DE102018204381A1 - Battery system and method for controlling or regulating a battery system - Google Patents

Battery system and method for controlling or regulating a battery system Download PDF

Info

Publication number
DE102018204381A1
DE102018204381A1 DE102018204381.7A DE102018204381A DE102018204381A1 DE 102018204381 A1 DE102018204381 A1 DE 102018204381A1 DE 102018204381 A DE102018204381 A DE 102018204381A DE 102018204381 A1 DE102018204381 A1 DE 102018204381A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery system
battery
component
temperature
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018204381.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Udo Schriever
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102018204381.7A priority Critical patent/DE102018204381A1/en
Publication of DE102018204381A1 publication Critical patent/DE102018204381A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309Overheat or overtemperature protection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/443Methods for charging or discharging in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/583Devices or arrangements for the interruption of current in response to current, e.g. fuses
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103Fuse
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem (1), umfassend eine Vielzahl von Komponenten, wobei die Komponenten mindestens eine Batteriezellen-Einheit (2), mindestens ein Schaltelement (6), Anschlüsse (7) zum Anschließen von externen Leitungen und ein Batteriemanagement-Steuergerät (8) umfassen, wobei das Batteriemanagement-Steuergerät (8) derart ausgebildet ist, den Strom in oder aus dem Batteriesystem (1) zu regeln oder zu steuern, wobei mindestens einer Komponente ein Temperatursensor (5) zugeordnet ist, wobei Sensordaten (T) des Temperatursensors Temperaturdaten mindestens einer anderen Komponente zu ermitteln oder zu schätzen, mit mindestens einem der anderen Komponente zugeordneten Schwellwert zu vergleichen und bei Überschreitung des Schwellwertes den Strom in oder aus dem Batteriesystem (1) zu reduzieren.The invention relates to a battery system (1) comprising a multiplicity of components, the components comprising at least one battery cell unit (2), at least one switching element (6), connections (7) for connecting external lines and a battery management control unit (8 ), wherein the battery management control unit (8) is designed to regulate or control the current in or out of the battery system (1), wherein at least one component is associated with a temperature sensor (5), wherein sensor data (T) of the temperature sensor Temperature data of at least one other component to determine or estimate to compare with at least one of the other component associated threshold and when exceeding the threshold value to reduce the power in or out of the battery system (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem und ein Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Batteriesystems.The invention relates to a battery system and a method for controlling or regulating a battery system.

