Batteriezellen haben einen vielfältigen Einsatzbereich und sind besonders relevant für Elektro- und Hybridfahrzeuge aber auch stationäre Energiespeicher.Battery cells have a wide range of applications and are particularly relevant for electric and hybrid vehicles as well as stationary energy storage.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Slave-Einheit für eine Tiefentladungserkennung einer Batteriezelle, ein System für eine Tiefentladungserkennung einer Batteriezelle und ein Verfahren für eine Tiefentladungserkennung einer Batteriezelle zu schaffen, die dazu beitragen, die Sicherheit der Batteriezelle zu erhöhen.The object on which the invention is based is to provide a slave unit for a deep discharge detection of a battery cell, a system for deep discharge detection of a battery cell and a method for deep discharge detection of a battery cell, which help to increase the safety of the battery cell ,
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are characterized in the subclaims.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Slave-Einheit für eine Tiefentladungserkennung einer Batteriezelle. Die Slave-Einheit weist einen Spannungsgeber auf, der ausgebildet ist, ein Spannungssignal bereitzustellen, das für eine Spannung der Batteriezelle repräsentativ ist. Die Slave-Einheit weist des Weiteren einen Zeitgeber auf, der ausgebildet ist, ein Slave-Zeitsignal bereitzustellen. Die Slave-Einheit ist dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob das Spannungssignal charakteristisch ist für ein Unterschreiten eines vorgegebenen Spannungsschwellenwertes, und in diesem Fall das Slave-Zeitsignal als Niedrigspannungszeitsignal zu speichern. Dabei handelt es sich insbesondere um das Slave-Zeitsignal, das aktuell bereitgestellt ist. Unter dem Unterschreiten des vorgegebenen Spannungsschwellenwertes ist insbesondere zu verstehen, dass dies ausgehend davon erfolgt, dass das Spannungssignal charakteristisch ist, dafür dass es größer ist als der Spannungsschwellenwert und insofern charakteristisch für ein Verringern bis der vorgegebene Schwellenwert unterschritten ist. Die Slave-Einheit ist des Weiteren dazu ausgebildet, in einem vorgegebenen Neustart-Betriebszustand der Slave-Einheit den Zeitgeber abhängig von dem zuletzt gespeicherten Niedrigspannungszeitsignal zu kalibrieren. Die Slave-Einheit ist des Weiteren dazu ausgebildet, ein Master-Zeitsignal einer Master-Einheit bereitzustellen. Die Slave-Einheit ist ferner dazu ausgebildet, abhängig von dem Master-Zeitsignal und dem Slave-Zeitsignal zu ermitteln, ob eine Abweichung zwischen dem Master-Zeitsignal und dem Slave-Zeitsignal einen vorgegebenen Abweichungsschwellenwert überschreitet, und in diesem Fall auf eine vorangegangene Tiefentladung der Batteriezelle zu erkennen und ein Tiefentladungssignal zu speichern, das repräsentativ ist für eine erkannte Tiefentladung der Batteriezelle.According to a first aspect, the invention relates to a slave unit for a deep discharge detection of a battery cell. The slave unit has a voltage transmitter configured to provide a voltage signal representative of a voltage of the battery cell. The slave unit further includes a timer configured to provide a slave time signal. The slave unit is configured to determine whether the voltage signal is characteristic of falling below a predetermined voltage threshold, and in this case to store the slave time signal as a low voltage time signal. This is in particular the slave time signal that is currently provided. By falling below the predetermined voltage threshold, it is to be understood in particular that this is based on the fact that the voltage signal is characteristic, for it is greater than the voltage threshold value and, in this respect, characteristic for decreasing until the predetermined threshold value is undershot. The slave unit is further configured to calibrate the timer in response to the last stored low voltage time signal in a predetermined restart mode of operation of the slave unit. The slave unit is further configured to provide a master time signal to a master unit. The slave unit is further configured to determine, depending on the master time signal and the slave time signal, whether a deviation between the master time signal and the slave time signal exceeds a predetermined deviation threshold, and in this case a previous total discharge Detect battery cell and store a deep discharge signal that is representative of a detected deep discharge of the battery cell.
