DE102018210750A1 - Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system and electric vehicle - Google Patents

Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system and electric vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102018210750A1
DE102018210750A1 DE102018210750.5A DE102018210750A DE102018210750A1 DE 102018210750 A1 DE102018210750 A1 DE 102018210750A1 DE 102018210750 A DE102018210750 A DE 102018210750A DE 102018210750 A1 DE102018210750 A1 DE 102018210750A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
monitoring unit
control unit
central control
monitoring
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
DE102018210750.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Alexander Schmidt
Christoph Woll
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102018210750.5A priority Critical patent/DE102018210750A1/en
Priority to PCT/EP2019/066767 priority patent/WO2020002293A1/en
Priority to CN201980043985.7A priority patent/CN112352345B/en
Publication of DE102018210750A1 publication Critical patent/DE102018210750A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem (10) für ein Elektrofahrzeug, umfassend eine Mehrzahl von parallel verschaltbaren Batteriesträngen (6), wobei jeder Batteriestrang (6) eine Mehrzahl von seriell verschalteten Batteriemodulen (5) aufweist, und wobei jedes Batteriemodul (5) mindestens eine Batteriezelle aufweist, und wobei Überwachungseinheiten (20) zur Überwachung der einzelnen Batteriemodule (5) vorgesehen sind. Jeder Batteriestrang (6) umfasst einen separaten Hauptschalter (61), mittels welchem der Batteriestrang (6) getrennt werden kann. Jeweils mehrere Batteriemodule (5), welche in verschiedenen Batteriesträngen (6) angeordnet sind, sind einer gemeinsamen Überwachungseinheit (20) zugeordnet. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Batteriesystems (10).

Figure DE102018210750A1_0000
The invention relates to a battery system (10) for an electric vehicle, comprising a plurality of battery strings (6) which can be connected in parallel, each battery string (6) having a plurality of battery modules (5) connected in series, and each battery module (5) having at least one battery cell having monitoring units (20) for monitoring the individual battery modules (5). Each battery string (6) comprises a separate main switch (61), by means of which the battery string (6) can be separated. A plurality of battery modules (5), which are arranged in different battery strings (6), are assigned to a common monitoring unit (20). The invention also relates to a method for operating a battery system (10) according to the invention.
Figure DE102018210750A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug, welches eine Mehrzahl von parallel verschaltbaren Batteriesträngen umfasst, wobei jeder Batteriestrang eine Mehrzahl von seriell verschalteten Batteriemodule umfasst, wobei jedes Batteriemodul mindestens eine Batteriezelle aufweist, und wobei Überwachungseinheiten zur Überwachung der einzelnen Batteriemodule vorgesehen sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Batteriesystems. Ferner betrifft die Erfindung ein Elektrofahrzeug.The invention relates to a battery system for an electric vehicle, which comprises a plurality of battery strings which can be connected in parallel, each battery strand comprising a plurality of battery modules connected in series, each battery module having at least one battery cell, and monitoring units being provided for monitoring the individual battery modules. The invention further relates to a method for operating a battery system according to the invention. The invention further relates to an electric vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft vermehrt elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen werden. In elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, wie Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen, aber auch in stationären Anwendungen werden aufladbare Batteriesysteme eingesetzt, vorwiegend um elektrische Antriebseinrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen. Für solche Anwendungen eignen sich insbesondere Batteriesysteme mit Lithium-Batteriezellen. Lithium-Batteriezellen zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Mehrere derartige Lithium-Batteriezellen werden elektrisch seriell als auch parallel miteinander verschaltet und zu Batteriemodulen verbunden. Mehrere solche Batteriemodule werden, insbesondere seriell, zu einem Batteriestrang miteinander verschaltet. Ein Batteriesystem des Elektrofahrzeugs umfasst mehrere derartig ausgebildete und parallel miteinander verschaltete Batteriestränge.It is becoming apparent that electric vehicles will increasingly be used in the future. Rechargeable battery systems are used in electrically powered motor vehicles, such as electric vehicles and hybrid vehicles, but also in stationary applications, primarily to supply electrical drive devices with electrical energy. Battery systems with lithium battery cells are particularly suitable for such applications. Lithium battery cells are characterized, among other things, by high energy densities, thermal stability and extremely low self-discharge. Several lithium battery cells of this type are electrically connected to one another in series and in parallel and connected to form battery modules. Several such battery modules are interconnected, in particular in series, to form a battery string. A battery system of the electric vehicle comprises a plurality of battery strings designed in this way and connected in parallel with one another.

Zur Überwachung der einzelnen Batteriemodule sind entsprechende Überwachungseinheiten bekannt. Je nach Topologie des Batteriesystems verursacht ein Ausfall eines Batteriemoduls einen Ausfall des kompletten Batteriesystems, wodurch das Elektrofahrzeug nicht mehr fahrbereit ist. Wenn Batteriemodule und/oder Überwachungseinheiten redundant vorgesehen sind erhöhen sich Gewicht, Bauraum und Kosten des Elektrofahrzeugs.Corresponding monitoring units are known for monitoring the individual battery modules. Depending on the topology of the battery system, a failure of a battery module will cause the entire battery system to fail, making the electric vehicle no longer ready to drive. If battery modules and / or monitoring units are provided redundantly, the weight, installation space and costs of the electric vehicle increase.

Aus dem Dokument DE 10 2014 102 366 A1 ist ein gattungsgemäßes Batteriesystem bekannt. Das Batteriesystem umfasst mehrere parallel verschaltete Batteriestränge. Jeder Batteriestrang umfasst mehrere seriell verschaltete Energiespeicherpakete, welche jeweils mehrere Batteriezellen aufweisen. Jedem der Energiespeicherpakete ist dabei eine separate Messelektronik zugeordnet.From the document DE 10 2014 102 366 A1 a generic battery system is known. The battery system comprises several battery strings connected in parallel. Each battery string comprises several series-connected energy storage packages, each of which has several battery cells. Separate measuring electronics are assigned to each of the energy storage packages.