Batteriesysteme, insbesondere zum Einsatz in Elektro- oder Hybridfahrzeugen, umfassen eine Vielzahl von Komponenten. Eine Komponente ist eine Batteriezellen-Einheit, die eine Vielzahl von Batteriezellen aufweist, die beispielsweise als Li-lonen-Batteriezellen ausgebildet sind. Die Batteriezellen können dabei in Batteriezellen-Module aufgeteilt sein, wobei dann die Gesamtheit der Batteriezellen-Module die Batteriezellen-Einheit bildet. Dabei können die Batteriezellen parallel oder in Reihe geschaltet sein. Auch die Batteriezellen-Module können sowohl parallel als auch in Reihe geschaltet sein. Dabei weisen die Batteriezellen typischerweise Spannungs- und Temperatursensoren auf. Weiter umfasst ein Batteriesystem mindestens ein Schaltelement, das beispielsweise als Schütz oder Halbleiterschalter (z.B. Leistungs-MOSFET) ausgebildet ist. Dabei sind vorzugsweise zwei Schaltelemente vorgesehen, wobei auch gemischte Systeme vorgeschlagen worden sind, wo ein Schaltelement als Relais und das andere Schaltelement als Halbleiterschalter ausgebildet sind. Zusätzlich können Sicherungen und Stromsensoren vorgesehen sein. Weiter weist ein Batteriesystem Anschlüsse zum Anschließen von externen Leitungen auf, wobei die Leitungen auch als Stromschienen ausgebildet sein können. Über diese Leitungen können dann Elemente eines Traktionsnetzes wie beispielsweise ein Wechselrichter an das Batteriesystem angeschlossen werden. Schließlich weist das Batteriesystem ein Batteriemanagement-Steuergerät auf, das den Strom in oder aus dem Batteriesystem regelt oder steuert. Die Aufgaben des Batteriemanagement-Steuergeräts sind unter anderem die elektrische und thermische Überwachung der Batteriezellen, die Bestimmung der elektrischen Leistungsfähigkeit über Ladezustand und Temperatur. Das Batteriemanagement-Steuergerät (BMS) steuert über die Kommunikation mit dem Fahrzeug das nähere Zu- und Abschalten im normalen Fahrbetrieb wie auch ein Fehlerfall (z.B. Crash oder Kurzschluss). Dabei werden derzeit die Mess-, Steuer- und Regelfunktionen primär aus den Spezifikationen und Betriebsgrenzen der Batteriezellen und den Lastkollektiven des Antriebsstrangs abgeleitet.Battery systems, in particular for use in electric or hybrid vehicles, comprise a multiplicity of components. One component is a battery cell unit having a plurality of battery cells, which are formed for example as Li-ion battery cells. The battery cells can be divided into battery cell modules, in which case the entirety of the battery cell modules forms the battery cell unit. The battery cells can be connected in parallel or in series. The battery cell modules can also be connected both in parallel and in series. The battery cells typically have voltage and temperature sensors. Further, a battery system includes at least one switching element configured, for example, as a contactor or semiconductor switch (e.g., power MOSFET). In this case, two switching elements are preferably provided, wherein mixed systems have been proposed, where a switching element as a relay and the other switching element are designed as a semiconductor switch. In addition, fuses and current sensors can be provided. Furthermore, a battery system has connections for connecting external lines, wherein the lines can also be designed as busbars. Elements of a traction network, such as an inverter, can then be connected to the battery system via these lines. Finally, the battery system includes a battery management controller that regulates or controls the power to or from the battery system. The tasks of the battery management control unit include the electrical and thermal monitoring of the battery cells, the determination of the electrical performance via state of charge and temperature. The battery management control unit (BMS) controls via the communication with the vehicle the closer connection and disconnection in normal driving as well as an error case (for example crash or short circuit). Currently, the measurement, control and regulation functions are primarily derived from the specifications and operating limits of the battery cells and the load collectives of the drive train.

Aus der DE 10 2016 100 861 A1 ist ein System bekannt, umfassend einen Gleichstrom-Batteriestapel, eine mehrphasige elektrische Maschine, einen Pulswechselrichter, der mit dem Batteriestapel und der elektrischen Maschine verbunden ist. Der Pulswechselrichter weist eine Vielzahl von Halbleiterschaltern auf. Weiter ist ein Umrichterkühlmittelkreis vorgesehen, wobei die Temperatur des Kühlmittels mittels eines Temperatursensors gemessen wird. Ein weiterer Temperatursensor misst die Temperatur des Wechselrichters. Ein Controller kann die Leistung des Wechselrichters herabsetzen, wobei der Controller hierzu die Sensordaten der beiden Temperatursensoren sowie einen Satz von elektrischen Werten der elektrischen Maschine erhält. Aus diesen Werten wird eine Sperrschichttemperatur der Halbleiterschalter geschätzt und bei Überschreitung einer Maximaltemperatur die Leistung reduziert.From the DE 10 2016 100 861 A1 For example, a system is known comprising a DC battery pack, a polyphase electrical machine, a pulse inverter connected to the battery pack and the electrical machine. The pulse inverter has a plurality of semiconductor switches. Further, an inverter coolant circuit is provided, wherein the temperature of the coolant is measured by means of a temperature sensor. Another temperature sensor measures the temperature of the inverter. A controller can reduce the power of the inverter, the controller for this purpose receives the sensor data of the two temperature sensors and a set of electrical values of the electric machine. From these values, a junction temperature of the semiconductor switches is estimated, and when exceeding a maximum temperature, the power is reduced.