Der Spannungsschwellenwert ist beispielsweise repräsentativ für eine Spannung, bei der Rechenoperationen in der Slave-Einheit gerade noch durchgeführt werden können. Der Spannungsschwellenwert wird insbesondere im Falle eines externen Kurzschlusses oder einer Tiefentladung der Batteriezelle unterschritten. Der vorgegebene Spannungsschwellenwert ist beispielsweise in einem Bereich von in etwa 1,5V. Das Niedrigspannungszeitsignal wird beispielsweise in einem nicht-flüchtigen Speicher der Slave-Einheit gespeichert. Die Speicherung des Niedrigspannungszeitsignals in dem nicht-flüchtigen Speicher der Slave-Einheit ermöglicht, dass das Niedrigspannungszeitsignal im Falle eines externen Kurzschlusses oder einer Tiefentladung der Batteriezelle nicht gelöscht wird.The voltage threshold, for example, is representative of a voltage at which arithmetic operations in the slave unit can just be performed. The voltage threshold is undershot, in particular in the case of an external short circuit or a deep discharge of the battery cell. The predetermined voltage threshold is, for example, in a range of approximately 1.5V. The low voltage time signal is stored, for example, in a non-volatile memory of the slave unit. The storage of the low voltage time signal in the non-volatile memory of the slave unit allows the low voltage time signal not to be cleared in the event of an external short circuit or a deep discharge of the battery cell.
Der Neustartbetriebszustand ist insbesondere derjenige Betriebszustand, der eingenommen wird, wenn die Slave-Einheit wieder in Betrieb genommen wird nachdem das Spannungssignal charakteristisch war für das Unterschreiten des Spannungsschwellenwertes. Es kann beispielsweise ein Merker vorgesehen sein, der gesetzt wird, wenn das Spannungssignal charakteristisch ist für das Unterschreiten des Spannungsschwellenwertes. Beispielsweise, kann die Slave-Einheit ausgebildet sein, den Neustartbetriebszustand einzunehmen, wenn der Merker gesetzt ist und/oder detektiert wird, dass das Niedrigspannungszeitsignal gespeichert worden ist und dies, wenn die Slave-Einheit in Betrieb geht.The restart mode is, in particular, the operating mode that is assumed when the slave unit is put back into operation after the voltage signal was characteristic for the undershooting of the voltage threshold value. For example, a flag may be provided which is set when the voltage signal is characteristic for the undershooting of the voltage threshold value. For example, the slave unit may be configured to assume the restart mode when the flag is set and / or detected, that the low voltage time signal has been stored, and this when the slave unit is operating.
Die Master-Einheit weist insbesondere einen Master-Zeitgeber auf, der ausgebildet ist das Master-Zeitsignal zu erzeugen. Eine Stromversorgung der Master-Einheit ist insbesondere unabhängig von der Spannung der Batteriezelle. Die Master-Einheit wird beispielsweise über ein Bordnetz eines Fahrzeugs versorgt. Optional kann ihr auch ein eigener elektrischer Energiespeicher zugeordnet sein. Das Master-Zeitsignal ist insofern unabhängig vom Spannungssignal der Batteriezelle.In particular, the master unit has a master timer which is designed to generate the master time signal. A power supply of the master unit is in particular independent of the voltage of the battery cell. The master unit is powered, for example via an electrical system of a vehicle. Optionally, it can also be assigned its own electrical energy store. The master time signal is independent of the voltage signal of the battery cell.
Auf diese Weise kann während eines Kurzschlusses oder einer Tiefentladung der Batteriezelle, zumindest der Master-Zeitgeber das Master-Zeitsignal weiter erzeugen. Das Master-Zeitsignal wird beispielsweise periodisch der Slave-Einheit bereitgestellt.In this way, during a short circuit or over-discharge of the battery cell, at least the master timer may continue to generate the master time signal. The master time signal is periodically provided to the slave unit, for example.
