DE102019217407A1 - Vorrichtung zur Überwachung eines elektrischen Energiespeichersystems - Google Patents

Vorrichtung zur Überwachung eines elektrischen Energiespeichersystems Download PDF

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Gisela Alsina Sala
Bernd Heppner
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (10) zur Überwachung eines Ladezustandes eines elektrischen Energiespeichersystems mit mindestens einer elektrischen Energiespeichereinheit beschrieben Die Vorrichtung (10) umfasst ein Überwachungsmittel (11) zur Überwachung des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit, ein Erzeugungsmittel (12) zur Erzeugung eines Warnsignals, wobei das Erzeugungsmittel (12) eingerichtet ist, bei Unterschreiten eines vordefinierten ersten Ladezustandes des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit aktiviert zu werden um ein Warnsignal zu erzeugen, und ein Aktivierungsmittel (13) zur Aktivierung des Erzeugungsmittels (12), wobei das Aktivierungsmittel (13) eingerichtet ist, das Erzeugungsmittel (12) bei Unterschreiten des vordefinierten ersten Ladezustandes zu aktivieren.
Weiterhin wird ein entsprechdendes elektrisches Energiespeichersystem mit der Vorrichtung beschrieben.

Description

  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Überwachung eines elektrischen Energiespeichersystems gemäß dem unabhängigen Patentanspruch.
  • Stand der Technik
  • Für den Motorstart sowie die Versorgung der Bordnetze von Kraftfahrzeugen werden in der Regel 12 Volt oder 24 Volt Batterien mit Blei-Säure-Technologie eingesetzt. In den kommenden Jahren werden diese Batterien in der Erstausrüstung zunehmend durch Lithium-Ionen-Technologie ersetzt, da sie viele Vorteile aufweisen: Verzicht auf giftiges Blei, geringeres Gewicht und Volumen, längere Lebensdauer.
  • Allerdings müssen beispielsweise die Temperatur- und Spannungslage von Lithium-lonen-Batterien genau überwacht werden, da es ansonsten zum Entgasen der Batterie kommen kann. Sowohl ein Überladen durch eine zu hohe äußere Spannung als auch ein Tiefentladen der Batterie (z.B. durch Langzeitparken) kann zu Schäden führen. Ebenso kann eine Erwärmung der Batterie über eine erste kritische Temperatur sowie ein Betrieb bei Temperaturen unter einer zweiten kritischen Temperatur zu einer Beschädigung der Batterie bis hin zum Entgasen führen. Bei neu entwickelten Fahrzeugen gibt es aus diesem Grund meist eine Kommunikationsschnittstelle (LIN, CAN) zwischen Batterie und Fahrzeug. Dadurch können Informationen über den Batteriezustand von der Batterie an das Fahrzeug zu übermittelt werden und Gegenmaßnahmen auf Fahrzeugebene eingeleitet werden. Bei niedrigen Ladezuständen kann dann das Fahrzeug beispielsweise Verbraucher abschalten, um die Batterie vor Tiefentladung zu schützen. Bei hohen Ladungszuständen kann die Lichtmaschine entsprechend heruntergeregelt werden.