Das Dokument DE 10 2013 217 457 A1 offenbart ein Batteriepack. Das Batteriepack umfasst mehrere zu einem Batteriestrang seriell verschaltete Batteriemodule. Jedes Batteriemodul umfasst mehrere seriell verschaltete Batteriezellen. Die Batteriezellen können auch parallel miteinander verschaltet sein. Jedem Batteriemodul ist ein separates Modulsteuergerät zugewiesen. Das Batteriesystem umfasst ferner ein zentrales Steuergerät, welches mit dem Modulsteuergerät kommuniziert. Das Batteriesystem umfasst ein Unterbrechungselement, welches von dem zentralen Steuergerät ansteuerbar ist, und mit welchem der Batteriestrang des Batteriesystems getrennt werden kann.The document DE 10 2013 217 457 A1 discloses a battery pack. The battery pack comprises several battery modules connected in series to form a battery string. Each battery module comprises several battery cells connected in series. The battery cells can also be connected in parallel with one another. A separate module control unit is assigned to each battery module. The battery system also includes a central control unit which communicates with the module control unit. The battery system comprises an interruption element which can be controlled by the central control unit and with which the battery string of the battery system can be separated.

Das Dokument DE 10 2014 223 278 A1 offenbart ein Batteriesystem mit mehreren Batterieblöcken. Jeder Batterieblock umfasst mehrere seriell verschaltete Ersatzzellen. Jede Ersatzzelle umfasst mehrere Batteriezellen, welche parallel verschaltet sind. Das Batteriesystem umfasst ferner eine Vorrichtung zur Überwachung der Batteriezellen.The document DE 10 2014 223 278 A1 discloses a battery system with multiple battery packs. Each battery block comprises several spare cells connected in series. Each replacement cell comprises several battery cells, which are connected in parallel. The battery system further comprises a device for monitoring the battery cells.

Das Dokument DE 10 2016 213 844 A1 offenbart ein Batteriesystem mit mehreren parallel geschalteten Batteriesträngen. Jeder Strang umfasst dabei mehrere seriell verschaltete Batteriezellen. Ferner umfasst jeder Strang einen Schalter, mittels welchem der jeweilige Strang getrennt werden kann. Im Fehlerfall, beispielsweise bei einem Kurzschluss, kann somit ein Strang abgeschaltet werden, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Batteriesystems gewährleistet wird.The document DE 10 2016 213 844 A1 discloses a battery system with several battery strings connected in parallel. Each string comprises several battery cells connected in series. Furthermore, each strand comprises a switch, by means of which the respective strand can be separated. In the event of a fault, for example in the event of a short circuit, a line can be switched off, which ensures high reliability and availability of the battery system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird ein Batteriesystem, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, vorgeschlagen. Das Batteriesystem umfasst dabei eine Mehrzahl von parallel verschaltbaren Batteriesträngen. Jeder der besagten Batteriestränge weist eine Mehrzahl von Batteriemodulen auf, welche seriell miteinander verschaltetet sind. Dabei weist jedes Batteriemodul mindestens eine Batteriezelle auf. Wenn das Batteriemodul mehrere Batteriezellen aufweist, so können diese innerhalb des Batteriemoduls sowohl seriell als auch parallel miteinander verschaltetet sein.A battery system, in particular for an electric vehicle, is proposed. The battery system comprises a plurality of battery strings that can be connected in parallel. Each of said battery strings has a plurality of battery modules which are connected in series with one another. Each battery module has at least one battery cell. If the battery module has a plurality of battery cells, these can be connected to one another both in series and in parallel within the battery module.

Ferner sind Überwachungseinheiten zur Überwachung der einzelnen Batteriemodule des Batteriesystems vorgesehen. Die Batteriemodule übertragen Daten zu den Überwachungseinheiten. Zu diesen Daten gehören beispielsweise eine Temperatur des Batteriemoduls, eine Ausgangsspannung des Batteriemoduls sowie die Ladezustände der einzelnen Batteriezellen des Batteriemoduls.Monitoring units are also provided for monitoring the individual battery modules of the battery system. The battery modules transmit data to the monitoring units. These data include, for example, a temperature of the battery module, an output voltage of the battery module and the state of charge of the individual battery cells of the battery module.

Erfindungsgemäß umfasst jeder Batteriestrang einen separaten Hauptschalter, mittels welchem der Batteriestrang getrennt sowie zugeschaltet werden kann. Durch Schließen der Hauptschalter sind die Batteriestränge ausgangsseitig elektrisch miteinander verbunden. Bei geschlossenen Hauptschaltern sind die Batteriestränge somit elektrisch parallel verschaltet. Dabei sind jeweils mehrere Batteriemodule, welche in verschiedenen Batteriesträngen angeordnet sind, einer gemeinsamen Überwachungseinheit zugeordnet.According to the invention, each battery string comprises a separate main switch, by means of which the battery string can be disconnected and switched on. By closing the main switch, the battery strings are electrically connected to one another on the output side. When closed The battery strings are therefore electrically connected in parallel to the main switches. In this case, several battery modules, which are arranged in different battery strings, are assigned to a common monitoring unit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist jede Überwachungseinheit eine Umschalteinrichtung auf. Mittels der Umschalteinrichtung ist die jeweilige Überwachungseinheit mit den einzelnen zugeordneten Batteriemodulen verbindbar. Die Umschalteinrichtung ist beispielsweise in Form eines Multiplexers ausgeführt und kann die Überwachungseinheit zeitlich nacheinander mit den zugeordneten Batteriemodulen verbinden.According to an advantageous embodiment of the invention, each monitoring unit has a switchover device. The respective monitoring unit can be connected to the individually assigned battery modules by means of the switchover device. The switching device is designed, for example, in the form of a multiplexer and can connect the monitoring unit to the assigned battery modules one after the other.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner eine zentrale Steuereinheit vorgesehen, welche mit den Überwachungseinheiten des Batteriesystems kommuniziert. Insbesondere übertragen die Überwachungseinheiten die von den Batteriemodulen empfangenen Daten weiter an die zentrale Steuereinheit. Die zentrale Steuereinheit wertet die von den Überwachungseinheiten empfangenen Daten aus.According to a preferred embodiment of the invention, a central control unit is also provided, which communicates with the monitoring units of the battery system. In particular, the monitoring units transmit the data received from the battery modules to the central control unit. The central control unit evaluates the data received from the monitoring units.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Hauptschalter der Batteriestränge von der zentralen Steuereinheit ansteuerbar. Insbesondere können die Hauptschalter von der zentralen Steuereinheit geöffnet werden, wenn die zentrale Steuereinheit einen Fehler in einem Batteriemodul des entsprechenden Batteriestrangs erkennt.According to an advantageous development of the invention, the main switches of the battery strings can be controlled by the central control unit. In particular, the main switch can be opened by the central control unit when the central control unit detects a fault in a battery module of the corresponding battery string.

Es wird auch ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Batteriesystems vorgeschlagen. Dabei werden jeweils mehrere Batteriemodule, welche in verschiedenen Batteriesträngen des Batteriesystems angeordnet sind, von einer gemeinsamen Überwachungseinheit überwacht. Dabei werden Daten der Batteriemodule zu der Überwachungseinheit übertragen. Zu den von einem Batteriemodul übertragenen Daten gehören beispielsweise eine Temperatur des Batteriemoduls, eine Ausgangsspannung des Batteriemoduls sowie die Ladezustände der einzelnen Batteriezellen des Batteriemoduls.A method for operating a battery system according to the invention is also proposed. In this case, a plurality of battery modules, which are arranged in different battery strings of the battery system, are monitored by a common monitoring unit. Data of the battery modules are transmitted to the monitoring unit. The data transmitted by a battery module include, for example, a temperature of the battery module, an output voltage of the battery module and the state of charge of the individual battery cells of the battery module.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Daten der Batteriemodule, welche der Überwachungseinheit zugeordnet sind, zeitlich nacheinander zu der Überwachungseinheit übertragen. Dazu weist jede Überwachungseinheit beispielsweise eine Umschalteinrichtung auf, welche beispielsweise in Form eines Multiplexers ausgeführt ist. Dadurch kann die Überwachungseinheit zeitlich nacheinander mit den zugeordneten Batteriemodulen verbunden werden.According to a preferred embodiment of the invention, the data of the battery modules, which are assigned to the monitoring unit, are successively transmitted to the monitoring unit. For this purpose, each monitoring unit has, for example, a switchover device, which is designed, for example, in the form of a multiplexer. As a result, the monitoring unit can be connected to the assigned battery modules one after the other.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Daten der Batteriemodule, welche der Überwachungseinheit zugeordnet sind, von der jeweiligen Überwachungseinheit zu einer zentralen Steuereinheit des Batteriesystems übertragen. Dabei werden die von der Überwachungseinheit an die zentrale Steuereinheit übertragenen Daten von der Steuereinheit ausgewertet.According to an advantageous development of the invention, the data of the battery modules, which are assigned to the monitoring unit, are transmitted from the respective monitoring unit to a central control unit of the battery system. The data transmitted from the monitoring unit to the central control unit are evaluated by the control unit.

Beispielsweise werden in einem ersten Schritt von allen Überwachungseinheiten des Batteriesystems die Daten der Batteriemodule aus dem gleichen Batteriestrang abgefragt und empfangen. Die von den Überwachungseinheiten empfangenen Daten werden dann zu der zentralen Steuereinheit des Batteriesystems übertragen.For example, in a first step, all monitoring units of the battery system query and receive the data of the battery modules from the same battery string. The data received by the monitoring units are then transmitted to the central control unit of the battery system.

Anschließend werden alle Überwachungseinheiten des Batteriesystems, zumindest annähernd gleichzeitig, auf die Batteriemodule eines anderen Batteriestrangs umgeschaltet. In einem folgenden Schritt werden die Daten der Batteriemodule aus dem anderen Batteriestrang abgefragt und empfangen. Auch diese von den Überwachungseinheiten empfangenen Daten werden dann zu der zentralen Steuereinheit des Batteriesystems übertragen.All monitoring units of the battery system are then switched over, at least approximately simultaneously, to the battery modules of another battery string. In a subsequent step, the data of the battery modules from the other battery string are queried and received. These data received by the monitoring units are then also transmitted to the central control unit of the battery system.

Somit können rotierend die Daten der Batteriemodule aus allen Batteriesträngen abgefragt und zu der zentralen Steuereinheit des Batteriesystems übertragen werden. Dabei sind in dem Batteriesystem nur so viele Überwachungseinheiten erforderlich wie Batteriemodule in einem einzelnen Batteriestrang vorhanden sind.The data of the battery modules from all battery strings can thus be rotated and transmitted to the central control unit of the battery system. The battery system only requires as many monitoring units as there are battery modules in a single battery string.

Die Umschaltung der Überwachungseinheiten des Batteriesystems erfolgt bevorzugt synchronisiert und wird von der zentralen Steuereinheit des Batteriesystems gesteuert. Die zentrale Steuereinheit steuert dazu die Umschalteinrichtungen der Überwachungseinheiten entsprechend, zumindest annähernd, gleichzeitig an.The switching of the monitoring units of the battery system is preferably synchronized and is controlled by the central control unit of the battery system. For this purpose, the central control unit controls the switching devices of the monitoring units accordingly, at least approximately, simultaneously.

Somit werden immer die Daten der Batteriemodule aus dem gleichen Batteriestrang gleichzeitig zu der zentralen Steuereinheit des Batteriesystems übertragen. Die zentrale Steuereinheit kann somit die empfangenen Daten jeweils genau einem Batteriestrang zuordnen.Thus, the data of the battery modules from the same battery string are always transmitted to the central control unit of the battery system at the same time. The central control unit can thus assign the received data to exactly one battery string.