Die elektrische Energieversorgung der Slave-Einheit kann so durch die Batteriezelle erfolgen, insbesondere ohne, dass der Slave-Einheit ein zusätzlicher eigner elektrischer Energiespeicher zugeordnet sein muss und dennoch kann ein zuverlässiges Erkennen auf eine vorangegangene Tiefenentladung erfolgen.The electrical power supply of the slave unit can thus be carried out by the battery cell, in particular without that the slave unit an additional own electrical energy storage must be assigned and still can be a reliable Recognition of a previous depth discharge.
Der vorgegebene Abweichungsschwellenwert ist beispielsweise in dem Bereich von 5 bis 100 Sekunden, insbesondere 5 bis 10 Sekunden oder 10 bis 100 Sekunden. Der Abweichungsschwellenwert wird insbesondere durch Simulation oder empirische Versuche vorab ermittelt und ermöglicht zu unterscheiden zwischen einem kurzen Spannungseinbruch und der Tiefentladung. Die Tiefenentladung zeichnet sich dadurch aus, dass die Batteriezelle irreversible Schäden davonträgt.The predetermined deviation threshold value is, for example, in the range of 5 to 100 seconds, especially 5 to 10 seconds or 10 to 100 seconds. The deviation threshold value is determined in advance in particular by simulation or empirical tests and makes it possible to distinguish between a brief voltage dip and the total discharge. The deep discharge is characterized by the fact that the battery cell carries irreversible damage.
Das Tiefentladungssignal wird insbesondere in einem nicht flüchtigen Speicher der Slave-Einheit gespeichert. Der dazu vorgesehen nicht flüchtige Speicher kann insbesondere als ein Register, insbesondere ein nicht überschreibbares Register, ausgebildet sein.The deep discharge signal is stored in particular in a non-volatile memory of the slave unit. The non-volatile memory provided for this purpose can be designed, in particular, as a register, in particular a non-rewritable register.
Das gespeicherte Tiefentladungssignal kann insbesondere signalisiert werden. Das Tiefentladungssignal kann beispielsweise über eine externe Diagnose-Schnittstelle ausgelesen werden.The stored deep discharge signal can be signaled in particular. The deep discharge signal can be read out, for example, via an external diagnostic interface.
Die Tiefentladung der Batteriezelle kann in einer Brandgefahr resultieren. Das Speichern des Tiefentladungssignals ermöglicht die Erhöhung der Sicherheit der Batteriezelle. Unberechtigte Gewährleistungsansprüche und Imageschäden können abgewehrt werden.Deep discharge of the battery cell can result in a fire hazard. The storage of the deep discharge signal makes it possible to increase the safety of the battery cell. Unauthorized warranty claims and image damage can be averted.
Durch ein Sicherstellen des einwandfreien Betriebs des Master-Zeitgebers auch in einem Schlafbetriebszustand der Mastereinheit, beispielsweise dadurch, dass ihr der eigene elektrische Energiespeicher zugeordnet ist, ist auch eine während des Schlafbetriebszustands auftretende Tiefenentladung der Batteriezelle im Nachgang detektierbar. Der Schlafbetriebszustand der Mastereinheit, der auch als Sleep-Modus bezeichnet werden kann, ist ein Betriebszustand, bei dem viele Funktionen der Master-Einheit ausgeschaltet sind aber der Master-Zeitgeber noch funktioniert. Eine Tiefentladung der Batteriezelle während dem Schlafbetriebsmodus kann beispielsweise aufgrund einer Selbstentladung der Batteriezelle stattfinden.By ensuring the proper operation of the master timer even in a sleep mode of the master unit, for example, by the fact that their own electrical energy storage is assigned, also occurring during the sleep state deep discharge of the battery cell is detected in the subsequent. The sleep mode of the master unit, which may also be referred to as a sleep mode, is an operating condition in which many functions of the master unit are turned off but the master timer is still functioning. Deep discharge of the battery cell during sleep mode may occur, for example, due to self-discharge of the battery cell.