Aus der DE 10 2017 201 076 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die in einem Fahrzeug installiert ist, das als Antriebsaggregat eine rotierende elektrische Maschine umfasst, welche basierend auf Strom angetrieben wird, der von einer Hochspannungsbatterie über einen Wechselrichter zugeführt wird, wobei die Vorrichtung konfiguriert ist, eine Bedingung des Fahrzeugs zu steuern, indem eine Vielzahl von Funktionen, die auf der rotierenden elektrischen Maschine basieren, verwendet wird. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Überhitzungswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob es eine Wahrscheinlichkeit gibt, dass zumindest einer von dem Wechselrichter und von der rotierenden elektrischen Maschine überhitzt ist. Weiter umfasst die Vorrichtung eine Einschränkungs-Steuereinheit, die konfiguriert ist, zumindest eine eingeschränkte Funktion von der Vielzahl der Funktionen auszuführen, während eine Leistungsabgabe der rotierenden elektrischen Maschine begrenzt wird, wenn die Überhitzungswahrscheinlichkeits-Bestimmungseinheit bestimmt, dass es eine Wahrscheinlichkeit gibt, dass zumindest einer von dem Wechselrichter und von der rotierenden elektrischen Maschine überhitzt ist.From the DE 10 2017 201 076 A1 For example, an apparatus installed in a vehicle including as a power plant a rotary electric machine driven based on power supplied from a high voltage battery via an inverter, the apparatus configured to control a condition of the vehicle by using a variety of functions based on the rotary electric machine. Here, the apparatus includes an overheating probability determination unit configured to determine whether there is a probability that at least one of the inverter and the rotary electric machine is overheated. Further, the apparatus includes a restriction control unit configured to perform at least a limited function of the plurality of functions while limiting a power output of the rotary electric machine when the overheating probability determination unit determines that there is a probability that at least one of them exists from the inverter and from the rotary electric machine is overheated.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein verbessertes Batteriesystem zu schaffen sowie ein entsprechendes Verfahren zum Steuern oder Regeln eines solchen Batteriesystems zur Verfügung zu stellen.The invention is based on the technical problem of providing an improved battery system as well as providing a corresponding method for controlling or regulating such a battery system.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch ein Batteriesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the technical problem results from a battery system with the features of claim 1 and a method with the features of claim 7. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Das Batteriesystem umfasst eine Vielzahl von Komponenten, wobei die Komponenten mindestens eine Batteriezellen-Einheit, mindestens ein Schaltelement, Anschlüsse zum Anschließen von externen Leitungen und ein Batteriemanagement-Steuergerät umfassen. Dabei ist das Batteriemanagement-Steuergerät derart ausgebildet, den Strom in oder aus dem Batteriesystem zu regeln oder zu steuern. Weiter ist mindestens einer Komponenten ein Temperatursensor zugeordnet, wobei das Batteriemanagement-Steuergerät derart ausgebildet ist, aus den Sensordaten des Temperatursensors Temperaturdaten mindestens einer anderen Komponente zu ermitteln oder zu schätzen, mit mindestens einem der anderen Komponente zugeordneten Schwellwert zu vergleichen und bei Überschreitung des Schwellwertes den Strom in oder aus dem Batteriesystem zu reduzieren. Hierdurch wird eine Bauteileschutzfunktion für Komponenten mit wenig zusätzlicher Sensorik erreicht. Prinzipiell wäre es möglich, die Temperaturwerte nur aus anderen Parametern wie beispielsweise dem Strom zu schätzen. Derartige Ansätze haben sich aber als zu fehleranfällig erwiesen. Durch wenigstens einen Temperatursensor existiert ein Referenzwert, von dem aus erheblich stabiler die Temperatur anderer Komponenten geschätzt oder ermittelt werden kann. Prinzipiell kann dabei auf die Temperatursensoren der Batteriezellen zurückgegriffen werden. Allerdings ist die Ermittlung bzw. Schätzung aus den Temperaturwerten der Batteriezellen schwierig, da die Batteriezellen eine erheblich größere Wärmekapazität aufweisen als beispielsweise die Anschlüsse.The battery system comprises a plurality of components, wherein the components comprise at least one battery cell unit, at least one switching element, connections for connecting external lines and a battery management control unit. In this case, the battery management control unit is designed to regulate or control the current in or out of the battery system. Furthermore, at least one component is assigned a temperature sensor, wherein the battery management control device is designed in such a way to determine or estimate the temperature data of at least one other component of the sensor data of the temperature sensor, to compare with at least one threshold value assigned to the other component and to reduce the current into or out of the battery system when the threshold value is exceeded. This achieves a component protection function for components with little additional sensor technology. In principle, it would be possible to estimate the temperature values only from other parameters such as the current. Such approaches have proven to be too error prone. By at least one temperature sensor exists a reference value, from which the temperature of other components can be estimated or determined considerably more stable. In principle, the temperature sensors of the battery cells can be used. However, the determination or estimation from the temperature values of the battery cells is difficult because the battery cells have a significantly greater heat capacity than, for example, the terminals.