  • Fahrzeuge mit Blei-Säure-Batterien haben typischerweise keine Kommunikation mit der Batterie. Teilweise werden fahrzeugseitig Batteriesensoren verbaut, die eine Abschätzung des Ladezustands ermöglichen. Diese Geräte sind auf die Spannungskennlinie von Blei-Säure-Batterien ausgelegt. Werden diese Batterien gegen Lithium-Ionen-Batterien ausgetauscht (Retrofit), müssen zusätzliche Maßnahmen gegen Überladen, Überhitzen, Betrieb bei tiefen Temperaturen beziehungsweise Tiefentladen getroffen werden, um einen sicheren Betrieb der Batterien zu ermöglichen. Die Betriebssicherheit von Lithium-Ionen-Batterien wird dabei zum einen durch Sicherheitsmechanismen zur Vermeidung einer Gefährdung des Nutzers (beispielsweise Ausgasen der Batterie) in kritischen Betriebssituationen (bspw. Überladen, Überhitzung, Betrieb bei tiefen Temperaturen und Betrieb bei Tiefenentladung) sichergestellt. Zum anderen hängt die Betriebssicherheit von Lithium-Ionen-Batterien aber auch entscheidend von der Verfügbarkeit dieser Sicherheitsmechanismen ab. Die Verfügbarkeit dieser Sicherheitsmechanismen kann durch interne Hardwarefehler verletzt werden. Liegt ein solcher interner Hardwarefehler unerkannt durch technische Diagnosen und den Nutzer vor, so bildet dies einen latenten Fehler. Latente Fehler, welche Sicherheitsmechanismen in Lithium-Ionen-Batterien betreffen, reduzieren die Betriebssicherheit, denn sie können verhindern, dass eine Gefährdung des Nutzer (bspw. durch Ausgasen der Batterie) bei einer später auftretenden kritischen Betriebssituation durch den entsprechenden Sicherheitsmechanismus verhindert werden kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Offenbart wird eine Vorrichtung zur Überwachung eines elektrischen Energiespeichersystems mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.
  • Das Energiespeichersystem umfasst dabei eine elektrische Energiespeichereinheit und weist insbesondere ein Normspannungsniveau von 12 Volt bis 48 Volt auf.
  • Weiterhin umfasst das elektrische Energiespeichersystem ein Überwachungsmittel zur Überwachung des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit, welches eingerichtet ist, eine Abweichung vom Normalbetrieb des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit zu ermitteln, insbesondere ein Unterschreiten eines vordefinierten ersten Ladezustandes zu ermitteln. Eine Abweichung vom Normalbetrieb kann dabei beispielsweise ein niedriger Ladezustand oder ein Fehler in einem Hardwarebaustein des elektrischen Energiespeichersystems sein.
  • Dabei kann das Überwachungsmittel beispielsweise ein Batteriemanagementsteuergerät oder eine elektronische Steuereinheit sein. Unter einer elektronischen Steuereinheit kann insbesondere ein elektronisches Steuergerät, welches beispielsweise einen Mikrocontroller und/oder einen applikationsspezifischen Hardwarebaustein, z.B. einen ASIC, umfasst, verstanden werden, aber ebenso kann darunter eine speicherprogrammierbare Steuerung fallen.
  • Weiterhin umfasst das elektrische Energiespeichersystem ein Erzeugungsmittel zur Erzeugung eines Warnsignals, wobei das Erzeugungsmittels eingerichtet ist, bei einer Abweichung vom Normalbetrieb des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit aktiviert zu werden, um ein Warnsignal zu erzeugen. Dabei kann das Erzeugungsmittel beispielsweise ein Lautsprecher sein. Insbesondere ist das Erzeugungsmittel eingerichtet, bei Unterschreiten des vordefinierten ersten Ladezustandes aktiviert zu werden.
  • Weiterhin umfasst das elektrische Energiespeichersystem ein Aktivierungsmittel zur Aktivierung des Erzeugungsmittels, wobei das Aktivierungsmittel eingerichtet ist, das Erzeugungsmittel bei Unterschreiten des vordefinierten ersten Ladezustandes zu aktivieren. Dabei kann das Aktivierungsmittel beispielsweise ein Batteriemanagementsteuergerät oder eine elektronische Steuereinheit sein.
  • Dies ist vorteilhaft, da somit ein Nutzer des elektrischen Energiespeichersystems über das Warnsignal Abweichungen vom Normalbetrieb, insbesondere latente Fehler und einen niedrigen Ladezustand des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit, erkennen kann. Somit wird er in die Lage versetzt, beispielsweise das elektrische Energiespeichersystem nur dann zu betreiben, wenn darin kein latenter Fehler vorhanden ist bzw. den Weiterbetrieb des elektrischen Energiespeichersystems einzustellen, wenn ein latenter Fehler in selbigem auftritt. Des Weiteren wird der Nutzer in die Lage versetzt beispielsweise bei einem niedrigen Ladezustand entsprechende Maßnahmen zu ergreifen, beispielsweise das elektrischen Energiespeichersystem zu laden. Dies ist insbesondere bei einem nicht in einer größeren Einheit verbauten Energiespeichersystem vorteilhaft, also beispielsweise bei Stand-Alone-Nutzung zum Campen.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Zweckmäßigerweise umfasst die Vorrichtung eine elektronische Steuereinheit, welche das Überwachungsmittel und das Aktivierungsmittel umfasst. Dies ist vorteilhaft, da somit ein kompakter und einfacher Aufbau der Vorrichtung möglich ist.
  • Zweckmäßigerweise erzeugt das Erzeugungsmittel ein optisches und/oder Warnsignal. Dies ist vorteilhaft, da somit das Warnsignal leicht und auch auf größere Entfernung von einem Nutzer des elektrischen Energiespeichersystems erkannt wird. Ein optisches Warnsignal ist insbesondere vorteilhaft, da es von einem Nutzer auch ohne Sichtkontakt zu der Vorrichtung wahrgenommen wird.
  • Zweckmäßigerweise weist das Überwachungsmittel einen Spannungssensor auf. Das ist vorteilhaft, da mittels des Spannungssensors eine elektrische Spannung des elektrischen Energiespeichersystems ermittelt werden kann, woraus sich der Ladezustand des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der Ladezustand der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit ermitteln lässt. Weiterhin kann anhand der gemessenen elektrischen Spannung beispielsweise auch ein Fehler eines Hardwarebausteins des elektrischen Energiespeichersystems ermittelt werden, indem beispielsweise eine unzulässig hohe oder niedrige Spannung festgestellt wird.
  • Zweckmäßigerweise weist das Erzeugungsmittel einen Lautsprecher auf. Dies ist vorteilhaft, da ein Nutzer des elektrischen Energiespeichersystems somit auch ohne Sichtkontakt zu der Vorrichtung über ein Unterschreiten des vordefinierten ersten Ladezustandes informiert werden kann, nämlich über akustische Signale.
  • Zweckmäßigerweise ist das Aktivierungsmittel eingerichtet, das Erzeugungsmittel bei Unterschreiten eines vordefinierten zweiten Ladezustandes des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit zu deaktivieren, und das Erzeugungsmittel ist eingerichtet, bei Unterschreiten des vordefinierten zweiten Ladezustandes deaktiviert zu werden, um kein Warnsignal mehr zu erzeugen. Dabei ist der vordefinierte zweite Ladezustand geringer als der vordefinierte erste Ladezustand. Dies ist vorteilhaft, da bei dem niedrigeren zweiten Ladezustand bereits Schäden in dem elektrischen Energiespeichersystem und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit möglich sind, welche bei einem nachfolgenden Ladevorgang die Sicherheit des Systems gefährden können. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn als elektrische Energiespeichereinheit eine Batteriezelle auf Lithium-Ionen-Basis zum Einsatz kommt.
  • Zweckmäßigerweise ist das Aktivierungsmittel eingerichtet, das Erzeugungsmittel bei Überschreiten eines vordefinierten dritten Ladezustandes des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit zu aktivieren, und das Erzeugungsmittel ist eingerichtet, bei Überschreiten des vordefinierten dritten Ladezustandes aktiviert zu werden, um ein Warnsignal zu erzeugen, wobei der vordefinierte dritte Ladezustand höher ist als der vordefinierte erste Ladezustand. Dies ist vorteilhaft, da somit ein Nutzer der Vorrichtung auch über ein potentielles Überladen des elektrischen Energiespeichersystems gewarnt wird und somit in die Lage versetzt wird, geeignete Maßnahme zu ergreifen, beispielsweise einen Ladevorgang zu stoppen.
  • Zweckmäßigerweise ist das Erzeugungsmittel eingerichtet, das Warnsignal in Abhängigkeit des aktuellen Ladezustandes des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit zu verändern, insbesondere bei einem akustischen Warnsignal dessen Frequenz bei Unterschreiten des vordefinierten ersten Ladezustandes in Abhängigkeit des Abstands des aktuellen Ladezustandes zu dem vordefinierten ersten Ladezustand zu erhöhen. Dies ist vorteilhaft, da somit anhand des Warnsignal direkt übermittelt werden kann, um wie viel der erste Ladezustand bereits unterschritten wurde. Somit kann die Dringlichkeit eines Ladevorgangs abgeschätzt werden.
  • Zweckmäßigerweise ist das Überwachungsmittel eingerichtet, eine elektrische Spannung des elektrischen Energiespeichersystems und/oder eine elektrische Spanung der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit zu erfassen und als Maß für den Ladezustand zu verwenden. Dies ist vorteilhaft, da somit eine einfach ermittelbare beziehungsweise messbare Größe für den Ladezustand zum Einsatz kommt, welche keine zusätzlichen Berechnungen erfordert.
  • Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein elektrisches Energiespeichersystem, umfassend mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit und die oben offenbarte Vorrichtung. Somit verfügt das elektrische Energiespeichersystem über die oben genannten Vorteile.
  • Zweckmäßigerweise weist das elektrische Energiespeichersystem ein Normspannungsniveau von 12 Volt bis 48 Volt auf. Dies ist vorteilhaft, da bis Spannungen unter 60 V geringere Sicherheitsanforderungen an elektrische Energiespeichersysteme gestellt werden. Hierbei sind insbesondere die geringeren Anforderungen hinsichtlich Berührschutz gemäß IEC 60449 gemeint, wobei 60 Volt als obere Grenzspannung für Gleichspannungen gilt, bis zu der kein spezieller Berührschutz notwendig ist.
  • Unterhalb dieses Niveaus besteht keine Stromschlaggefahr und es gelten andere beziehungsweise keine Anforderungen bezüglich Berührungsschutz.
  • Unter einer elektrischen Energiespeichereinheit kann insbesondere eine elektrochemische Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul mit mindestens einer elektrochemischen Batteriezelle und/oder ein Batteriepack mit mindestens einem Batteriemodul verstanden werden. Zum Beispiel kann die elektrische Energiespeichereinheit eine lithiumbasierte Batteriezelle oder ein lithiumbasiertes Batteriemodul oder ein lithiumbasiertes Batteriepack sein. Insbesondere kann die elektrische Energiespeichereinheit eine Lithium-Ionen-Batteriezelle oder ein Lithium-Ionen-Batteriemodul oder ein Lithium-Ionen-Batteriepack sein. Weiterhin kann die Batteriezelle vom Typ Lithium-Polymer-Akkumulator, Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, Lithium-Luft-Akkumulator oder Lithium-Schwefel sein.
  • Figurenliste
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher ausgeführt.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung der offenbarten Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
    • 2 eine schematische Darstellung der offenbarten Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    • 3 eine schematische Darstellung der vordefinierten ersten, zweiten und dritten Ladezustände;
    • 4 eine schematische Darstellung des offenbarten elektrischen Energiespeichersystems gemäß einer Ausführungsform; und
    • 5 eine schematische Darstellung der offenbarten Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten oder gleiche Verfahrensschritte.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung der offenbarten Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Ladezustandes eines elektrischen Energiespeichersystems gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Vorrichtung 10 umfasst dabei ein Überwachungsmittel 11 zur Ermittlung eines Unterschreitens eines vordefinierten ersten Ladezustandes des elektrischen Energiespeichersystems und/oder zur Ermittlung eines Unterschreitens eines vordefinierten ersten Ladezustandes einer elektrischen Energiespeichereinheit des elektrischen Energiespeichersystems.
  • Das Überwachungsmittel 11 ist dabei eingerichtet, das Unterschreitens des vordefinierten ersten Ladezustandes des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit zu ermitteln. Dies kann anhand einer ermittelten elektrischen Spannung und/oder anhand von Berechnungen mittels eines mathematischen Modells erfolgen, welche beispielsweise in dem Überwachungsmittel 11 ablaufen.
  • Weiterhin weist die Vorrichtung 10 ein Erzeugungsmittel 12 zur Erzeugung eines Warnsignal auf. Dabei ist das Erzeugungsmittel 12 eingerichtet, bei Unterschreiten eines vordefinierten ersten Ladezustandes des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit aktiviert zu werden, um ein Warnsignal zu erzeugen.
  • Weiterhin verfügt die Vorrichtung 10 über ein Aktivierungsmittel 13 zur Aktivierung des Erzeugungsmittels. Dabei ist das Aktivierungsmittel 13 eingerichtet, das Erzeugungsmittel 12 bei Unterschreiten des vordefinierten ersten Ladezustandes zu aktivieren.
  • Zwischen den vorstehend genannten Mitteln können Daten beziehungsweise Informationen ausgetauscht werden. Beispielsweise kann das Überwachungsmittel 11 den ermittelten Ladezustand an das Aktivierungsmittel 13 übermitteln, welches bei Unterschreiten des vordefinierten ersten Ladezustandes ein entsprechendes Aktivierungssignal an das Erzeugungsmittel 12 sendet, um ein Warnsignal zu erzeugen. Dies ist schematisch durch die entsprechenden Pfeile zwischen den Mitteln dargestellt.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der offenbarten Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Ladezustandes eines elektrischen Energiespeichersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform. Dabei umfasst die Vorrichtung 10 die vorstehend genannten Komponenten.
  • Zusätzlich weist die Vorrichtung 10 einen Lautsprecher 22 auf, welcher als Teil des Erzeugunsmittels 12 zur Erzeugung eines Warnsignals dient. Dabei ist der Lautsprecher 22 insbesondere eingerichtet, akustische Signale im hörbaren Bereich zwischen 20 Hz und 20 kHz abzugeben. Je nach Ansteuerung kann der Lautsprecher 22 das so erzeugte Warnsignal in Abhängigkeit des aktuellen Ladezustandes der Batterie verändern.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung der vordefinierten ersten, zweiten und dritten Ladezustände. Ein erster Ladezustandsbereich 31 kennzeichnet Ladezustände des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit, die auf ein Überladen hindeuten. Hier sollte ein Ladevorgang, sofern er ausgeführt wird, beendet werden, um mögliche Sicherheitsprobleme zu vermeiden. Ein zweiter Ladezustandsbereich 32 kennzeichnet Ladezustände, die auf einen Normalbetrieb ohne Gefährdung hindeuten.
  • Die Grenze zwischen dem ersten Ladezustandsbereich 31 und dem zweiten Ladezustandsbereich 32 definiert den vordefinierten dritten Ladezustand 35.
  • Ein dritter Ladezustandsbereich 33 kennzeichnet Ladezustände des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit, die auf einen geringen Ladezustand hindeuten. Hier besteht mit zunehmender Zeitdauer die Gefahr einer Tiefentladung. Hier sollte ein Ladevorgang gestartet werden, um mögliche Sicherheitsprobleme zu vermeiden.
  • Die Grenze zwischen dem zweiten Ladezustandsbereich 32 und dem dritten Ladezustandsbereich 33 definiert den vordefinierten ersten Ladezustand 36.
  • Ein vierter Ladezustandsbereich 34 kennzeichnet Ladezustände des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit, die den Bereich einer Tiefentladung kennzeichnen. Hier darf dem elektrischen Energiespeichersystem und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit keine elektrische Energie mehr zugeführt werden, um Sicherheitsprobleme zu vermeiden.
  • Die Grenze zwischen dem dritten Ladezustandsbereich 33 und dem vierten Ladezustandsbereich 34 definiert den vordefinierten zweiten Ladezustand 37.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung des offenbarten elektrischen Energiespeichersystems 40 gemäß einer Ausführungsform. Dabei weist das elektrische Energiespeichersystem 40 mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit 41 und die offenbarte Vorrichtung 10 auf. Die Vorrichtung 10 kann dabei dabei einen Microcontroller, welcher Diagnosen zur Erkennung latenter Fehler durchführt, und einen Spannungssensor umfassen, der die elektrische Spannung der elektrischen Energiespeichereinheit 41 erfasst und dem Überwachungsmittel der Vorrichtung 10 verfügbar macht.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung der offenbarten Vorrichtung 30 zur Überwachung einer Temperaturmessung, welche mittels eines Temperatursensors 34 durchgeführt wird. Ein Defekt des Temperatursensors 34 wirkt sich nicht direkt durch eine Gefährdung des Nutzers aus. Bleibt jedoch ein solcher interner Fehler unentdeckt - ein latenter Fehler -, dann wird ein hierauf aufbauender Sicherheitsmechanismus (beispielsweise ein Übertemperaturschutz) unwirksam. Wird ein mit der Vorrichtung 30 verbundenes elektrisches Energiespeichersystem weiterbetrieben, dann kann eine später auftretende Gefährdung (beispielsweise ein Ausgasen in Folge von Übertemperatur) nicht mehr vermieden werden.
  • Um dieser Situation abzuhelfen, weist die Vorrichtung 30 ein Überwachungsmittel 31 auf, welches den Temperatursensor 34 überwacht und eingerichtet ist, eine Abweichung vom Normalbetrieb des Temperatursensors 34 zu ermitteln. Dies kann beispielsweise mittels einer Plausibilitätsprüfung der erfassten Temperaturwerte erfolgen.
  • Weiterhin umfasst die Vorrichtung 30 ein Aktivierungsmittel 33 zur Aktivierung eines Erzeugungsmittels 32 zur Erzeugung eines Warnsignals im Falle einer Abweichung vom Normalbetrieb, d. h. bei Detektion eines Defekts des Temperatursensors 34.
  • Das Aktivierungsmittel 33 ist eingerichtet, bei einer Abweichung vom Normalbetrieb das Erzeugungsmittel 32 zu aktivieren, um dem Nutzer den Defekt durch Erzeugen eines Warnsignals kenntlich zu machen. Dazu tauschen das Überwachungsmittel 31, das Aktivierungmittel 33 und das Erzeugungsmittel 32 Daten, insbesondere Steuerbefehle, aus, was durch die in der 5 dargestellten Pfeile symbolisiert wird.

Claims (12)

  1. Vorrichtung (10, 30) zur Überwachung eines elektrischen Energiespeichersystems (40) mit mindestens einer elektrischen Energiespeichereinheit (41), insbesondere mit einem Normspannungsniveau im Bereich von 12 Volt bis 48 Volt, umfassend: a) ein Überwachungsmittel (11, 31) zur Überwachung des elektrischen Energiespeichersystems (40) und/oder der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit (41), welches eingerichtet ist, eine Abweichung vom Normalbetrieb des elektrischen Energiespeichersystems (40) und/oder der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit (41) zu ermitteln, insbesondere ein Unterschreiten eines vordefinierten ersten Ladezustandes (36) zu ermitteln; b) ein Erzeugungsmittel (12, 32) zur Erzeugung eines Warnsignals, wobei das Erzeugungsmittel (12, 32) eingerichtet ist, bei einer Abweichung vom Normalbetrieb des elektrischen Energiespeichersystems (40) und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit (41) aktiviert zu werden, um ein Warnsignal zu erzeugen, insbesondere bei Unterschreiten des vordefinierten ersten Ladezustandes (36); c) ein Aktivierungsmittel (13, 33) zur Aktivierung des Erzeugungsmittels (12), wobei das Aktivierungsmittel (13. 33) eingerichtet ist, das Erzeugungsmittel (12, 32) bei einer Abweichung vom Normalbetrieb zu aktivieren, insbesondere bei Unterschreiten des vordefinierten ersten Ladezustandes (36).
  2. Vorrichtung (10, 30) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Überwachungsmittel (11, 31) eingerichtet ist, einen Hardwarefehler des elektrischen Energiespeichersystems (40), insbesondere eine defekte Temperaturmessung, zu ermitteln als Abweichung vom Normalbetrieb des elektrischen Energiespeichersystems (40).
  3. Vorrichtung (10, 30) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Vorrichtung (10, 30) eine elektronische Steuereinheit umfasst, welche das Überwachungsmittel (11, 31) und das Aktivierungsmittel (13, 33) umfasst.
  4. Vorrichtung (10, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erzeugungsmittel (12, 32) ein optisches und/oder akustisches Warnsignal erzeugt.
  5. Vorrichtung (10, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Überwachungsmittel (11, 31) einen Spannungssensor umfasst.
  6. Vorrichtung (10, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erzeugungsmittel (12, 32) einen Lautsprecher (22) umfasst.
  7. Vorrichtung (10, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aktivierungsmittel (13, 33) eingerichtet ist, das Erzeugungsmittel (12, 22) bei Unterschreiten eines vordefinierten zweiten Ladezustandes (37) des elektrischen Energiespeichersystems (40) und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit (41) zu deaktivieren, und das Erzeugungsmittel (12, 22) eingerichtet ist, bei Unterschreiten des vordefinierten zweiten Ladezustandes (37) deaktiviert zu werden, um kein Warnsignal mehr zu erzeugen, wobei der vordefinierte zweite Ladezustand (37) geringer ist als der vordefinierte erste Ladezustand (36).
  8. Vorrichtung (10, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aktivierungsmittel (13, 33) eingerichtet ist, das Erzeugungsmittel (12, 22) bei Überschreiten eines vordefinierten dritten Ladezustandes (35) des elektrischen Energiespeichersystems (40) und/oder der elektrischen Energiespeichereinheit (41) zu aktivieren, und das Erzeugungsmittel (12, 22) eingerichtet ist, bei Überschreiten des vordefinierten dritten Ladezustandes (35) aktiviert zu werden, um ein Warnsignal zu erzeugen, wobei der vordefinierte dritte Ladezustand (35) höher ist als der vordefinierte erste Ladezustand (36).
  9. Vorrichtung (10, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erzeugungsmittel (12, 32) eingerichtet ist, das Warnsignal in Abhängigkeit des aktuellen Ladezustandes zu verändern, insbesondere bei einem akustischen Signal dessen Frequenz bei Unterschreiten des vordefinierten ersten Ladezustandes (36) in Abhängigkeit des Abstands des aktuellen Ladezustandes zu dem vordefinierten ersten Ladezustand zu (36) erhöhen.
  10. Vorrichtung (10, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Überwachungsmittel (11, 31) eingerichtet ist, eine elektrische Spannung des elektrischen Energiespeichersystems (40) und/oder der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit (41) zu erfassen und als Maß für den Ladezustand zu verwenden.
  11. Elektrisches Energiespeichersystem (40), umfassend mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit (41) und eine Vorrichtung (10, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Elektrisches Energiespeichersystem (40) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das elektrische Energiespeichersystem (40) ein Normspannungsniveau von 12 Volt bis 48 Volt aufweist.
DE102019217407.8A 2019-11-12 2019-11-12 Vorrichtung zur Überwachung eines elektrischen Energiespeichersystems Pending DE102019217407A1 (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19930402B4 (de) * 1999-07-02 2005-12-15 Horcher Gmbh Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator zur Speisung eines elektrischen Antriebs eines Lastträgers für Personen
DE102013113897A1 (de) * 2012-12-18 2014-06-18 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren und Systeme, um festzustellen, ob eine Spannungsmessung für eine Ladezustandsschätzung brauchbar ist
DE102011010585B4 (de) * 2011-02-08 2019-01-03 Audi Ag Verfahren zum Überwachen der Nutzung eines elektrochemischen Energiespeichers in einem Kraftfahrzeug, sowie Kraftfahrzeug

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