Vor einem Einbauen der Batteriezelle in einem Fahrzeug oder insbesondere während dem Transport dahin ist es möglich, dass die Slave-Einheit eine Tiefentladung erkennt.Before installing the battery cell in a vehicle or in particular during transport then it is possible that the slave unit detects a deep discharge.
Es ist beispielsweise für die Master-Einheit möglich, das Master-Zeitsignal für mehrere Slave-Einheiten bereitzustellen. Das ermöglicht eine kostengünstige Detektion der Tiefentladung von Batteriezellen.For example, it is possible for the master unit to provide the master time signal for multiple slave units. This enables a cost-effective detection of the deep discharge of battery cells.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist die Slave-Einheit dazu ausgebildet, in einem vorgegebenen Erstinbetriebnahme-Betriebszustand der Slave-Einheit das Slave-Zeitsignal mit dem Master-Zeitsignal zu kalibrieren. Der Erstinbetriebnahme-Betriebszustand der Slave-Einheit ist beispielsweise ein Betriebszustand, den die Slave-Einheit einnimmt, wenn sie zum ersten Mal in Betrieb genommen wird. In dem Erstinbetriebnahme-Zustand erfolgt das Kalibrieren des Slave-Zeitsignals mit dem Master-Zeitsignals insbesondere im Sinne eines Synchronisierens des Slave-Zeitsignals mit dem Master-Zeitsignal. Dies trägt zu einem besonders zuverlässigen Detektieren der Tiefenentladung bei.In an advantageous embodiment according to the first aspect, the slave unit is designed to calibrate the slave time signal with the master time signal in a predetermined initial start-up operating state of the slave unit. The initial start-up operation state of the slave unit is, for example, an operation state which the slave unit takes when it is put into operation for the first time. In the initial startup state, the calibration of the slave time signal with the master time signal takes place in particular in the sense of synchronizing the slave time signal with the master time signal. This contributes to a particularly reliable detection of the depth discharge.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist die Slave-Einheit eine Entschlüsselungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, ein verschlüsseltes Master-Zeitsignal der Master-Einheit zu empfangen, das verschlüsselte Master-Zeitsignal zu entschlüsseln und so das Master-Zeitsignal bereitzustellen.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the slave unit has a decryption unit, which is designed to receive an encrypted master time signal of the master unit, to decrypt the encrypted master time signal and thus to provide the master time signal.
Dies ermöglicht die Verringerung der Gefahr, dass das Master-Zeitsignal manipuliert wird, um gegebenenfalls ein Erkennen einer tatsächlich erfolgten Tiefentladung der Batteriezelle zu vereiteln.This makes it possible to reduce the risk that the master time signal will be manipulated in order, if necessary, to prevent recognition of a battery discharge that has actually taken place.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist die Slave-Einheit dazu ausgebildet, den Abweichungsschwellenwert abhängig von einem Verlauf des Spannungssignals vor dem Unterschreiten des Spannungsschwellenwerts zu ermitteln.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the slave unit is designed to determine the deviation threshold value as a function of a profile of the voltage signal before falling below the voltage threshold value.
Die Ermittlung des Abweichungsschwellenwerts abhängig vom Verlauf des Spannungssignals vor dem Unterschreiten des Spannungsschwellenwerts kann zu einer besonders zuverlässigen Erkennung der Tiefentladung beitragen.The determination of the deviation threshold value depending on the profile of the voltage signal before falling below the voltage threshold value can contribute to a particularly reliable detection of the total discharge.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein System für eine Tiefentladungserkennung einer Batteriezelle. Das System umfasst die Slave-Einheit gemäß dem ersten Aspekt sowie die Master-Einheit, die dazu ausgebildet ist, das Master-Zeitsignal der Master-Einheit der Slave-Einheit bereitzustellen. Das System umfasst des Weiteren die Batteriezelle.According to a second aspect, the invention relates to a system for deep discharge detection of a battery cell. The system comprises the slave unit according to the first aspect and the master unit, which is designed to provide the master time signal of the master unit of the slave unit. The system further includes the battery cell.