In einer Ausführungsform weist daher das Batteriesystem einen Stromsensor auf, dem vorzugsweise der Temperatursensor zugeordnet ist. Da dessen Temperaturverhalten sehr ähnlich zu anderen Komponenten wie beispielsweise den Anschlüssen ist, vereinfacht bzw. verbessert dies die Temperaturermittlung bzw. -schätzung.In one embodiment, therefore, the battery system has a current sensor, which is preferably associated with the temperature sensor. Since its temperature behavior is very similar to other components such as the terminals, this simplifies or improves the temperature determination or estimation.

In einer weiteren Ausführungsform wird daher die Temperatur der Anschlüsse und/oder des oder der Schaltelemente und/oder einer Sicherung ermittelt oder geschätzt. Wie bereits ausgeführt kann das Schaltelement ein Schütz oder ein Halbleiterschalter sein.In a further embodiment, therefore, the temperature of the terminals and / or the one or more switching elements and / or a fuse is determined or estimated. As already stated, the switching element may be a contactor or a semiconductor switch.

In einer weiteren Ausführungsform hat das Batteriemanagement-Steuergerät Lookup-Tabellen oder Offsets abgespeichert, die entweder experimentell oder simulativ ermittelt werden können. Dabei sei angemerkt, dass der Offset sowohl positiv als auch negativ sein kann. Vereinfacht ausgedrückt ist der Offset eine absolute oder prozentuelle Abweichung der Temperatur der anderen Komponente im Vergleich zur Referenz-Temperatur des Temperatursensors. Dabei können auch mehrere parametrisierte Lookup-Tabellen oder Offsets vorgesehen sein, die beispielsweise vom Stromverlauf abhängig sind und/oder aber den Einfluss von Kühleinrichtungen berücksichtigen oder andere Betriebszustände des Fahrzeugs berücksichtigen.In another embodiment, the battery management controller has stored lookup tables or offsets that can be determined either experimentally or simulatively. It should be noted that the offset can be both positive and negative. In simple terms, the offset is an absolute or percentage deviation of the temperature of the other component compared to the reference temperature of the temperature sensor. In this case, a plurality of parameterized lookup tables or offsets may also be provided, which are, for example, dependent on the course of the current and / or take into account the influence of cooling devices or take into account other operating states of the vehicle.

Weiter sei angemerkt, dass die Reduzierung des Stromes wieder rückgängig gemacht wird, wenn ein Schwellwert für die Temperatur unterschritten wird, wobei der Wert der Schwellwerte für die Reduzierung und wieder Anhebung des Stromes unterschiedlich sein können.It should also be noted that the reduction of the current is reversed when a threshold value for the temperature is exceeded, wherein the value of the thresholds for the reduction and again increase of the current may be different.

