-
Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug, umfassend ein Batteriepack, welches einen positiven Pol, einen negativen Pol, mindestens eine Batteriezelle und einen Packspannungsteiler aufweist, und mindestens ein Koppelnetz, welches ein negatives Terminal und ein positives Terminal aufweist, wobei der Packspannungsteiler einen positiven Packwiderstand und einen positiven Sub-Packwiderstand, die seriell miteinander zwischen den positiven Pol und einen Referenzpunkt geschaltet sind, und einen negativen Packwiderstand und einen negativen Sub-Packwiderstand, die seriell miteinander zwischen den negativen Pol und den Referenzpunkt geschaltet sind, umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Diagnose eines erfindungsgemäßen Batteriesystems sowie ein Elektrofahrzeug, welches ein erfindungsgemäßes Batteriesystem umfasst.
-
Stand der Technik
-
Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft vermehrt elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen werden. In solchen Elektrofahrzeugen werden aufladbare Batterien eingesetzt, vorwiegend um elektrische Antriebseinrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen. Für solche Anwendungen eignen sich insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezellen. Lithium-Ionen-Batteriezellen zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus.
-
Ein Batteriepack umfasst eine Mehrzahl von derartigen Lithium-Ionen-Batteriezellen, die elektrisch sowohl seriell als auch parallel miteinander verschaltet sein können. Ein derartiges Batteriepack weist eine Ausgangsspannung im Bereich von beispielsweise 400 V bis 800 V auf, welche zwischen einem positiven Pol und einen negativen Pol anliegt. Ferner ist ein Managementsystem vorgesehen, welches den Betrieb des Batteriepacks überwacht und derart steuert, dass die Batteriezellen sicher und nachhaltig bezüglich ihrer Lebensdauer betrieben werden.
-
Insbesondere ist eine Spannungsmessung an dem Batteriepack erforderlich. Aufgrund der verhältnismäßig hohen Ausgangsspannung des Batteriepacks ist eine direkte Spannungsmessung zwischen den Polen des Batteriepacks schwierig. Eine Messung der verhältnismäßig hohen Ausgangsspannung kann beispielsweise mittels galvanischer Trennung erfolgen. Auch ist es bekannt, zwischen den Polen eines Batteriepacks Spannungsteiler vorzusehen, welche eine Mehrzahl von seriell verschalteten Widerständen umfassen. Durch Messung der an den einzelnen Widerständen abfallenden Teilspannungen kann dann die Ausgangsspannung des Batteriepacks berechnet werden.
-
Aus dem Dokument
US 2013/0151175 A1 sind eine Anordnung und ein Verfahren zur Spannungsmessung an einer Batterie bekannt. Die Anordnung umfasst dabei einen Spannungsteiler mit zwei Widerständen, wobei an jedem der Widerstände mittels eines entsprechenden Verstärkers eine Spannungsmessung möglich ist.
-
In dem Dokument
CN 204515091 U ist eine Anordnung zur Detektion einer Spannung in einem Elektrofahrzeug offenbart. Die Anordnung umfasst einen Spannungsteilerschaltkreis, welcher mehrere Widerstände und einen Operationsverstärker aufweist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es wird ein Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen. Das Batteriesystem umfasst ein Batteriepack, welches einen positiven Pol, einen negativen Pol, mindestens eine Batteriezelle und einen Packspannungsteiler aufweist. Das Batteriesystem umfasst auch mindestens ein Koppelnetz, welches ein negatives Terminal und ein positives Terminal aufweist.
-
Vorzugsweise weist das Batteriepack eine Mehrzahl von Batteriezellen auf, welche zwischen dem positiven Pol und dem negativen Pol seriell verschaltet sind. Die Batteriezellen liefern zusammen eine Systemspannung von beispielsweise 400 V, welchen zwischen dem positiven Pol und dem negativen Pol des Batteriepacks anliegt.
-
Der Packspannungsteiler umfasst einen positiven Packwiderstand und einen positiven Sub-Packwiderstand, die seriell miteinander zwischen den positiven Pol und einen Referenzpunkt geschaltet sind. Der Packspannungsteiler umfasst auch einen negativen Packwiderstand und einen negativen Sub-Packwiderstand, die seriell miteinander zwischen den negativen Pol und den Referenzpunkt geschaltet sind. Der Referenzpunkt stellt dabei für eine Spannungsmessung ein schwebendes Bezugspotential dar.
-
Der positive Packwiderstand ist dabei verhältnismäßig größer als der positive Sub-Packwiderstand. Der negative Packwiderstand ist dabei verhältnismäßig größer als der negative Sub-Packwiderstand. Das Verhältnis zwischen dem positiven Packwiderstand und dem positiven Sub-Packwiderstand kann beispielsweise 1000 betragen. Das Verhältnis zwischen dem negativen Packwiderstand und dem negativen Sub-Packwiderstand kann beispielsweise ebenfalls 1000 betragen.
-
Eine an dem positiven Sub-Packwiderstand abfallende positive Packspannung kann von einem Messkanal gemessen werden. Ebenso kann eine an dem negativen Sub-Packwiderstand abfallende negative Packspannung von einem Messkanal gemessen werden. Da der positive Packwiderstand verhältnismäßig größer als der positive Sub-Packwiderstand und der negative Packwiderstand verhältnismäßig größer als der negative Sub-Packwiderstand ist, können die jeweiligen Packspannung in einer angepassten Skalierung gemessen werden. Beispielsweise ist es möglich, Spannungen in einem Bereich von -1000 V bis +1000 V in einen Bereich von 0 bis 5 V zu skalieren und zu messen, wobei eine Messspannung von 2,5 V einer tatsächlichen Spannung von 0 V entspricht.
Das mindestens eine Koppelnetz dient zum Anschluss des Batteriesystems an ein Bordnetz des Elektrofahrzeugs. Das mindestens eine Koppelnetz weist vorzugsweise auch einen Zwischenkreiskondensator auf, welcher zwischen das positive Terminal und das negative Terminal geschaltet ist.
-
Erfindungsgemäß weist das mindestens eine Koppelnetz einen Koppelspannungsteiler auf. Der Koppelspannungsteiler umfasst einen positiven Koppelwiderstand und einen positiven Sub-Koppelwiderstand, die seriell miteinander zwischen das positive Terminal und den Referenzpunkt geschaltet sind. Der Koppelspannungsteiler umfasst auch einen negativen Koppelwiderstand und einen negativen Sub-Koppelwiderstand, die seriell miteinander zwischen das negativen Terminal und den Referenzpunkt geschaltet sind.
-
Der positive Koppelwiderstand ist dabei verhältnismäßig größer als der positive Sub-Koppelwiderstand. Der negative Koppelwiderstand ist dabei verhältnismäßig größer als der negative Sub-Koppelwiderstand. Das Verhältnis zwischen dem positiven Koppelwiderstand und dem positiven Sub-Koppelwiderstand kann beispielsweise 1000 betragen. Das Verhältnis zwischen dem negativen Koppelwiderstand und dem negativen Sub-Koppelwiderstand kann beispielsweise ebenfalls 1000 betragen.
-
Eine an dem positiven Sub-Koppelwiderstand abfallende positive Koppelspannung kann von einem Messkanal gemessen werden. Ebenso kann eine an dem negativen Sub-Koppelwiderstand abfallende negative Koppelspannung von einem Messkanal gemessen werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Batteriesystem einen positiven Packschalter und/oder einen negativen Packschalter. Mittels des positiven Packschalters ist der positive Pol mit dem positiven Terminal verbindbar sowie von dem positiven Terminal trennbar. Mittels des negativen Packschalters ist der negative Pol mit dem negativen Terminal verbindbar sowie von dem negativen Terminal trennbar. Die Packschalter sind beispielsweise in Form von elektromechanischen Relais oder Schützen ausgebildet.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weicht ein Widerstandsverhältnis des Packspannungsteilers von einem Widerstandsverhältnis des Koppelspannungsteilers ab. Das Widerstandsverhältnis des Packspannungsteilers entspricht dabei einem Verhältnis einer Summe von dem positiven Packwiderstand und dem positiven Sub-Packwiderstand zu einer Summe vom dem negativen Packwiderstand und dem negativen Sub-Packwiderstand. Das Widerstandsverhältnis des Koppelspannungsteilers entspricht dabei einem Verhältnis einer Summe von dem positiven Koppelwiderstand und dem positiven Sub-Koppelwiderstand zu einer Summe von dem negativen Koppelwiderstand und dem negativen Sub-Koppelwiderstand.
-
Da der positive Packwiderstand verhältnismäßig größer als der positive Sub-Packwiderstand und der negative Packwiderstand verhältnismäßig größer als der negative Sub-Packwiderstand ist, entspricht das Widerstandsverhältnis des Packspannungsteilers dabei annähernd einem Verhältnis des positiven Packwiderstandes zu dem negativen Packwiderstand.
-
Da der positive Koppelwiderstand verhältnismäßig größer als der positive Sub-Koppelwiderstand und der negative Koppelwiderstand verhältnismäßig größer als der negative Sub-Koppelwiderstand ist, entspricht das Widerstandsverhältnis des Koppelspannungsteilers dabei annähernd einem Verhältnis des positiven Koppelwiderstandes zu dem negativen Koppelwiderstand.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der Packspannungsteiler einen positiven Messschalter und/oder einen negativen Messschalter. Mittels des positiven Messschalters sind der positive Packwiderstand und der positive Sub-Packwiderstand von dem positiven Pol oder von dem Referenzpunkt trennbar sowie mit dem positiven Pol oder mit dem Referenzpunkt verbindbar. Mittels des negativen Messschalters sind der negative Packwiderstand und der negative Sub-Packwiderstand von dem negativen Pol oder von dem Referenzpunkt trennbar sowie mit dem negativen Pol oder mit dem Referenzpunkt verbindbar. Dadurch wird zum einen gewährleistet, dass es zu keiner Entladung der Batterie im ausgeschalteten Zustand kommen kann. Zum anderen wird durch die Verzerrung des Spannungsteilers die zu erwartende gemessene Spannung verändert.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Batteriesystem ferner ein Ladenetz. Das Ladenetz weist einen positiven Ladeanschluss, einen negativen Ladeanschluss und einen Ladespannungsteiler auf. Der Ladespannungsteiler umfasst einen positiven Ladewiderstand und einen positiven Sub-Ladewiderstand, die seriell miteinander zwischen den positiven Ladeanschluss und den Referenzpunkt geschaltet sind. Der Ladespannungsteiler umfasst auch einen negativen Ladewiderstand und einen negativen Sub-Ladewiderstand, die seriell miteinander zwischen den negativen Ladeanschluss und den Referenzpunkt geschaltet sind.
-
Der positive Ladewiderstand ist dabei verhältnismäßig größer als der positive Sub-Ladewiderstand. Der negative Ladewiderstand ist dabei verhältnismäßig größer als der negative Sub-Ladewiderstand. Das Verhältnis zwischen dem positiven Ladewiderstand und dem positiven Sub-Ladewiderstand kann beispielsweise 1000 betragen. Das Verhältnis zwischen dem negativen Ladewiderstand und dem negativen Sub-Ladewiderstand kann beispielsweise ebenfalls 1000 betragen.
-
Eine an dem positiven Sub-Ladewiderstand abfallende positive Ladespannung kann von einem Messkanal gemessen werden. Ebenso kann eine an dem negativen Sub-Ladewiderstand abfallende negative Ladespannung von einem Messkanal gemessen werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Batteriesystem einen positiven Ladeschalter und/oder einen negativen Ladeschalter. Mittels des positiven Ladeschalters ist der positive Ladeanschluss mit dem positiven Terminal verbindbar sowie von dem positiven Terminal trennbar. Mittels des negativen Ladeschalters ist der negative Ladeanschluss mit dem negativen Terminal verbindbar sowie von dem negativen Terminal trennbar. Die Ladeschalter sind beispielsweise in Form von elektromechanischen Relais oder Schützen ausgebildet.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weicht ein Widerstandsverhältnis des Ladespannungsteilers von einem Widerstandsverhältnis des Packspannungsteilers ab. Das Widerstandsverhältnis des Ladespannungsteilers entspricht dabei einem Verhältnis einer Summe von dem positiven Ladewiderstand und dem positiven Sub-Ladewiderstand zu einer Summe von dem negativen Ladewiderstand und dem negativen Sub-Ladewiderstand.
-
Da der positive Ladewiderstand verhältnismäßig größer als der positive Sub-Ladewiderstand und der negative Ladewiderstand verhältnismäßig größer als der negative Sub-Ladewiderstand ist, entspricht das Widerstandsverhältnis des Ladespannungsteilers dabei annähernd einem Verhältnis des positiven Ladewiderstandes zu dem negativen Ladewiderstand.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weicht auch ein Widerstandsverhältnis des Ladespannungsteilers von einem Widerstandsverhältnis des Koppelspannungsteilers ab.
-
Es wird auch ein Verfahren zur Diagnose eines erfindungsgemäßen Batteriesystems vorgeschlagen. Dabei wird eine an dem positiven Sub-Packwiderstand abfallende positive Packspannung gemessen. Ebenso wird eine an dem negativen Sub-Packwiderstand abfallende negative Packspannung gemessen. Ebenso wird eine an dem positiven Sub-Koppelwiderstand abfallende positive Koppelspannung gemessen. Ebenso wird eine an dem negativen Sub-Koppelwiderstand abfallende negative Koppelspannung gemessen.
-
Anschließend wird eine Auswertung der gemessenen Spannungen, also insbesondere der positiven Packspannung, der negativen Packspannung, der positiven Koppelspannung und der negativen Koppelspannung durchgeführt. Durch die Auswertung der gemessenen Spannungen können insbesondere die Zustände von Packschaltern sowie Ladeschaltern, welche beispielsweise in Form von elektromechanischen Relais oder Schützen ausgebildet sind, erkannt und bewertet werden.
-
Jede zu bestimmende Spannung zwischen den Polen, zwischen den Terminals sowie zwischen den Ladeanschlüssen kann durch die Summe zweier gemessener Spannungen bestimmt werden. Beide einem Spannungsteiler zugeordneten Messkanäle messen jeweils die durch den Spanungsteiler reduzierten Spannungen gegen das schwebende Bezugspotential des Referenzpunkts. Dabei misst jeweils ein Messkanal ein positives Potential, und der andere Messkanal misst ein negatives Potential. Dieses Messverfahren wird für jede zu messende Spannung an den Spannungsteilern verwendet.
-
Aufgrund der voneinander abweichenden Widerstandsverhältnisse des Packspannungsteilers, des Ladespannungsteilers und des Koppelspannungsteilers wird je nach Schaltzustand der Packschalter sowie der Ladeschalter durch die besagten Spannungsteiler das Potential des Referenzpunkts verzogen.
-
Zwar ändern sich dadurch die einzelnen gemessenen positiven und negativen Spannungen, die Summen bleiben jedoch unverändert. Zudem sind nach einem erfolgreichen Schaltvorgang jeweils die gemessenen positiven und negativen Spannungen der verbundenen Netze sowie des Batteriepacks identisch. Durch Kenntnis dieser zwei Prinzipien lassen sich Rückschlüsse auf den Zustand der Schalter schließen. Insbesondere wird ersichtlich, wenn ein Schalter nicht öffnet oder schließt wie beabsichtigt.
-
Eine noch genauere Analyse ist durch eine Abschaltung der Packwiderstände und der Sub-Packwiderstände mittels der Messschalter möglich. Wenn bei offenen Packschaltern sowie Ladeschaltern die Packwiderstände und die Sub-Packwiderstände einzeln getrennt werden, so wird das Potential des Referenzpunkts wahlweise auf das Potential der positiven oder der negativen Systemspannung gezogen. Da es in diesem Fall keinen geschlossenen Stromkreis gibt, beträgt die gemessene Spannung an den den Sub-Packwiderständen zugeordneten Messkanälen 0V.
-
Kommt es zu einem doppelten Isolationsfehler oder verklebten Schützen an den Packschaltern oder den Ladeschaltern, so ist dies nicht der Fall. In diesem Fall wird an den den Sub-Packwiderständen zugeordneten Messkanälen eine Spannung gemessen, die von einem Überbrückungswiderstand der klebenden Schütze abhängig ist. Umgekehrt kann über dieses Verfahren bei vermeintlich geschlossenen Schützen bestimmt werden, ob diese tatsächlich geschlossen sind.
-
Es wird auch ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen, welches ein erfindungsgemäßes Batteriesystem umfasst.
-
Vorteile der Erfindung
-
Wenn das erfindungsgemäße Batteriesystem in einem Elektrofahrzeug installiert ist, so weist es eine galvanische Trennung gegenüber einem weiteren Niederspannungsnetz in dem Elektrofahrzeug auf. Somit sind Spannungsmessungen an dem Batteriesystem bei galvanischer Trennung von dem Niederspannungsnetz durchführbar. Der Referenzpunkt, an welchen die Spannungsteiler angeschlossen sind, stellt dabei für eine Spannungsmessung ein schwebendes Bezugspotential dar. Über einen Spannungsabgleich zwischen den Netzen und dem Batteriepack sowie eine Verzerrung eines Referenzpotentials des Referenzpunkts ist eine Plausibilisierung der Schaltzustands-Überwachung möglich. Ebenso ist eine Diagnose der Schalter unabhängig von einer an dem jeweils zuzuschaltenden Netz anliegenden Spannung möglich. Insbesondere für doppelte Isolationsfehler ist eine Diagnoseabdeckung deutlich erhöht. Es ist eine besonders robuste Schützklebe-Diagnose möglich. Für eine solche Schützklebe-Diagnose sind dabei keine zusätzlichen Hilfsspannungsquellen oder Hilfsstromquellen notwendig. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Diagnose der Schaltzustände möglich und es lassen sich potentiell defekte Komponenten ermitteln.
-
Figurenliste
-
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Batteriesystems.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
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.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriesystems 10 für ein Elektrofahrzeug. Das Batteriesystem 10 umfasst ein Batteriepack 5, welches einen positiven Pol 22, einen negativen Pol 21 und eine Mehrzahl von Batteriezellen 2 aufweist. Die Batteriezellen 2 sind dabei zwischen dem positiven Pol 22 und dem negativen Pol 21 seriell verschaltet. Zwischen den Polen 21, 22 des Batteriepacks 5 liegt eine Systemspannung Us an, welche von den seriell verschalteten Batteriezellen 2 geliefert wird. Die Systemspannung Us beträgt beispielsweise 400 V.
-
Das Batteriesystem 10 umfasst auch ein Koppelnetz. Das Koppelnetz weist ein negatives Terminal 11 und ein positives Terminal 12 auf. Das Koppelnetz dient insbesondere zum Anschluss des Batteriesystems 10 an ein Bordnetz des Elektrofahrzeugs. Das Koppelnetz weist auch einen Zwischenkreiskondensator CL auf, welcher zwischen das positive Terminal 12 und das negative Terminal 11 geschaltet ist.
-
Das Batteriesystem 10 umfasst einen positiven Packschalter SP2 und einen negativen Packschalter SP1. Mittels des positiven Packschalters SP2 ist der positive Pol 22 mit dem positiven Terminal 12 verbindbar sowie von dem positiven Terminal 12 trennbar. Mittels des negativen Packschalters SP1 ist der negative Pol 21 mit dem negativen Terminal 11 verbindbar sowie von dem negativen Terminal 11 trennbar. Mittels der Packschalter SP1, SP2 kann also das Batteriepack 5 mit dem Koppelnetz elektrisch verbunden sowie von dem Koppelnetz getrennt werden.
-
Die Packschalter SP1, SP2 sind beispielsweise in Form von elektromechanischen Relais oder Schützen ausgebildet. Insbesondere können die beiden Packschalter SP1, SP2 gemeinsam ein zweipoliges Relais oder Schütz bilden.
-
Das Batteriesystem 10 umfasst ferner ein Ladenetz. Das Ladenetz weist einen positiven Ladeanschluss 32 und einen negativen Ladeanschluss 31 auf. Das Ladenetz dient insbesondere zum Aufladen der Batteriezellen 2 des Batteriepacks 5 mittels eines externen Ladegeräts.
-
Das Batteriesystem 10 umfasst einen positiven Ladeschalter SL2 und einen negativen Ladeschalter SL1. Mittels des positiven Ladeschalters SL2 ist der positive Ladeanschluss 32 mit dem positiven Terminal 12 verbindbar sowie von dem positiven Terminal 12 trennbar. Mittels des negativen Ladeschalters SL1 ist der negative Ladeanschluss 31 mit dem negativen Terminal 11 verbindbar sowie von dem negativen Terminal 11 trennbar. Mittels der Ladeschalter SL1, SL2 kann also das Ladenetz mit dem Koppelnetz elektrisch verbunden sowie von dem Koppelnetz getrennt werden.
-
Die Ladeschalter SL1, SL2 sind beispielsweise in Form von elektromechanischen Relais oder Schützen ausgebildet. Insbesondere können die beiden Ladeschalter SL1, SL2 gemeinsam ein zweipoliges Relais oder Schütz bilden.
-
Das Batteriepack 5 weist einen Packspannungsteiler 25 auf. Der Packspannungsteiler 25 umfasst einen positiven Packwiderstand RP2 und einen positiven Sub-Packwiderstand RSP2 sowie einen negativen Packwiderstand RP1 und einen negativen Sub-Packwiderstand RSP1. Der positive Packwiderstand RP2 und der positive Sub-Packwiderstand RSP2 sind seriell miteinander zwischen den positiven Pol 22 und einen Referenzpunkt 50 geschaltet. Der negative Packwiderstand RP1 und der negative Sub-Packwiderstand RSP1 sind zwischen den negativen Pol 21 und den Referenzpunkt 50 geschaltet.
-
Der Packspannungsteiler 25 umfasst ferner einen positiven Messschalter SM2 und einen negativen Messschalter SM1. Der positive Messschalter SM2 ist seriell mit dem positiven Packwiderstand RP2 sowie dem positiven Sub-Packwiderstand RSP2 verschaltet. Der negative Messschalter SM1 ist seriell mit dem negativen Packwiderstand RP1 sowie dem negativen Sub-Packwiderstand RSP1 verschaltet. Mittels des positiven Messschalters SM2 sind der positive Packwiderstand RP2 sowie der positive Sub-Packwiderstand RSP2 vorliegend von dem positiven Pol 22 trennbar sowie mit dem positiven Pol 22 verbindbar. Mittels des negativen Messschalters SM1 sind der negative Packwiderstand RP1 sowie der negative Sub-Packwiderstand RSP1 von dem negativen Pol 21 trennbar sowie mit dem negativen Pol 21 verbindbar.
-
Die Messschalter SM1, SM2 sind beispielsweise in Form von schaltbaren Transistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren, beispielsweise MOSFETs ausgebildet.
-
Wenn der positive Messschalter SM2 geschlossen ist, so fällt an dem positiven Sub-Packwiderstand RSP2 eine positive Packspannung UP2 ab, welche von einem hier nicht dargestellten Messkanal gemessen wird. Wenn der negative Messschalter SM1 geschlossen ist, so fällt an dem negativen Sub-Packwiderstand RSP1 eine negative Packspannung UP1 ab, welche von einem hier nicht dargestellten Messkanal gemessen wird. Die Summe aus der positiven Packspannung UP2 und der negativen Packspannung UP1 entspricht mittels einer Umrechnung der Systemspannung Us, welche zwischen den Polen 21, 22 des Batteriepacks 5 anliegt. Dabei wird die Umrechnung unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen dem positiven Packwiderstand RP2 und dem positiven Sub-Packwiderstand RSP2 und des Verhältnisses zwischen dem negativen Packwiderstand RP1 und dem negativen Sub-Packwiderstand RSP1 durchgeführt.
-
Das Koppelnetz weist einen Koppelspannungsteiler 15 auf. Der Koppelspannungsteiler 15 umfasst einen positiven Koppelwiderstand RK2 und einen positiven Sub-Koppelwiderstand RSK2 sowie einen negativen Koppelwiderstand RK1 und einen negativen Sub-Koppelwiderstand RSK1. Der positive Koppelwiderstand RK2 und der positive Sub-Koppelwiderstand RSK2 sind seriell miteinander zwischen das positiven Terminal 12 und den Referenzpunkt 50 geschaltet. Der negative Koppelwiderstand RK1 und der negative Sub-Koppelwiderstand RSK1 sind seriell miteinander zwischen das negativen Terminal 11 und den Referenzpunkt 50 geschaltet.
-
An dem positiven Sub-Koppelwiderstand RSK2 fällt eine positive Koppelspannung UK2 ab, welche von einem hier nicht dargestellten Messkanal gemessen wird. An dem negativen Sub-Koppelwiderstand RSK1 eine negative Koppelspannung UK1 ab, welche von einem hier nicht dargestellten Messkanal gemessen wird. Die Summe aus der positiven Koppelspannung UK2 und der negativen Koppelspannung UK1 entspricht mittels einer Umrechnung einer Spannung, welche zwischen den Terminals 11, 12 anliegt. Dabei wird die Umrechnung unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen dem positiven Koppelwiderstand RK2 und dem positiven Sub-Koppelwiderstand RSK2 und des Verhältnisses zwischen dem negativen Koppelwiderstand RK1 und dem negativen Sub-Koppelwiderstand RSK1 durchgeführt.
-
Wenn die Packschalter SP1, SP2 geschlossen sind, so entspricht die Spannung, welche zwischen den Terminals 11, 12 anliegt, der Systemspannung Us, welche zwischen den Polen 21, 22 des Batteriepacks 5 anliegt.
-
Das Ladenetz weist einen Ladespannungsteiler 35 auf. Der Ladespannungsteiler 35 umfasst einen positiven Ladewiderstand RL2 und einen positiven Sub-Ladewiderstand RSL2 sowie einen negativen Ladewiderstand RL1 und einen negativen Sub-Ladewiderstand RSL1. Der positive Ladewiderstand RL2 und der positive Sub-Ladewiderstand RSL2 sind seriell miteinander zwischen den positiven Ladeanschluss 32 und den Referenzpunkt 50 geschaltet. Der negative Ladewiderstand RL1 und der negative Sub-Ladewiderstand RSL1 sind seriell miteinander zwischen den negativen Ladeanschluss 31 und den Referenzpunkt 50 geschaltet.
-
An dem positiven Sub-Ladewiderstand RSL2 fällt eine positive Ladespannung UL2 ab, welche von einem hier nicht dargestellten Messkanal gemessen wird. An dem negativen Sub-Ladewiderstand RSL1 eine negative Ladespannung UL1 ab, welche von einem hier nicht dargestellten Messkanal gemessen wird. Die Summe aus der positiven Ladespannung UL2 und der negativen Ladespannung UL1 entspricht mittels einer Umrechnung einer Spannung, welche zwischen den Ladeanschlüssen 31, 32 anliegt. Dabei wird die Umrechnung unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen dem positiven Ladewiderstand RL2 und dem positiven Sub-Ladewiderstand RSL2 und des Verhältnisses zwischen dem negativen Ladewiderstand RL1 und dem negativen Sub-Ladewiderstand RSL1 durchgeführt.
-
Wenn die Packschalter SP1, SP2 und die Ladeschalter SL1, SL2 geschlossen sind, so entspricht die Spannung, welche zwischen den Ladeanschlüssen 31, 32 anliegt, der Systemspannung Us, welche zwischen den Polen 21, 22 des Batteriepacks 5 anliegt.
-
Der positive Packwiderstand
RP2 weist vorliegend einen Wert von 5 MΩ auf. Der positive Sub-Packwiderstand
RSP2 weist vorliegend einen Wert von 50 kΩ auf. Der negative Packwiderstand
RP1 weist vorliegend einen Wert von 5 MΩ auf. Der negative Sub-Packwiderstand
RSP1 weist vorliegend einen Wert von 50 kΩ auf. Ein Widerstandsverhältnis des Packspannungsteilers
25 entspricht annähernd einem Verhältnis des positiven Packwiderstandes
RP2 zu dem negativen Packwiderstand
RP1. Vorliegend beträgt das Widerstandsverhältnis des Packspannungsteilers
25 also:
Der positive Koppelwiderstand
RK2 weist vorliegend einen Wert von 7 MΩ auf. Der positive Sub-Koppelwiderstand
RSK2 weist vorliegend einen Wert von 70 kΩ auf. Der negative Koppelwiderstand
RK1 weist vorliegend einen Wert von 3 MΩ auf. Der negative Sub-Koppelwiderstand
RSK1 weist vorliegend einen Wert von 30 kΩ auf. Ein Widerstandsverhältnis des Koppelspannungsteilers
15 entspricht annähernd einem Verhältnis des positiven Koppelwiderstandes
RK2 zu dem negativen Koppelwiderstand
RK1. Vorliegend beträgt das Widerstandsverhältnis des Koppelspannungsteilers
15 also:
Der positive Ladewiderstand
RL2 weist vorliegend einen Wert von 6 MΩ auf. Der positive Sub-Ladewiderstand
RSL2 weist vorliegend einen Wert von 60 kΩ auf. Der negative Ladewiderstand
RL1 weist vorliegend einen Wert von 4 MΩ auf. Der negative Sub-Ladewiderstand
RSL1 weist vorliegend einen Wert von 40 kΩ auf. Ein Widerstandsverhältnis des Ladespannungsteilers
35 entspricht annähernd einem Verhältnis des positiven Ladewiderstandes
RL2 zu dem negativen Ladewiderstand
RL1. Vorliegend beträgt das Widerstandsverhältnis des Ladespannungsteilers
35 also:
Das Widerstandsverhältnis des Packspannungsteilers
25, das Widerstandsverhältnis des Koppelspannungsteilers
15 und das Widerstandsverhältnis des Ladespannungsteilers
35 weichen also jeweils voneinander ab.
-
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.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2013/0151175 A1 [0005]
- CN 204515091 U [0006]