Die Master-Einheit weist insbesondere den Master-Einheit-Zeitgeber auf, der ausgebildet ist, das Master-Zeitsignal bereitzustellen.In particular, the master unit has the master unit timer configured to provide the master time signal.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Master-Einheit eine Verschlüsselungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, das Master-Zeitsignal zu verschlüsseln und als verschlüsseltes Master-Zeitsignal der Slave-Einheit bereitzustellen.In an advantageous embodiment, the master unit has an encryption unit which is designed to encrypt the master time signal and to provide it as an encrypted master time signal of the slave unit.
Die Verschlüsselung des Master-Zeitsignals ermöglicht beispielsweise eine Verhinderung einer Manipulation des Master-Zeitsignals. The encryption of the master time signal allows, for example, a prevention of manipulation of the master time signal.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Batteriezelle eine Lithium-Ionenzelle.In a further advantageous embodiment, the battery cell is a lithium-ion cell.
Lithium-Ionenzellen werden häufig in Fahrzeugen eingesetzt. Bei einer Tiefentladung der Lithium-Ionenzelle bilden sich beispielsweise Dendriten auf den Elektroden der Batteriezelle aus. Die Dendritenbildung ermöglicht beispielsweise das Entstehen eines internen Kurzschluss und/oder ein thermisches Durchgehen der Batteriezelle. Die Detektion der Tiefentladung der Lithium-Ionenzelle ermöglicht so dazu beizutragen, dass eine Brandgefahr verringert ist.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren für eine Tiefentladungserkennung einer Batteriezelle. Es wird ein Slave-Zeitsignal bereitgestellt, wobei das Slave-Zeitsignal für ein Zeitsignal einer Slave-Einheit repräsentativ ist. Ein Spannungssignal wird bereitgestellt, wobei das Spannungssignal für eine Spannung der Batteriezelle repräsentativ ist. Ein Spannungsschwellenwert wird vorgegeben. Abhängig von dem Spannungssignal und dem Spannungsschwellenwert wird ermittelt, ob das Spannungssignal charakteristisch ist für ein Unterschreiten des vorgegebenen Spannungsschwellenwertes. Wenn das Spannungssignal charakteristisch ist für ein Unterschreiten des vorgegebenen Spannungsschwellenwertes, wird abhängig von dem Slave-Zeitsignal ein Niedrigspannungszeitsignal ermittelt. Ein Master-Zeitsignal wird bereitgestellt, das für ein Zeitsignal einer Master-Einheit repräsentativ ist. Ein Abweichungsschwellenwert wird vorgegeben. Es wird des Weiteren ermittelt, ob ein vorgegebener Neustart-Betriebszustand der Slave-Einheit vorliegt. Wenn ein vorgegebener Neustart-Betriebszustand der Slave-Einheit vorliegt, wird abhängig von dem Niedrigspannungszeitsignal, dem Master-Zeitsignal und dem Abweichungsschwellenwert ermittelt, ob eine Abweichung zwischen dem Master-Zeitsignal und dem Slave-Zeitsignal den vorgegebenen Abweichungsschwellenwert überschreitet. Wenn die Abweichung zwischen dem Master-Zeitsignal und dem Slave-Zeitsignal den vorgegebenen Abweichungsschwellenwert überschreitet, wird auf eine vorangegangene Tiefentladung der Batteriezelle erkannt und ein Tiefentladungssignal ermittelt, das repräsentativ ist für eine erkannte Tiefentladung der Batteriezelle. Das Tiefentladungssignal wird gespeichert.Lithium ion cells are commonly used in vehicles. In a deep discharge of the lithium-ion cell, for example, dendrites are formed on the electrodes of the battery cell. The dendrite formation allows, for example, the emergence of an internal short circuit and / or thermal runaway of the battery cell. The detection of the deep discharge of the lithium-ion cell thus makes it possible to contribute to reducing the risk of fire.