Vorzugsweise erfolgt die Reduzierung relativ frühzeitig, um so für definierte Zeiträume eine definierte Leistungsentnahme sicherzustellen, ohne dass es wegen der Temperatur der Komponenten zu Schwierigkeiten kommen kann.Preferably, the reduction takes place relatively early, so as to ensure a defined power extraction for defined periods of time, without it being possible for the temperature of the components to cause difficulties.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:

  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Batteriesystems und
  • 2 ein Flussdiagramm des Verfahrens.
The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. The figures show:
  • 1 a schematic block diagram of a battery system and
  • 2 a flowchart of the method.

In der 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Batteriesystems 1 dargestellt, umfassend eine Batteriezellen-Einheit 2, eine Sicherung 3, einen Stromsensor 4 mit einem Temperatursensor 5, zwei Schaltelementen 6, zwei Anschlüssen 7 für externe Leitungen sowie ein Batteriemanagement-Steuergerät 8. Das Batteriemanagement-Steuergerät 8 weist einen Busanschluss 9 auf, über den dieses mit anderen Steuergeräten vernetzt ist. Des Weiteren erhält das Batteriemanagement-Steuergerät 8 die Sensordaten T des Temperatursensors 5. Die Batteriezellen in der Batteriezellen-Einheit 2 weisen eigene, nicht dargestellte Temperatursensoren und Spannungssensoren auf. Weiter sei angemerkt, dass das Batteriesystem 1 noch eine Vorladeschaltung aufweisen kann.In the 1 is a schematic block diagram of a battery system 1 illustrated, comprising a battery cell unit 2 , a fuse 3 , a current sensor 4 with a temperature sensor 5 , two switching elements 6 , two connections 7 for external lines and a battery management control unit 8th , The battery management controller 8th has a bus connection 9 via which this is networked with other control devices. Furthermore, the battery management control unit receives 8th the sensor data T of the temperature sensor 5 , The battery cells in the battery cell unit 2 have their own, not shown, temperature sensors and voltage sensors. It should also be noted that the battery system 1 may still have a precharge circuit.

Der Temperatursensor 5 liefert nun die Sensordaten T an das Batteriemanagement-Steuergerät 8, das daraus mittels Lookup-Tabellen und/oder Offsets die Temperatur der anderen Komponenten wie der Sicherung 3, den Schaltelementen 6 sowie den Anschlüssen 7 ermittelt bzw. schätzt. Die so ermittelten Temperaturwerte werden mit komponentenspezifischen Schwellwerten verglichen, wobei bei Überschreitung eines Schwellwertes die Stromaufnahme oder die Stromentnahme reduziert wird. Dabei können verschiedene parametrierte Lookup-Tabellen oder Offsets für die verschiedenen Komponenten im Batteriemanagement-Steuergerät 8 abgelegt sein, die beispielsweise den Stromverlauf, aktive oder passive Kühlmaßnahmen sowie andere Zustandsparameter berücksichtigen.The temperature sensor 5 now provides the sensor data T to the battery management controller 8th which uses lookup tables and / or offsets to determine the temperature of other components such as the fuse 3 , the switching elements 6 as well as the connections 7 determines or estimates. The temperature values determined in this way are compared with component-specific threshold values, the current consumption or the current consumption being reduced if a threshold value is exceeded. In doing so, various parameterized lookup tables or offsets for the various components in the battery management control unit can be used 8th be stored, for example, take into account the flow, active or passive cooling measures and other state parameters.

In der 2 ist schematisch ein Flussdiagramm des Verfahrens dargestellt, wobei in einem Schritt S1 das Verfahren gestartet wird. In einem Schritt S2 wird die Temperaturmessung durch den Temperatursensor 5 an der Referenz-Komponente (in 1 der Stromsensor 4) durchgeführt und an das Batteriemanagement-Steuergerät 8 übermittelt. In einem Schritt S3 wird mittels der Lookup-Tabellen LT und/oder der Offsets OS eine Temperatur für mindestens eine andere Komponente bestimmt oder ermittelt. In einem Schritt S4 wird diese ermittelte oder geschätzte Temperatur mit einem Schwellwert verglichen. Liegt die Temperatur unterhalb des Schwellwertes, springt das Verfahren zu Schritt S2 zurück. Wird hingegen der Schwellwert überschritten, so wird in einem Schritt S5 der Strom reduziert. Anschließend (vorzugsweise nach einer vorgebbaren Zeit) wird in Schritt S6 die Temperaturmessung mittels des Temperatursensors 5 wiederholt und in einem Schritt S7 die Temperatur der mindestens einen anderen Komponente ermittelt oder geschätzt. Im Schritt S8 wird dann diese ermittelte oder geschätzte Temperatur der anderen Komponente wieder mit dem Schwellwert verglichen. Wird der Schwellwert erneut überschritten, wird zu Schritt S5 zurückgesprungen. Ansonsten wird in einem Schritt S9 die Stromreduzierung ganz oder teilweise rückgängig gemacht und mit Schritt S8 fortgefahren. Dabei kann der Schwellwert bei Schritt S8 kleiner sein als der Schwellwert bei Schritt S4, um so eine gewisse Reserve zu haben, damit nicht gleich wieder im Anschluss der Strom reduziert werden muss.In the 2 schematically shows a flowchart of the method, wherein in one step S1 the procedure is started. In one step S2 is the temperature measurement by the temperature sensor 5 at the reference component (in 1 the current sensor 4 ) and to the battery management controller 8th transmitted. In one step S3 is done using the lookup tables LT and / or the offsets OS determines or determines a temperature for at least one other component. In one step S4 becomes this determined or estimated temperature with a threshold compared. If the temperature is below the threshold, the process jumps to step S2 back. If, on the other hand, the threshold is exceeded, then in one step S5 the electricity is reduced. Subsequently (preferably after a predeterminable time) is in step S6 the temperature measurement by means of the temperature sensor 5 repeated and in one step S7 the temperature of the at least one other component is determined or estimated. In step S8 Then, this determined or estimated temperature of the other component is compared again with the threshold. If the threshold is exceeded again, will go to step S5 jumps back. Otherwise, in one step S9 the power reduction completely or partially undone and with step S8 continued. The threshold value at step S8 be less than the threshold at step S4 in order to have a certain reserve, so that not immediately after the power must be reduced.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102016100861 A1 [0003]DE 102016100861 A1 [0003]
  • DE 102017201076 A1 [0004]DE 102017201076 A1 [0004]

Claims (10)

Batteriesystem (1), umfassend eine Vielzahl von Komponenten, wobei die Komponenten mindestens eine Batteriezellen-Einheit (2), mindestens ein Schaltelement (6), Anschlüsse (7) zum Anschließen von externen Leitungen und ein Batteriemanagement-Steuergerät (8) umfassen, wobei das Batteriemanagement-Steuergerät (8) derart ausgebildet ist, den Strom in oder aus dem Batteriesystem (1) zu regeln oder zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Komponente ein Temperatursensor (5) zugeordnet ist, wobei Sensordaten (T) des Temperatursensors Temperaturdaten mindestens einer anderen Komponente zu ermitteln oder zu schätzen, mit mindestens einem der anderen Komponente zugeordneten Schwellwert zu vergleichen und bei Überschreitung des Schwellwertes den Strom in oder aus dem Batteriesystem (1) zu reduzieren.A battery system (1) comprising a plurality of components, the components comprising at least one battery cell unit (2), at least one switching element (6), terminals (7) for connecting external lines and a battery management control unit (8) the battery management control unit (8) is designed to regulate or control the current to or from the battery system (1), characterized in that at least one component is associated with a temperature sensor (5), wherein sensor data (T) of the temperature sensor temperature data at least one other component to determine or estimate to compare with at least one of the other component associated threshold and when exceeding the threshold value to reduce the power in or out of the battery system (1). Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesystem (1) als weitere Komponente mindestens einen Stromsensor (4) aufweist.Battery system after Claim 1 , characterized in that the battery system (1) as a further component at least one current sensor (4). Batteriesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (4) die Komponente mit dem Temperatursensor (5) ist.Battery system after Claim 2 , characterized in that the current sensor (4) is the component with the temperature sensor (5). Batteriesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Komponente, deren Temperatur ermittelt oder geschätzt wird, die Anschlüsse (7) und/oder das mindestens eine Schaltelement (6) und/oder einer Sicherung (3) ist.Battery system after Claim 3 , characterized in that the other component whose temperature is determined or estimated, the terminals (7) and / or the at least one switching element (6) and / or a fuse (3). Batteriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagement-Steuergerät (8) mindestens eine Lookup-Tabelle (LT) oder einen Offset (OS) abgespeichert hat.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the battery management control unit (8) has stored at least one lookup table (LT) or an offset (OS). Batteriesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagement-Steuergerät (8) mehrere parametrisierte Lookup-Tabellen (LT) oder Offsets (OS) aufweist.Battery system after Claim 5 , characterized in that the battery management control unit (8) has a plurality of parameterized lookup tables (LT) or offsets (OS). Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Batteriesystems (1), wobei das Batteriesystem (1) eine Vielzahl von Komponenten aufweist, wobei die Komponenten mindestens eine Batteriezellen-Einheit (2), mindestens ein Schaltelement (6), Anschlüsse (7) zum Anschließen von externen Leitungen und ein Batteriemanagement-Steuergerät (8) umfassen, wobei das Batteriemanagement-Steuergerät (8) den Strom in oder aus dem Batteriesystem (1) regelt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Komponente ein Temperatursensor (5) zugeordnet ist, wobei das Batteriemanagement-Steuergerät (8) aus den Sensordaten (T) des Temperatursensors (5) Temperaturdaten mindestens einer anderen Komponente ermittelt oder schätzt, mit mindestens einem der anderen Komponenten zugeordneten Schwellwert vergleicht und bei Überschreitung des Schwellwertes den Strom in oder aus dem Batteriesystem (1) reduziert.A method of controlling a battery system (1), the battery system (1) comprising a plurality of components, the components comprising at least one battery cell unit (2), at least one switching element (6), terminals (7) for connecting external ones Lines and a battery management control unit (8), wherein the battery management control unit (8) regulates the power in or out of the battery system (1), characterized in that at least one component is associated with a temperature sensor (5), wherein the battery management Control unit (8) from the sensor data (T) of the temperature sensor (5) determines or estimates temperature data of at least one other component, compares with at least one of the other components associated threshold and exceeds the threshold value, the current in or out of the battery system (1). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesystem (1) mindestens einen Stromsensor (4) aufweist, der die Komponente mit dem Temperatursensor (5) ist, aus dessen Sensordaten (T) die Temperaturdaten mindestens einer anderen Komponente ermittelt oder geschätzt werden.Method according to Claim 7 , characterized in that the battery system (1) comprises at least one current sensor (4), which is the component with the temperature sensor (5) from whose sensor data (T) the temperature data of at least one other component are determined or estimated. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagement-Steuergerät (8) die Ermittlung oder Schätzung der Temperaturwerte der anderen Komponente mittels Lookup-Tabellen (LT) oder Offsets (OS) durchführt.Method according to Claim 7 or 8th , characterized in that the battery management controller (8) performs the determination or estimation of the temperature values of the other component by means of lookup tables (LT) or offsets (OS). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von weiteren Parametern oder Betriebszuständen auf verschiedene Lookup-Tabellen (LT) oder Offsets (OS) zurückgegriffen wird.Method according to Claim 9 , characterized in that different lookup tables (LT) or offsets (OS) are used as a function of further parameters or operating states.
DE102018204381.7A 2018-03-22 2018-03-22 Battery system and method for controlling or regulating a battery system Pending DE102018204381A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018204381.7A DE102018204381A1 (en) 2018-03-22 2018-03-22 Battery system and method for controlling or regulating a battery system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018204381.7A DE102018204381A1 (en) 2018-03-22 2018-03-22 Battery system and method for controlling or regulating a battery system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018204381A1 true DE102018204381A1 (en) 2019-09-26

Family

ID=67848385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018204381.7A Pending DE102018204381A1 (en) 2018-03-22 2018-03-22 Battery system and method for controlling or regulating a battery system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018204381A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022006609A3 (en) * 2020-07-06 2022-04-14 Fill Gesellschaft M.B.H. Accumulator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012211023A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Battery management system for determination of e.g. current intensity value of lithium-ion battery in electric car, has battery cells connected with terminals, where system determines temperature of contactor to determine threshold value
DE102016100861A1 (en) 2015-01-29 2016-08-04 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Control of the reduction of the power of a rectifier / inverter module
DE102017201076A1 (en) 2016-01-29 2017-08-03 Suzuki Motor Corporation Device for controlling a vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012211023A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Battery management system for determination of e.g. current intensity value of lithium-ion battery in electric car, has battery cells connected with terminals, where system determines temperature of contactor to determine threshold value
DE102016100861A1 (en) 2015-01-29 2016-08-04 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Control of the reduction of the power of a rectifier / inverter module
DE102017201076A1 (en) 2016-01-29 2017-08-03 Suzuki Motor Corporation Device for controlling a vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022006609A3 (en) * 2020-07-06 2022-04-14 Fill Gesellschaft M.B.H. Accumulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2798695B1 (en) Method for controlling the temperature of at least one battery element, battery and motor vehicle with such a battery
DE102017100220A1 (en) FEEDBACK CONTROL WITH CLOSED CONTROL CIRCUIT TO REDUCE LITHIUM PLATING IN BATTERIES OF ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLES
DE102016224002A1 (en) Discharging from a battery module having at least two battery cells of a battery having at least two battery modules
EP3323667B1 (en) Traction energy storage system with identification of operating limits
DE102013200763A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLE ENERGY MANAGEMENT
DE102011089085A1 (en) Method and device for power management of an electric drive for a hybrid vehicle
DE102015224230B4 (en) Power grid system of a fuel cell vehicle and method for controlling the same
EP3342629B1 (en) Technique for variable connection of a traction energy storage system
WO2013010832A2 (en) Battery management system and associated method for determining a charge state of a battery, battery comprising a battery management system and motor vehcile comprising a battery management system
DE112012007029T5 (en) Power supply handling system and power supply handling method
EP2949021B1 (en) Control device for an electric energy storage system
EP2844513B1 (en) Device and method for supplying an electric drive with electric current
DE112018006195T5 (en) CHARGING CONTROL DEVICE, ENERGY STORAGE DEVICE, AND CHARGING METHOD
DE102020123570A1 (en) CONTROLLING A MIXED BATTERY PACK
DE102018203980A1 (en) Method for operating a battery system and battery system
EP3273507B1 (en) Traction energy storage system for a vehicle
EP3698419A1 (en) High-voltage battery system and method for operating a high-voltage battery system
DE102018204381A1 (en) Battery system and method for controlling or regulating a battery system
EP3309003B1 (en) Traction energy storage system for a vehicle
DE102022105166A1 (en) SOLID STATE SECURITY DEVICE WITH MULTIPLE CONTROL CIRCUITS
DE102014016239A1 (en) DC-DC converter for a motor vehicle and method for operating such a DC-DC converter
DE102020130681A1 (en) DETECTION AND MINIMIZATION OF LITHIUM PLATING IN BATTERIES FOR ELECTRIC VEHICLES
DE102020130682A1 (en) BALANCING CELLS OF A TRACTION BATTERY USING STATISTICAL ANALYSIS
DE102019217698A1 (en) Method for operating an electrical energy storage system and / or a device, electrical energy storage system and device
DE102012218591B4 (en) On-board network and method for operating an on-board network

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed