DE102019108439A1 - Cell monitoring system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Zellenüberwachungssystem (1) zur Überwachung von Ladezuständen von Zellen (4) einer Batterie eines mindestens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs, umfassend Signalvorrichtungen (2) zur Erzeugung und Übertragung von Signalen und eine Detektionsvorrichtung (3) zur Erfassung und Verarbeitung der Signale, wobei die Signale Informationen über Ladezustände der Zellen (4) umfassen, und wobei die Detektionsvorrichtung (3) eingerichtet ist, die Signale von mehreren Signalvorrichtungen (2) zu erfassen und zu verarbeiten, und wobei die Übertragung drahtlos erfolgt. The invention relates to a cell monitoring system (1) for monitoring charge states of cells (4) of a battery of an at least partially electrically powered vehicle, comprising signal devices (2) for generating and transmitting signals and a detection device (3) for detecting and processing the signals, wherein the signals comprise information about charge states of the cells (4), and wherein the detection device (3) is arranged to detect and process the signals from a plurality of signaling devices (2), and wherein the transmission is wireless.
Description
Die Erfindung betrifft ein Zellenüberwachungssystem zur Überwachung von Ladezuständen von Zellen einer Batterie eines mindestens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs.The invention relates to a cell monitoring system for monitoring charge states of cells of a battery of an at least partially electrically operated vehicle.
Die
Das erfindungsgemäße Zellenüberwachungssystem zur Überwachung von Ladezuständen von Zellen einer Batterie eines mindestens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs umfasst Signalvorrichtungen zur Erzeugung und Übertragung von Signalen und eine Detektionsvorrichtung zur Erfassung und Verarbeitung der Signale. Die Signale umfassen Informationen über Ladezustände der Zellen. Die Detektionsvorrichtung ist eingerichtet, die Signale von mehreren Signalvorrichtungen zu erfassen und zu verarbeiten. Die Übertragung erfolgt drahtlos.The cell monitoring system according to the invention for monitoring charge states of cells of a battery of an at least partially electrically operated vehicle comprises signal devices for generating and transmitting signals and a detection device for detecting and processing the signals. The signals include information about charge states of the cells. The detection device is set up to detect and process the signals from a plurality of signal devices. The transmission is wireless.
Die drahtlose Übertragung der Signale ermöglicht, dass auf eine Integration von Kabeln zur Übertragung der Signale innerhalb der Batterie verzichtet werden kann. Dies ermöglicht eine Kostenreduktion für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Zellenüberwachungssystems, sowie eine Bauraum- und Gewichtsreduktion des Zellenüberwachungssystems.The wireless transmission of the signals makes it possible to dispense with an integration of cables for transmitting the signals within the battery. This allows a cost reduction for the production of a cell monitoring system according to the invention, as well as a space and weight reduction of the cell monitoring system.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Signalvorrichtungen zwecks Übertragung der Signale LEDs.In a preferred embodiment, the signaling devices comprise LEDs for transmitting the signals.
Dadurch kann auf eine Integration von Mikrocontrollern in die Signalvorrichtung verzichtet werden. Dies ermöglicht eine enorme Kostenreduktion für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Zellenüberwachungssystems. LEDs sind handelsüblich und für wenige 0.01 € erhältlich. Handelsübliche Mikrocontroller hingegen würden ein 100-faches an Kosten verursachen.As a result, integration of microcontrollers into the signaling device can be dispensed with. This allows a huge cost reduction for the production of a cell monitoring system according to the invention. LEDs are commercially available and available for a few 0.01 €. Commercial microcontrollers, on the other hand, would cost 100 times more.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims describe further advantageous embodiments of the invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figur näher erläutert.Preferred embodiments will be explained in more detail with reference to the following figure.
Die Signalvorrichtungen
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Gehäuse für die Batterie lichtundurchlässig ausgebildet. Dies ermöglicht eine ungestörte Übertragung von Licht der LEDs 5,6,7. Die meisten Handelsüblichen Materialen, welche zur Verwendung in Batteriegehäusen genutzt werden, sind lichtundurchlässig. Dies ermöglicht geringe Herstellungskosten für das Zellenüberwachungssystem
Die Detektionsvorrichtung
In diesem Ausführungsbeispiel ist der lichtempfindliche Sensor
Die Signalvorrichtungen
Die drei LEDs 5,6,7 weisen voneinander verschiedene Farben auf.The three
In diesem Ausführungsbeispiel ist eine erste LED
Die grüne LED
Die gelbe LED
Dies ermöglicht, dass verschiedene Zustände der Zelle
Das Zellenüberwachungssystem
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Dioden als TVS Dioden ausgebildet. Dabei entspricht die Anzahl der Dioden der Anzahl der LEDs. Dioden, welche mit den roten LEDs
Dies ermöglicht eine elektronisch einfache Schaltung, wobei für die verschiedenen Zellspannungen der Zellen
Die Signalvorrichtungen
Für einen normalen Operationsbereich der Zellen
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die Signalvorrichtungen
Die Anzahl der Signalvorrichtungen
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Batterie Zellen, welche in seriell verschaltet sind, und Zellen, die parallel zueinander verschaltet sind. Dabei umfasst das Zellenüberwachungssystem
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel werden mehrere seriell miteinander verschaltete Zellen mittels eines Mikrocontrollers überwacht. Dieser ermöglicht das Senden des optischen Signals zusammengefasst für die seriell verschalteten Zellen. Dies ermöglicht eine Reduktion von Mikrocontrollern innerhalb der Batterie, gegenüber einer Lösung, welche für jede Zelle einen Mikrocontroller umfasst, was die Herstellungskosten vorteilhaft senkt.In an embodiment not shown, several cells connected in series with each other are monitored by means of a microcontroller. This allows the transmission of the optical signal combined for the series-connected cells. This enables a reduction of microcontrollers within the battery, compared to a solution which includes a microcontroller for each cell, which advantageously lowers the manufacturing costs.
In jedem Fall können die gezeigten und nicht gezeigten Ausführungsformen auch für anders verschaltete Zellen eingesetzt werden.In any case, the embodiments shown and not shown can also be used for differently interconnected cells.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die Anzahl der Signalvorrichtungen
Dies ermöglicht eine Überwachung aller Zellen
Die Signalvorrichtungen
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Signalvorrichtungen eingerichtet, sowohl das akustische Signal, als auch das optische Signale mittels der LEDs 5,6,7 zu erzeugen. Die Detektionsvorrichtung
Das akustische Signal ist derart ausgebildet, dass es möglichst keiner Frequenz entspricht, welche in normalen Fahrgeräuschen des Fahrzeugs und/oder Umgebungsgeräuschen vorkommt. Dies ermöglicht eine gute Unterscheidbarkeit des Signals von anderen akustischen Signalquellen innerhalb des Fahrzeugs und/oder in einer Umgebung des Fahrzeugs. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das akustische Signal eine Frequenz zwischen 5 kHz und 12kHz, bevorzugt 10 kHz.The acoustic signal is designed such that it corresponds as possible no frequency, which occurs in normal driving noises of the vehicle and / or ambient noise. This allows a good distinctness of the signal from other acoustic signal sources within the vehicle and / or in an environment of the vehicle. In this embodiment, the acoustic signal comprises a frequency between 5 kHz and 12 kHz, preferably 10 kHz.
Dies erhöht die Sicherheit in der Detektion von kritischen Zellzuständen, selbst wenn eine der Möglichkeiten das Signal zu erzeugen ausfällt.This increases security in the detection of critical cell conditions, even if one of the ways to generate the signal fails.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Signalvorrichtungen
Die Lautstärke des akustischen Signals beträgt zwischen 60 dB und 100 dB, bevorzugt 85 dB.The volume of the acoustic signal is between 60 dB and 100 dB, preferably 85 dB.
Dadurch kann ein Fahrer des Fahrzeugs direkt über Zustände der Zellen
In einer nicht gezeigten Ausführungsform wird nur ein akustisches Signal durch die Signalvorrichtungen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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