According to a third aspect, the invention relates to a method for deep discharge detection of a battery cell. A slave time signal is provided, wherein the slave time signal is representative of a time signal of a slave unit. A voltage signal is provided, wherein the voltage signal is representative of a voltage of the battery cell. A voltage threshold is specified. Depending on the voltage signal and the voltage threshold, it is determined whether the voltage signal is characteristic of falling below the predetermined voltage threshold. If the voltage signal is characteristic of falling below the predetermined voltage threshold value, a low voltage time signal is determined depending on the slave time signal. A master time signal is provided which is representative of a time signal of a master unit. A deviation threshold is given. It is further determined whether a predetermined restart operating state of the slave unit is present. When a predetermined restart operation state of the slave unit is present, it is determined whether or not a deviation between the master time signal and the slave time signal exceeds the predetermined deviation threshold depending on the low voltage time signal, the master time signal, and the deviation threshold. When the deviation between the master time signal and the slave time signal exceeds the predetermined deviation threshold value, a previous total discharge of the battery cell is detected and a deep discharge signal is detected, which is representative of a detected total discharge of the battery cell. The deep discharge signal is stored.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt wird ermittelt, ob ein vorgegebener Erstinbetriebnahme-Betriebszustand der Slave-Einheit vorliegt. Wenn der vorgegebene Erstinbetriebnahme-Betriebszustand der Slave-Einheit vorliegt, wird das Slave-Zeitsignal abhängig von dem Master-Zeitsignal kalibriert.In an advantageous embodiment according to the third aspect, it is determined whether a predetermined Erstinbetriebnahme operating state of the slave unit is present. When the predetermined initial start-up operation state of the slave unit is present, the slave time signal is calibrated depending on the master time signal.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt wird ein verschlüsseltes Master-Zeitsignal der Master-Einheit bereitgestellt. Das verschlüsselte Master-Zeitsignal wird entschlüsselt. Abhängig von der Entschlüsselung des verschlüsselten Master-Zeitsignals, wird das Master-Zeitsignal bereitgestellt.In a further advantageous embodiment according to the third aspect, an encrypted master time signal of the master unit is provided. The encrypted master time signal is decrypted. Depending on the decryption of the encrypted master time signal, the master time signal is provided.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dritten Aspekt wird der Abweichungsschwellenwert abhängig von einem Verlauf des Spannungssignals vor dem Unterschreiten des Spannungsschwellenwerts ermittelt.In a further advantageous embodiment according to the third aspect of the deviation threshold value is determined depending on a profile of the voltage signal before falling below the voltage threshold.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein System für eine Tiefentladungserkennung einer Batteriezelle, -
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für die Tiefentladungserkennung der Batteriezelle.
-
1 a system for deep discharge detection of a battery cell, -
2 a flowchart of a method for deep discharge detection of the battery cell.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Elements of the same construction or function are identified across the figures with the same reference numerals.
Die
Die Slave-Einheit
Der Spannungsgeber
Die Entschlüsselungseinheit
Die Slave-Einheit
Die Master-Einheit
Die Master-Einheit
Die Batteriezelle
Die
Das Verfahren für die Tiefentladungserkennung der Batteriezelle ist beispielsweise in Form eines Programms für die Tiefentladungserkennung der Batteriezelle ausgebildet. Das Programm für die Tiefentladungserkennung der Batteriezelle ist insbesondere in einem Programmspeicher der Slave-Einheit
Das Ablaufdiagramm der
Das Verfahren wird in einem Verfahrensschritt
In dem Verfahrensschritt
Wenn die Bedingung des Verfahrensschrittes
Wenn die Bedingung des Verfahrensschrittes
In dem Verfahrensschritt
In dem Verfahrensschritt
In dem Verfahrensschritt
In dem Verfahrensschritt
Optional wird der Spannungsschwellenwerts
Wenn die Bedingung des Verfahrensschrittes
Wenn die Bedingung des Verfahrensschrittes
In dem Verfahrensschritt
In dem Verfahrensschritt
Wenn die Bedingung des Verfahrensschrittes
Wenn die Bedingung des Verfahrensschrittes
In dem Verfahrensschritt
In dem Verfahrensschritt
Wenn die Bedingung des Verfahrensschrittes
Wenn die Bedingung des Verfahrensschrittes
In dem Verfahrensschritt
Wenn die Bedingung des Verfahrensschrittes
If the condition of the process step
Wenn die Bedingung des Verfahrensschrittes
In dem Verfahrensschritt
In einem weiteren Verfahrensschritt
In a further process step
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- System für eine Tiefentladungserkennung einer BatteriezelleSystem for deep discharge detection of a battery cell
- 33
- Batteriezellebattery cell
- 55
- Slave-EinheitSlave unit
- 77
- Master-EinheitMaster unit
- 99
- Spannungsgebervoltage sensors
- 1111
- Zeitgebertimer
- 1313
- Entschlüsselungseinheitdecryption unit
- 1515
- Verschlüsselungseinheitencryption unit
- 1717
- Master-ZeitgeberMaster timer
- 1919
- Batterie-EinheitBattery unit
- 21,23,2521,23,25
- Weitere Batterie-EinheitenOther battery units
- 2727
- Fahrzeugvehicle
- STSSTS
- Slave-ZeitsignalSlave-time signal
- VSVS
- Spannungssignalvoltage signal
- VSWVSW
- SpannungsschwellenwertVoltage threshold
- MTSMTS
- Master-ZeitsignalMaster-time signal
- NVTNVT
- NiedrigspannungszeitsignalLow voltage time signal
- ASWASW
- AbweichungsschwellenwertDeviation threshold
- TSTS
- TiefentladungssignalDeep discharge signal
- EBEB
- Erstinbetriebnahme-BetriebszustandInitial start-up operating state
- NBNB
- Neustart-BetriebszustandRestart mode
- S1-S23S1-S23
- Verfahrensschrittesteps
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018105466.1A DE102018105466A1 (en) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | Slave unit for deep discharge detection of a battery cell, system for deep discharge detection of a battery cell and method for deep discharge detection of a battery cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018105466.1A DE102018105466A1 (en) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | Slave unit for deep discharge detection of a battery cell, system for deep discharge detection of a battery cell and method for deep discharge detection of a battery cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018105466A1 true DE102018105466A1 (en) | 2019-09-12 |
Family
ID=67701556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018105466.1A Pending DE102018105466A1 (en) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | Slave unit for deep discharge detection of a battery cell, system for deep discharge detection of a battery cell and method for deep discharge detection of a battery cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018105466A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1215248B (en) * | 1962-06-29 | 1966-04-28 | Accumulatoren Fabrik Wilhelm H | Battery monitoring device |
DE4225088C2 (en) * | 1991-07-31 | 2001-09-13 | Sanyo Electric Co | Battery discharge device |
DE4319861B4 (en) * | 1992-06-16 | 2006-05-11 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Battery charger and method for charging a battery |
-
2018
- 2018-03-09 DE DE102018105466.1A patent/DE102018105466A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1215248B (en) * | 1962-06-29 | 1966-04-28 | Accumulatoren Fabrik Wilhelm H | Battery monitoring device |
DE4225088C2 (en) * | 1991-07-31 | 2001-09-13 | Sanyo Electric Co | Battery discharge device |
DE4319861B4 (en) * | 1992-06-16 | 2006-05-11 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Battery charger and method for charging a battery |
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