Wenn die zentrale Steuereinheit fehlerhafte Daten, oder Daten, die auf einen Fehler hinweisen, von einer Überwachungseinheit erhält, so kann ein Defekt eines Batteriemoduls vorliegen. Es kann aber auch ein Defekt der Überwachungseinheit vorliegen. Aufgrund der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriesystems kann die zentrale Steuereinheit ermitteln, ob ein Batteriemodul oder eine Überwachungseinheit defekt ist.If the central control unit receives incorrect data, or data indicating an error, from a monitoring unit, there may be a defect in a battery module. However, the monitoring unit may also be defective. On the basis of the configuration of the battery system according to the invention, the central control unit can determine whether a battery module or a monitoring unit is defective.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Fehler in einem Batteriemodul eines Batteriestrangs erkannt, wenn mindestens eine Überwachungseinheit fehlerhafte Daten, oder Daten, die auf einen Fehler hinweisen, von mindestens einem zugeordneten Batteriemodul in mindestens einem Batteriestrang erfasst und an die zentrale Steuereinheit überträgt. Dabei wird der Hauptschalter des mindestens einen Batteriestrangs, in dem das mindestens eine fehlerhafte Batteriemodul erkannt wurde, von der zentralen Steuereinheit zum Öffnen angesteuert.According to a preferred embodiment of the invention, a fault in a battery module of a battery string is detected when at least one monitoring unit detects faulty data or data indicating an error by at least one assigned battery module in at least one battery string and transmits it to the central control unit. The main switch of the at least one battery string, in which the at least one defective battery module was identified, is actuated by the central control unit to open.

Durch Öffnen des Hauptschalters eines Batteriestrangs wird der betreffende Batteriestrang abgeschaltet. Dem Elektrofahrzeug steht somit eine geringere Leistung zur Verfügung als mit einem intakten Batteriesystem. Dem Elektrofahrzeug steht aber immer noch die Leistung aus den anderen Batteriesträngen zur Verfügung.The relevant battery string is switched off by opening the main switch of a battery string. The electric vehicle thus has less power available than with an intact battery system. However, the power from the other battery strings is still available to the electric vehicle.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Fehler in einer Überwachungseinheit erkannt, wenn die Überwachungseinheit fehlerhafte Daten von allen zugeordneten Batteriemodulen in allen Batteriesträngen erfasst und an die zentrale Steuereinheit überträgt.According to a preferred embodiment of the invention, a fault is detected in a monitoring unit when the monitoring unit detects faulty data from all assigned battery modules in all battery strings and transmits them to the central control unit.

Dabei unterbleibt eine Ansteuerung zum Öffnen des Hauptschalters eines Batteriestrangs von der zentralen Steuereinheit, wenn ein Fehler in einer Überwachungseinheit des Batteriesystems erkannt wird. Vorzugsweise wird in diesem Fall eine Warnmeldung generiert.Activation to open the main switch of a battery string from the central control unit is omitted if a fault is detected in a monitoring unit of the battery system. In this case, a warning message is preferably generated.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung unterbleibt das Öffnen des zugehörigen Hauptschalters bei erkanntem Fehler in der Überwachungseinheit für eine begrenzte, festzulegende Zeit.According to a possible embodiment of the invention, the associated main switch is not opened when a fault is detected in the monitoring unit for a limited time to be determined.

Vorzugsweise begrenzt die zentrale Steuereinheit den zulässigen Batteriestrom nach erkanntem Fehler in einer Überwachungseinheit und/oder in einem oder mehreren der Batteriemodule eines oder mehrerer Batteriestränge.The central control unit preferably limits the permissible battery current after a fault has been detected in a monitoring unit and / or in one or more of the battery modules of one or more battery strings.

Es wird auch ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen, das ein erfindungsgemäßes Batteriesystem umfasst, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.An electric vehicle is also proposed which comprises a battery system according to the invention which is operated using the method according to the invention.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Batteriesystem gestattet insbesondere einen weiteren Betrieb des Elektrofahrzeugs bei Ausfall einer Batteriezelle oder eines Batteriemoduls. Es kann der Batteriestrang abgeschaltet werden, in welchem der Fehler aufgetreten ist, und die übrigen Batteriestränge können in Betrieb bleiben. Mit einem oder auch mehreren abgeschalteten Batteriesträngen ist immer noch ein Notbetrieb des Elektrofahrzeugs möglich. Dieser Notbetrieb erfolgt zwar mit einer verringerten Leistung und verringerter Geschwindigkeit, jedoch ist noch eine weitere Bewegung des Elektrofahrzeugs, beispielsweise zu einer Werkstatt, möglich. Die Verwendung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems gestattet, mit einem verhältnismäßig geringen Hardwareaufwand ein höheres Sicherheitslevel zu erreichen als bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Batteriesystem. Das erfindungsgemäße Batteriesystem ist dabei insbesondere verhältnismäßig kostengünstig herstellbar. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemäßen Batteriesystems gestattet vorteilhaft eine eindeutige Fehlerdetektion. Wenn ein Fehler erkannt wird, so kann mit hoher Sicherheit ermittelt werden, ob ein Fehler in einer Batteriezelle, beziehungsweise einem Batteriemodul, oder ob ein Fehler in einer Überwachungseinheit, beziehungsweise in einer Umschalteinrichtung, vorliegt. Ferner ist eine mögliche Signaldrift frühzeitig erkennbar, und eine prädiktive Diagnose ist möglich.The battery system according to the invention allows, in particular, further operation of the electric vehicle in the event of a battery cell or battery module failure. The battery string in which the fault occurred can be switched off and the remaining battery strings can remain in operation. With one or more battery strings switched off, emergency operation of the electric vehicle is still possible. Although this emergency operation takes place with a reduced power and a reduced speed, a further movement of the electric vehicle, for example to a workshop, is possible. The use of a battery system according to the invention allows a higher level of security to be achieved with a relatively low amount of hardware than in a battery system known from the prior art. The battery system according to the invention is in particular relatively inexpensive to manufacture. The method according to the invention for operating the battery system according to the invention advantageously permits unambiguous error detection. If an error is detected, it can be determined with a high degree of certainty whether there is an error in a battery cell or a battery module or whether there is an error in a monitoring unit or in a switching device. In addition, a possible signal drift can be recognized at an early stage, and a predictive diagnosis is possible.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the description below.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Batteriesystems mit mehreren Batteriesträngen und
  • 2 eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls mit mehreren Batteriezellen.
Show it:
  • 1 is a schematic representation of a battery system with multiple battery strings and
  • 2 is a schematic representation of a battery module with several battery cells.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference symbols, with a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriesystems 10 für ein Elektrofahrzeug mit vorliegend zwei Batteriesträngen 6. Jeder der Batteriestränge 6 des Batteriesystems 10 umfasst mehrere Batteriemodule 5, die elektrisch seriell miteinander verschaltet sind. Jedes Batteriemodul 5 umfasst mindestens eine Batteriezelle 2, vorzugsweise mehrere Batteriezellen 2. Ein Batteriesystem 10 für ein Elektrofahrzeug kann auch eine größere Anzahl von Batteriesträngen 6 umfassen. 1 shows a schematic representation of a battery system 10 for an electric vehicle with two battery strings 6 , Each of the battery strings 6 of the battery system 10 includes several battery modules 5 which are electrically connected in series. Any battery module 5 comprises at least one battery cell 2 , preferably several battery cells 2 , A battery system 10 For an electric vehicle, a larger number of battery strings can also be used 6 include.

Die Batteriestränge 6 sind vorliegend elektrisch parallel verschaltbar. Eingangsseitig sind die Batteriestränge 6 elektrisch miteinander verbunden. Jeder der Batteriestränge 6 umfasst einen separaten Hauptschalter 61, welcher elektrisch seriell mit den Batteriemodulen 5 verschaltet ist. Durch Schließen der Hauptschalter 61 sind die Batteriestränge 6 auch ausgangsseitig elektrisch miteinander verbunden. Bei geschlossenen Hauptschaltern 61 sind die Batteriestränge 6 somit elektrisch parallel verschaltet. Die Hauptschalter 61 der Batteriestränge 6 können beispielsweise als Schütz, als elektromechanisches Relais oder auch als Halbleiterschalter ausgebildet sein.The battery strings 6 are electrically interconnectable in the present case. The battery strings are on the input side 6 electrically connected to each other. Each of the battery strings 6 includes a separate main switch 61 , which is electrically serial with the battery modules 5 is connected. By closing the main switch 61 are the battery strings 6 also electrically connected on the output side. With the main switches closed 61 are the battery strings 6 thus electrically connected in parallel. The main switch 61 the battery strings 6 can be designed, for example, as a contactor, as an electromechanical relay or as a semiconductor switch.

Das Batteriesystem 10 umfasst ferner mehrere Überwachungseinheiten 20 zur Überwachung der einzelnen Batteriemodule 5 des Batteriesystems 10. Jeder Überwachungseinheit 20 sind dabei jeweils mehrere Batteriemodule 5 zugeordnet, welche in verschiedenen Batteriesträngen 6 angeordnet sind. Vorliegend sind jeder Überwachungseinheit 20 genau zwei Batteriemodule 5 zugeordnet. Die Anzahl der Überwachungseinheiten 20 entspricht vorliegend der Anzahl der Batteriemodule 5 pro Batteriestrang 6.The battery system 10 also includes several monitoring units 20 for monitoring the individual battery modules 5 of the battery system 10 , Every monitoring unit 20 are several battery modules 5 assigned which in different battery strings 6 are arranged. Each monitoring unit is present 20 exactly two battery modules 5 assigned. The number of monitoring units 20 here corresponds to the number of battery modules 5 per battery string 6 ,

Jede der Überwachungseinheiten 20 weist dabei eine Umschalteinrichtung 25 auf. Mittels der Umschalteinrichtung 25 ist die jeweilige Überwachungseinheit 20 mit den einzelnen zugeordneten Batteriemodulen 5 verbindbar. Die Überwachungseinheiten 20 sind mittels Signalleitungen mit den Batteriemodulen 5 verbunden, die der jeweiligen Überwachungseinheit 20 zugeordnet sind. Über die besagten Signalleitungen übertragen die Batteriemodule 5 Daten zu der Umschalteinrichtung 25 der Überwachungseinheit 20.Each of the monitoring units 20 has a switching device 25 on. By means of the switching device 25 is the respective monitoring unit 20 with the individually assigned battery modules 5 connectable. The monitoring units 20 are connected to the battery modules by means of signal lines 5 connected to that of the respective monitoring unit 20 assigned. The battery modules transmit via said signal lines 5 Switching device data 25 the monitoring unit 20 ,

Das Batteriesystem 10 umfasst ferner eine zentrale Steuereinheit 30. Die zentrale Steuereinheit 30 kommuniziert über Signalleitungen mit den Überwachungseinheiten 20. Die Überwachungseinheiten 20 übertragen insbesondere die Daten, die von den Batteriemodulen 5 zu der Umschalteinrichtung 25 der Überwachungseinheit 20 übertragen wurden, weiter zu der zentralen Steuereinheit 30. Die zentrale Steuereinheit 30 wertet die von den Überwachungseinheiten 20 übertragenen Daten aus.The battery system 10 also includes a central control unit 30 , The central control unit 30 communicates with the monitoring units via signal lines 20 , The monitoring units 20 especially transmit the data from the battery modules 5 to the switching device 25 the monitoring unit 20 were transferred to the central control unit 30 , The central control unit 30 evaluates those from the monitoring units 20 transferred data.

Die zentrale Steuereinheit 30 ist auch mit den Hauptschaltern 61 der Batteriestränge 6 verbunden. Insbesondere kann die zentrale Steuereinheit 30 die Hauptschalter 61 der Batteriestränge 6 zum Öffnen sowie zum Schließen ansteuern. Wenn die zentrale Steuereinheit 30 durch Auswertung der von den Überwachungseinheiten 20 übertragenen Daten einen Fehler in einem Batteriemodul 5 erkennt, so öffnet die zentrale Steuereinheit 30 die Hauptschalter 61 des entsprechenden Batteriestrangs 6.The central control unit 30 is also with the main switches 61 the battery strings 6 connected. In particular, the central control unit 30 the main switches 61 the battery strings 6 Activate for opening and closing. If the central control unit 30 by evaluating the monitoring units 20 transferred data an error in a battery module 5 recognizes, the central control unit opens 30 the main switches 61 the corresponding battery string 6 ,

Durch Auswertung der übertragenen Daten kann die zentrale Steuereinheit 30 auch ermitteln, ob ein Fehler in einer Überwachungseinheit 20 vorliegt. Wenn die zentrale Steuereinheit 30 durch Auswertung der von den Überwachungseinheiten 20 übertragenen Daten einen Fehler in einer Überwachungseinheit 20 erkennt, so öffnet die zentrale Steuereinheit 30 die Hauptschalter 61 des entsprechenden Batteriestrangs 6 nicht. In diesem Fall wird eine entsprechende Warnmeldung generiert.The central control unit can evaluate the transmitted data 30 also determine whether there is a fault in a monitoring unit 20 is present. If the central control unit 30 by evaluating the monitoring units 20 transmitted data an error in a monitoring unit 20 recognizes, the central control unit opens 30 the main switches 61 the corresponding battery string 6 Not. In this case, a corresponding warning message is generated.

Die zentrale Steuereinheit 30 ist ferner über hier nicht dargestellte Steuerleitungen mit den Umschalteinrichtungen 25 der Überwachungseinheiten 20 verbunden. Über die besagten Steuerleitungen steuert die zentrale Steuereinheit 30 die Umschalteinrichtung 25 an. Dabei steuert die zentrale Steuereinheit 30 insbesondere, welche Daten von welchem der Batteriemodule 5, die der entsprechenden Überwachungseinheit 20 zugeordnet sind, in welchem Zeitraum zu übertragen sind.The central control unit 30 is also via control lines, not shown here, with the switching devices 25 of the monitoring units 20 connected. The central control unit controls the control lines 30 the switching device 25 on. The central control unit controls this 30 in particular, which data from which of the battery modules 5 that of the corresponding monitoring unit 20 in which period are to be transferred.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls 5 des in 1 gezeigten Batteriesystems 10. Das Batteriemodul 5 des Batteriesystems 10 weist mehrere Batteriezellen 2 auf. Die Batteriezellen 2 sind innerhalb des Batteriemoduls 5 vorliegend elektrisch seriell verschaltet. Die Batteriezellen 2 können innerhalb des Batteriemoduls 5 beispielsweise auch parallel verschaltet sein. 2 shows a schematic representation of a battery module 5 of in 1 shown battery system 10 , The battery module 5 of the battery system 10 has multiple battery cells 2 on. The battery cells 2 are inside the battery module 5 in the present case electrically connected in series. The battery cells 2 can inside the battery module 5 for example, can also be connected in parallel.

Jede Batteriezelle 2 des Batteriemoduls 5 umfasst eine Elektrodeneinheit, welche jeweils eine Anode und eine Kathode aufweist. Die Anode der Elektrodeneinheit ist mit einem negativen Terminal der Batteriezelle 2 verbunden. Die Kathode der Elektrodeneinheit ist mit einem positiven Terminal der Batteriezelle 2 verbunden. Zur seriellen Verschaltung der Batteriezellen 2 innerhalb des Batteriemoduls 5 ist jeweils das negative Terminal einer Batteriezelle 2 mit dem positiven Terminal der benachbarten Batteriezelle 2 elektrisch verbunden.Every battery cell 2 of the battery module 5 comprises an electrode unit, each having an anode and a cathode. The anode of the electrode unit is with a negative terminal of the battery cell 2 connected. The cathode of the electrode unit is with a positive terminal of the battery cell 2 connected. For the serial connection of the battery cells 2 inside the battery module 5 is the negative terminal of a battery cell 2 with the positive terminal of the neighboring battery cell 2 electrically connected.

Das Batteriemodul 5 umfasst ferner hier nicht dargestellte Sensoren zur Ermittlung von Daten des Batteriemoduls 5. Beispielsweise umfasst das Batteriemodul 5 einen Temperatursensor zur Messung einer Temperatur des Batteriemoduls 5. Ferner kann das Batteriemodul 5 einen Spannungsmesser zur Messung einer Ausgangsspannung des Batteriemoduls 5 aufweisen. Auch können Sensoren zur Bestimmung der Ladezustände der Batteriezellen 2 innerhalb des Batteriemoduls 5 vorgesehen sein.The battery module 5 also includes sensors, not shown here, for determining data of the battery module 5 , For example, the battery module includes 5 a temperature sensor for measuring a temperature of the battery module 5 , Furthermore, the battery module 5 a voltmeter for measuring an output voltage of the battery module 5 exhibit. Sensors can also be used to determine the state of charge of the battery cells 2 inside the battery module 5 be provided.

Das Batteriemodul 5 ist, wie bereits erwähnt, mittels hier nicht dargestellter Signalleitungen mit einer der Umschalteinrichtungen 25 verbunden. Über die besagten Signalleitungen überträgt das Batteriemodul 5 die von den Sensoren ermittelten Daten zu der Umschalteinrichtung 25 und/oder zu der Überwachungseinheit 20.The battery module 5 is, as already mentioned, by means of signal lines, not shown here, with one of the switching devices 25 connected. The battery module transmits via said signal lines 5 the data on the switching device determined by the sensors 25 and / or to the monitoring unit 20 ,

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described here and the aspects emphasized therein. Rather is inside In the area specified by the claims, a large number of modifications are possible that are within the scope of professional action.

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 documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included 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 PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102014102366 A1 [0004]DE 102014102366 A1 [0004]
  • DE 102013217457 A1 [0005]DE 102013217457 A1 [0005]
  • DE 102014223278 A1 [0006]DE 102014223278 A1 [0006]
  • DE 102016213844 A1 [0007]DE 102016213844 A1 [0007]

Claims (12)

Batteriesystem (10) für ein Elektrofahrzeug, umfassend eine Mehrzahl von parallel verschaltbaren Batteriesträngen (6), wobei jeder Batteriestrang (6) eine Mehrzahl von seriell verschalteten Batteriemodulen (5) aufweist, und wobei jedes Batteriemodul (5) mindestens eine Batteriezelle (2) aufweist, und wobei Überwachungseinheiten (20) zur Überwachung der einzelnen Batteriemodule (5) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Batteriestrang (6) einen separaten Hauptschalter (61) umfasst, mittels welchem der Batteriestrang (6) getrennt werden kann, und dass jeweils mehrere Batteriemodule (5), welche in verschiedenen Batteriesträngen (6) angeordnet sind, einer gemeinsamen Überwachungseinheit (20) zugeordnet sind.Battery system (10) for an electric vehicle, comprising a plurality of battery strings (6) which can be connected in parallel, each battery string (6) having a plurality of series-connected battery modules (5), and wherein each battery module (5) has at least one battery cell (2) , and wherein monitoring units (20) are provided for monitoring the individual battery modules (5), characterized in that each battery string (6) comprises a separate main switch (61) by means of which the battery string (6) can be separated, and in each case several Battery modules (5), which are arranged in different battery strings (6), are assigned to a common monitoring unit (20). Batteriesystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Überwachungseinheit (20) eine Umschalteinrichtung (25) aufweist, mittels welcher die Überwachungseinheit (20) mit den einzelnen zugeordneten Batteriemodulen (5) verbindbar ist.Battery system (10) after Claim 1 , characterized in that each monitoring unit (20) has a switching device (25) by means of which the monitoring unit (20) can be connected to the individually assigned battery modules (5). Batteriesystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Steuereinheit (30) vorgesehen ist, welche mit den Überwachungseinheiten (20) kommuniziert.Battery system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a central control unit (30) is provided which communicates with the monitoring units (20). Batteriesystem (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschalter (61) von der zentralen Steuereinheit (30) ansteuerbar sind.Battery system (10) after Claim 3 , characterized in that the main switches (61) can be controlled by the central control unit (30). Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems (10) nach einem vorstehenden Ansprüche, wobei jeweils mehrere Batteriemodule (5), welche in verschiedenen Batteriesträngen (6) angeordnet sind, von einer gemeinsamen Überwachungseinheit (20) überwacht werden, wobei Daten der Batteriemodule (5) zu der Überwachungseinheit (20) übertragen werden.Method for operating a battery system (10) according to one of the preceding claims, wherein in each case a plurality of battery modules (5) which are arranged in different battery strings (6) are monitored by a common monitoring unit (20), data from the battery modules (5) relating to the Monitoring unit (20) are transmitted. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Daten der Batteriemodule (5), welche der Überwachungseinheit (20) zugeordnet sind, zeitlich nacheinander zu der Überwachungseinheit (20) übertragen werden.Procedure according to Claim 5 The data of the battery modules (5), which are assigned to the monitoring unit (20), are successively transmitted to the monitoring unit (20). Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Daten der Batteriemodule (5), welche der Überwachungseinheit (20) zugeordnet sind, von der Überwachungseinheit (20) zu einer zentralen Steuereinheit (30) übertragen werden, und wobei die von der Überwachungseinheit (20) an die zentrale Steuereinheit (30) übertragenen Daten von der Steuereinheit (30) ausgewertet werden.Procedure according to Claim 6 , wherein the data of the battery modules (5) which are assigned to the monitoring unit (20) are transmitted from the monitoring unit (20) to a central control unit (30), and wherein from the monitoring unit (20) to the central control unit (30 ) transmitted data are evaluated by the control unit (30). Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein Fehler in einem Batteriemodul (5) eines Batteriestrangs (6) erkannt wird, wenn mindestens eine Überwachungseinheit (20) fehlerhafte Daten von mindestens einem zugeordneten Batteriemodul (5) in mindestens einem Batteriestrang (6) erfasst und an die zentrale Steuereinheit (30) überträgt, wobei der Hauptschalter (61) des mindestens einen Batteriestrangs (6), in dem das mindestens eine fehlerhafte Batteriemodul (5) erkannt wurde, von der zentralen Steuereinheit (30) zum Öffnen angesteuert wird.Procedure according to Claim 7 A fault in a battery module (5) of a battery string (6) is detected when at least one monitoring unit (20) detects faulty data from at least one assigned battery module (5) in at least one battery string (6) and sends it to the central control unit (30 ) transmits, the main switch (61) of the at least one battery string (6), in which the at least one defective battery module (5) was recognized, being activated by the central control unit (30) for opening. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei ein Fehler in einer Überwachungseinheit (20) erkannt wird, wenn die Überwachungseinheit (20) fehlerhafte Daten von allen zugeordneten Batteriemodulen (5) in allen Batteriesträngen (6) erfasst und an die zentrale Steuereinheit (30) überträgt, und wobei eine Ansteuerung zum Öffnen des Hauptschalters (61) eines Batteriestrangs (6) von der zentralen Steuereinheit (30) unterbleibt, wenn ein Fehler in einer Überwachungseinheit (20) erkannt wird.Procedure according to one of the Claims 7 to 8th , wherein a fault is detected in a monitoring unit (20) when the monitoring unit (20) detects faulty data from all assigned battery modules (5) in all battery strings (6) and transmits them to the central control unit (30), and a control for The central control unit (30) does not open the main switch (61) of a battery string (6) if a fault is detected in a monitoring unit (20). Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Öffnen des zugehörigen Hauptschalters (61) bei erkanntem Fehler in der Überwachungseinheit (20) für eine begrenzte Zeit unterbleibt.Procedure according to one of the Claims 7 to 9 The opening of the associated main switch (61) is not carried out for a limited time if a fault is detected in the monitoring unit (20). Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die zentrale Steuereinheit (30) den zulässigen Batteriestrom nach erkanntem Fehler in einer Überwachungseinheit (20) und/oder in einem oder mehreren der Batteriemodule (5) eines oder mehrerer Batteriestränge (6) begrenzt.Procedure according to one of the Claims 7 to 10 The central control unit (30) limits the permissible battery current after a fault has been detected in a monitoring unit (20) and / or in one or more of the battery modules (5) of one or more battery strings (6). Elektrofahrzeug, umfassend mindestens ein Batteriesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welches mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11 betrieben wird.Electric vehicle comprising at least one battery system (10) according to one of the Claims 1 to 4 which with a method according to one of the Claims 5 to 11 is operated.
DE102018210750.5A 2018-06-29 2018-06-29 Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system and electric vehicle Pending DE102018210750A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018210750.5A DE102018210750A1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system and electric vehicle
PCT/EP2019/066767 WO2020002293A1 (en) 2018-06-29 2019-06-25 Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system, and electric vehicle
CN201980043985.7A CN112352345B (en) 2018-06-29 2019-06-25 Battery system for electric vehicle, method of operating battery system, and electric vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018210750.5A DE102018210750A1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system and electric vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018210750A1 true DE102018210750A1 (en) 2020-01-02

Family

ID=67003525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018210750.5A Pending DE102018210750A1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system and electric vehicle

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN112352345B (en)
DE (1) DE102018210750A1 (en)
WO (1) WO2020002293A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE2250250A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-25 Felix Mannerhagen Modular battery system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011113798A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-03 Voltabatterien Gmbh Intrinsically safe battery
DE102014102366A1 (en) 2013-02-25 2014-10-02 Rp-Technik E.K. Power supply device with battery monitoring and battery monitoring method
DE102013217457A1 (en) 2013-09-02 2015-03-05 Robert Bosch Gmbh Methods and apparatus for providing information about a battery pack
DE102014223278A1 (en) 2014-11-14 2016-05-19 Robert Bosch Gmbh Device and method for monitoring battery cells and battery module, battery, battery system, vehicle, computer program and computer program product
DE102016213844A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 Robert Bosch Gmbh Battery system, controller and method for separating a current flow between at least one battery and a consumer

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004015875A (en) * 2002-06-04 2004-01-15 Japan Storage Battery Co Ltd Battery monitoring system
US7589497B2 (en) * 2006-02-28 2009-09-15 Dell Products L.P. Field expandable battery systems and related methods
JP5611727B2 (en) * 2010-08-27 2014-10-22 三洋電機株式会社 Power supply
US9024586B2 (en) * 2010-10-14 2015-05-05 GM Global Technology Operations LLC Battery fault tolerant architecture for cell failure modes series bypass circuit
US11258104B2 (en) * 2015-06-30 2022-02-22 Faraday & Future Inc. Vehicle energy-storage systems
CN106356908B (en) * 2015-07-17 2019-08-13 联创汽车电子有限公司 The control system and control method of power battery pack and its composition
US9783078B2 (en) * 2015-10-30 2017-10-10 Faraday & Future Inc. Systems and methods for disengaging a battery
US10421367B2 (en) * 2015-10-30 2019-09-24 Faraday & Future Inc. Electric vehicle battery test
US20170373512A1 (en) * 2016-06-21 2017-12-28 Chunyi Wang First Series Then Parallel Battery Pack System
CN206653947U (en) * 2017-04-28 2017-11-21 湖南大学 A kind of electric automobile power battery system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011113798A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-03 Voltabatterien Gmbh Intrinsically safe battery
DE102014102366A1 (en) 2013-02-25 2014-10-02 Rp-Technik E.K. Power supply device with battery monitoring and battery monitoring method
DE102013217457A1 (en) 2013-09-02 2015-03-05 Robert Bosch Gmbh Methods and apparatus for providing information about a battery pack
DE102014223278A1 (en) 2014-11-14 2016-05-19 Robert Bosch Gmbh Device and method for monitoring battery cells and battery module, battery, battery system, vehicle, computer program and computer program product
DE102016213844A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 Robert Bosch Gmbh Battery system, controller and method for separating a current flow between at least one battery and a consumer

Also Published As

Publication number Publication date
CN112352345A (en) 2021-02-09
WO2020002293A1 (en) 2020-01-02
CN112352345B (en) 2023-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017104958B4 (en) Battery storage system
DE102017114339A1 (en) Safe energy supply device for a vehicle
DE102014202504A1 (en) Separating unit for galvanic isolation of the power circuit between a voltage source and a consumer device and battery system with such a separation unit
DE10144282A1 (en) Energy supply system with two electrical energy stores
EP2794335A2 (en) Battery system and method
EP3669432A1 (en) Switch-off device for an electric supply network
DE102020210046A1 (en) Method for operating a battery system
DE102016112764A1 (en) INTERFACE MODULE FOR A MOTOR VEHICLE, ELECTRICITY DISTRIBUTION BOARD AND PORTABLE NETWORK FOR A MOTOR VEHICLE
WO2018104189A1 (en) Method for operating a traction battery for a motor vehicle and battery management device therefor
DE102018004891A1 (en) Method and device for voltage compensation in an electrical system of an electrically operated vehicle
DE102019219427A1 (en) Method for monitoring an energy store in a motor vehicle
DE102018212351A1 (en) Method for diagnosing a switching device in a motor vehicle
DE102011076757A1 (en) Security architecture, battery and a motor vehicle with a corresponding battery
DE102018210750A1 (en) Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system and electric vehicle
DE102011011798A1 (en) Method for operating e.g. lead-acid battery in electric car, involves utilizing energy storage with energy storage blocks, where voltage drop between terminals of blocks is provided independent of operating mode of one of blocks
DE102018216316A1 (en) Electrochemical battery system
DE102019003902A1 (en) Electrical energy storage device with an adjustment device for compensating for different volumes of battery cells, and method
DE102008038860A1 (en) Energy storage module i.e. lithium ion battery, for motor vehicle, has evaluating and control unit replacing defect energy storage cell of main storage module by buffer energy storage cell of buffer storage module
DE102018201677A1 (en) Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system and electric vehicle
EP3314275B1 (en) Measuring arrangement for identifying a malfunction in an energy accumulator arrangement
DE102009025211A1 (en) Battery cell arrangement for traction battery of battery and hybrid vehicles, has fuse element assigned to serial cells to disconnect cell in case of failure of other cells, where failed cell is separated by fuse element
DE102022200344A1 (en) Battery and energy system having such a battery
DE102019212479A1 (en) Battery system for an electric vehicle, method for operating a battery system and electric vehicle
DE102018216192A1 (en) Method and device for separating a faulty module from a parallel network of a plurality of modules of a battery for an electrically powered means of transportation
DE102020207865A1 (en) Battery system and method for operating a battery system

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified