DE102021002370A1

DE102021002370A1 - Securing device for a battery and the battery

Info

Publication number: DE102021002370A1
Application number: DE102021002370.6A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Emanuel Hust; Jan Philipp Schmidt
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2021-05-04
Filing date: 2021-05-04
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung (1) für eine Batterie (29) eines batteriebetriebenen Kraftfahrzeugs. Die Sicherungsvorrichtung (1) weist eine Grundvorrichtung (2) auf und kann eine Rückpositionierungseinheit (11) und eine Anti-Manipulationsvorrichtung (18) auf.Die Erfindung betrifft auch die Batterie (29) mit der Sicherungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug.Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur autorisierten Verschließung der Batterie (29) mittels der Sicherungsvorrichtung (1).Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Aktivierung der Batterie (29) mit der Sicherungsvorrichtung (1).The invention relates to a safety device (1) for a battery (29) of a battery-operated motor vehicle. The safety device (1) has a basic device (2) and can have a repositioning unit (11) and an anti-manipulation device (18). The invention also relates to the battery (29) with the safety device (1) for a motor vehicle also relates to a method for authorized locking of the battery (29) by means of the safety device (1). The invention also relates to a method for activating the battery (29) with the safety device (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie eines batteriebetriebenen Kraftfahrzeugs mit einer Sicherungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft auch die Sicherungsvorrichtung für die Batterie. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur autorisierten Verschließung der Batterie mittels der Sicherungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Aktivierung der Batterie mit der Sicherungsvorrichtung.The invention relates to a battery of a battery-operated motor vehicle with a safety device. The invention also relates to the safety device for the battery. The invention also relates to a method for the authorized locking of the battery by means of the safety device. The invention also relates to a method for activating the battery with the safety device.

In einer Batterie eines Kraftfahrzeugs werden zukünftig Zellmodule austauschbar sein. Dabei werden auf das jeweilige Zellmodul bezogene Daten - z.B. Alterungszustand, Verstöße gegen funktionale Sicherheit, etc. - auf dem Zellmodul gespeichert. Eine unberechtigte Öffnung der Batterie sollte dabei ausgeschlossen oder zumindest festgestellt werden, da eine eventuelle Manipulation an der Batterie zu sicherheitskritischen Zuständen - z.B. Brand, Explosion, etc. - führen kann. Derzeit erfolgt eine Absicherung der Batterie größtenteils über Siegelaufkleber, Schraubmarkierungen und Verklebung des Gehäuses, die bei einer unberechtigten Öffnung der Batterie aufgebrochen werden. Nachteiligerweise kann jedoch nach einem Worst-Case-Szenario - z.B. Autobrand - nicht mehr bewertet werden, ob Siegelaufkleber, Schraubmarkierungen und Verklebung des Gehäuses davor aufgebrochen waren. Zudem kann eine Weiterverwendung der Batterie nach einer unberechtigten Öffnung nicht verhindert werden. Ferner kann nach einer Öffnung der Batterie auch nicht unterschieden werden, ob die Batterie berechtigt oder unberechtigt geöffnet wurde.In the future, cell modules will be exchangeable in a battery of a motor vehicle. Data related to the respective cell module - e.g. aging status, breaches of functional safety, etc. - are stored on the cell module. Unauthorized opening of the battery should be ruled out or at least detected, as any manipulation of the battery can lead to conditions critical to safety - e.g. fire, explosion, etc. Currently, the battery is largely secured by means of sealing stickers, screw markings and gluing of the housing, which are broken if the battery is opened without authorization. Unfortunately, after a worst-case scenario - e.g. a car fire - it is no longer possible to assess whether the seal stickers, screw marks and adhesive on the housing had been broken beforehand. In addition, continued use of the battery after unauthorized opening cannot be prevented. Furthermore, after the battery has been opened, it is also not possible to distinguish whether the battery was opened authorized or unauthorized.

In US 2019/182973 A1 und EP 3501031 B1 wird eine Vorrichtung zur elektrischen Erkennung einer Öffnung eines Gehäuses beschrieben. Vorausgesetzt ist, dass die Vorrichtung intern mit elektrischer Energie versorgt ist. In EP 1431766 B1 und EP 0965848 A1 wird eine Vorrichtung zur elektrischen Erkennung einer Öffnung eines Gehäuses beschrieben. Die Erkennung ist dabei auch möglich, wenn die Öffnung des Gehäuses während einer Phase ohne eine Spannungsversorgung erfolgte.In US 2019/182973 A1 and EP 3501031 B1 a device for the electrical detection of an opening of a housing is described. It is a prerequisite that the device is supplied internally with electrical energy. In EP 1431766 B1 and EP 0965848 A1 a device for the electrical detection of an opening of a housing is described. Detection is also possible if the housing was opened during a phase without a voltage supply.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Sicherungsvorrichtung anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Insbesondere soll eine unberechtigte Öffnung der Batterie feststellbar sein und eine Weiterverwendung der Batterie nach der unberechtigten Öffnung verhindert werden. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, die entsprechende Batterie mit der Sicherungsvorrichtung bereitzustellen. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein Verfahren zur autorisierten Verschließung der Batterie mittels der Sicherungsvorrichtung und ein Verfahren zur Aktivierung der Batterie mit der Sicherungsvorrichtung bereitzustellen.The object of the invention is therefore to provide an improved or at least alternative safety device for a battery of a motor vehicle of the generic type, in which the disadvantages described are overcome. In particular, unauthorized opening of the battery should be detectable and further use of the battery after unauthorized opening should be prevented. The object of the invention is also to provide the corresponding battery with the safety device. The object of the invention is also to provide a method for the authorized locking of the battery by means of the safety device and a method for activating the battery with the safety device.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, these objects are achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Batterie ist für ein batteriebetriebenes Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Batterie weist dabei ein Gehäuse mit einem schalenartigen Untergehäuse und einen abnehmbaren Deckel auf. Der Deckel ist dabei in der betriebsgerecht ausgerichteten und geschlossenen Batterie horizontal zum Boden und in der betriebsgerecht ausgerichteten und geöffneten Batterie unter einem Winkel zum Boden ausgerichtet. Erfindungsgemäß weist die Batterie eine Sicherungsvorrichtung auf, wobei die Sicherungsvorrichtung in dem Deckel der Batterie angeordnet ist. Entsprechend ist die Sicherungsvorrichtung bei der betriebsgerecht ausgerichteten und geschlossenen Batterie und bei der betriebsgerecht ausgerichteten und geöffneten Batterie zusammen mit dem Deckel der Batterie verschwenkt und abweichend zum Boden bzw. zur Vertikalen ausgerichtet. Basierend auf der besagten Änderung der Ausrichtung der Sicherungsvorrichtung kann eine Verkippung oder eine Öffnung der Batterie festgestellt werden.A battery according to the invention is provided for a battery-operated motor vehicle. The battery has a housing with a shell-like lower housing and a removable cover. The cover is oriented horizontally to the floor in the operationally oriented and closed battery and at an angle to the floor in the operationally oriented and opened battery. According to the invention, the battery has a safety device, the safety device being arranged in the cover of the battery. Correspondingly, in the case of the operationally aligned and closed battery and of the operationally aligned and opened battery, the safety device is pivoted together with the cover of the battery and aligned differently to the floor or to the vertical. A tilting or opening of the battery can be determined based on said change in the orientation of the securing device.

Die Erfindung betrifft auch eine Sicherungsvorrichtung der oben beschriebenen Batterie des batteriebetriebenen Kraftfahrzeugs. Die Sicherungsvorrichtung weist dabei eine Grundvorrichtung mit einem erhöhten Aufbau und einer Kugel auf. Bei der betriebsgerecht ausgerichteten und geschlossenen Batterie ruht dabei die Kugel auf einem oberen Punkt des erhöhten Aufbaus in einer Schließposition. Bei der betriebsgerecht ausgerichteten und geöffneten Batterie ist die Kugel aus der Schließposition in eine Öffnungsposition und dabei von dem oberen Punkt des erhöhten Aufbaus auf einen unteren Punkt des erhöhten Aufbaus nach unten abgerollt. In dem erhöhten Aufbau sind zudem zwei Potentialpunkte geformt. In der Schließposition verbindet die Kugel dabei die beiden Potenzialpunkte elektrisch leitend miteinander und bei angelegter Spannung ist keine Spannungsdifferenz vermessbar. Die Kugel ist dabei zweckgemäß aus einem elektrisch leitenden Material geformt. In der Öffnungsposition verbindet die Kugel die beiden Potenzialpunkte nicht mehr und bei angelegter Spannung ist eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Potenzialpunkten vermessbar. Die Begriffe „oben“ und „unten“ beziehen sich dabei auf die Gewichtskraft, die bei der betriebsgerecht ausgerichteten Batterie von oben nach unten zum Boden zeigt. Der Begriff „betriebsgerecht“ bezieht sich auf die Ausrichtung der Batterie, die in dem Kraftfahrzeug betriebsfertig montiert ist.The invention also relates to a safety device for the above-described battery of the battery-operated motor vehicle. The safety device has a basic device with a raised structure and a ball. In the case of the operationally aligned and closed battery, the ball rests on an upper point of the raised structure in a closed position. In the case of the operationally aligned and opened battery, the ball has rolled down from the closed position into an open position and from the upper point of the raised structure to a lower point of the raised structure. Two potential points are also formed in the raised structure. In the closed position, the ball connects the two potential points with one another in an electrically conductive manner and no voltage difference can be measured when a voltage is applied. The ball is appropriately formed from an electrically conductive material. In the open position, the ball no longer connects the two potential points and when voltage is applied, a voltage difference between the two potential points can be measured. The terms "top" and "bottom" relate to the weight that points from top to bottom to the ground in the case of the operationally oriented battery. The term “operationally appropriate” refers to the orientation of the battery that is installed in the motor vehicle ready for use.

Die Grundvorrichtung ist bistabil und die Kugel kann sich in der Schließposition auf dem oberen Punkt des erhöhten Aufbaus oder in der Öffnungsposition auf dem unteren Punkt des erhöhten Aufbaus befinden. Durch die beiden Potenzialpunkte ist die aktuelle Position der Kugel technisch einfach bestimmbar, indem eine Spannung zwischen den beiden Potenzialpunkten eingeprägt wird und die Spannungsdifferenz zwischen den Potenzialpunkten vermittelt wird. Das Potenzial zwischen den beiden Potenzialpunkten kann auch über einen Spannungsteiler erzeugt werden, wobei der Spannungsteiler bei einem über die Kugel erzeugten Kurzschluss der beiden Potentialpunkte zu Null wird. Die Schließposition der Kugel ist dabei mit der geschlossenen Batterie verknüpft und die Öffnungsposition der Kugel ist mit der geöffneten Batterie verknüpf. Rollt die Kugel durch eine Verkippung oder eine Öffnung der Batterie aus der Schließposition in die Öffnungsposition, so steigt die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Potenzialpunkten und die Verkippung oder die Öffnung der Batterie wird detektiert. Vorteilhafterweise kann in der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung die Verkippung oder die Öffnung der Batterie sicher durch eine aktive Messung der Spannungsdifferenz erfolgen. Dabei wird mit der Sicherungsvorrichtung eine Art Sensoreffekt erreicht.The basic device is bistable and the ball can be in the closed position on the upper point of the raised structure or in the open position on the lower point of the raised structure. With the two potential points, the current position of the sphere can easily be determined from a technical point of view by impressing a voltage between the two potential points and conveying the voltage difference between the potential points. The potential between the two potential points can also be generated via a voltage divider, the voltage divider becoming zero in the event of a short circuit between the two potential points generated via the sphere. The closed position of the ball is linked to the closed battery and the open position of the ball is linked to the open battery. If the ball rolls from the closed position into the open position due to a tilting or opening of the battery, the voltage difference between the two potential points increases and the tilting or opening of the battery is detected. In the safety device according to the invention, the battery can advantageously be tilted or opened safely by actively measuring the voltage difference. A kind of sensor effect is achieved with the safety device.

Mit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung kann sicher festgestellt werden, ob die Batterie des Kraftfahrzeugs geöffnet wurde. Dabei ist eine Spannungsversorgung der Grundvorrichtung nicht notwendig. Durch die mechanische bistabile Grundvorrichtung kann sicher erkannt werden, ob die Batterie geöffnet oder gekippt wurde. Insbesondere wird durch eine Verkippung oder eine Öffnung der Batterie das Abrollen der Kugel initiiert bzw. verursacht. Die Kugel rollt dabei aus der Schließposition von dem oberen Punkt in die Öffnungsposition zu dem unteren Punkt. Der untere Punkt befindet sich dabei unterhalb des oberen Punkts und ist damit energetisch optimal. Die Verkippung oder die Öffnung der Batterie ändert dadurch den mechanischen Zustand der Grundvorrichtung.With the safety device according to the invention it can be reliably determined whether the battery of the motor vehicle has been opened. A voltage supply for the basic device is not necessary. The mechanical bistable basic device can be used to reliably detect whether the battery has been opened or tilted. In particular, the rolling of the ball is initiated or caused by tilting or opening the battery. The ball rolls from the closed position from the upper point to the open position to the lower point. The lower point is below the upper point and is therefore energetically optimal. Tilting or opening the battery changes the mechanical state of the basic device.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Grundvorrichtung eine Rückführungsbahn aufweist. Die Rückführungsbahn verbindet dabei den oberen Punkt und den unteren Punkt des höheren Aufbaus. Die Kugel kann dabei aus der Schließposition in die Öffnungsposition über die Rückführungsbahn abrollen und aus der Öffnungsposition in die Schließposition über die Rückführungsbahn zurückgeführt werden.It can advantageously be provided that the basic device has a return path. The return path connects the upper point and the lower point of the higher structure. The ball can roll from the closed position into the open position via the return path and can be returned from the open position into the closed position via the return path.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der erhöhte Aufbau ein ringförmiges Positionsstück aufweist. Die Kugel ruht in der Schließposition auf dem einzigen Positionsstück und rollt von dem Positionsstück aus der Schließposition in die Öffnungsposition nach au-ßen ab. Alternativ kann der erhöhte Aufbau mehrere ringförmige Positionsstücke aufweisen. Die mehreren Positionsstücke sind dann koaxial ineinander und beabstandet zueinander angeordnet. Die Kugel ruht dann in der Schließposition auf dem mittleren Positionsstück und rollt von dem mittleren Positionsstück aus der Schließposition in die Öffnungsposition über die restlichen Positionsstücke nach außen ab. Vorzugsweise werden kleine Sprungkanten zwischen mehreren Positionsstücken beibehalten, um einen abrupten Kraftmehraufwand beim Rückführen der Kugel - wie unten näher erläutert wird - zu erhalten und dadurch eine manuelle Rückführung der Kugel aus der Öffnungsposition in die Schließposition zu erschweren. Vorteilhafterweise können die mehreren Positionsstücke eine stufige Rampe bilden, die von der Mittelachse des erhöhten Aufbaus nach außen und nach unten führt.It can advantageously be provided that the raised structure has an annular position piece. In the closed position, the ball rests on the single position piece and rolls outward from the position piece from the closed position into the open position. Alternatively, the raised structure can have multiple annular position pieces. The plurality of position pieces are then arranged coaxially one inside the other and at a distance from one another. The ball then rests in the closed position on the middle position piece and rolls outwards from the middle position piece from the closed position into the open position over the remaining position pieces. Small jump edges are preferably retained between several position pieces in order to obtain an abrupt increase in force when returning the ball - as will be explained in more detail below - and thereby make manual return of the ball from the open position to the closed position more difficult. Advantageously, the multiple position pieces can form a stepped ramp that leads outward and downward from the central axis of the elevated structure.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass in dem einzigen oder mittleren Positionsstück eine konische Erhöhung koaxial zu dem Positionsstück ausgeformt oder angeordnet ist. Die konische Erhöhung kann dabei das Anliegen der Kugel in der Schließposition an den beiden Potenzialpunkten verbessern. Dadurch kann die undefinierte Position der Kugel in der Schließposition verhindert werden.Advantageously, it can be provided that a conical elevation is formed or arranged in the single or central position piece coaxially to the position piece. The conical elevation can improve the contact of the ball in the closed position at the two potential points. This can prevent the undefined position of the ball in the closed position.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das einzige oder mittlere Positionsstück einen ringförmigen Wulst um den oberen Punkt aufweist, der die Kugel auf dem einzigen oder mittleren Positionsstück in der Schließposition stabilisiert. Der Wulst erschwert das Rückführen der Kugel aus der Öffnungsposition in die Schließposition und vereinfacht die Erkennung der Schließposition der Kugel. Durch die Form des Wulstes kann der nötige Winkel und die nötige Kraft zum Abrollen der Kugel von dem oberen Punkt zu dem unteren Punkt verändert werden.It can advantageously be provided that the single or middle position piece has an annular bead around the upper point, which stabilizes the ball on the single or middle position piece in the closed position. The bead makes it difficult to return the ball from the open position to the closed position and simplifies the detection of the closed position of the ball. Due to the shape of the bead, the necessary angle and the necessary force for rolling the ball from the upper point to the lower point can be changed.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Grundvorrichtung eine ansteuerbare Haltespule aufweist, die in den einzigen oder mittleren Positionsstück integriert ist. Die ansteuerbare Haltespule kann vorteilhafterweise eine Zentrierung der Kugel auf dem einzigen oder mittleren Positionsstück bewirken. Zudem kann die ansteuerbare Haltespule während der Fahrt des Kraftfahrzeugs die Kugel sicher in der Schließposition halten und ein unerwünschtes zufälliges Abrollen der Kugel aus der Schließposition in die Öffnungsposition sicher verhindern. Die ansteuerbare Haltespule kann vorteilhafterweise mittels einer Steuerung gesteuert werden. Die Steuerung der Haltespule kann vorzugsweise an das 12V-Bordnetz des Kraftfahrzeugs angeschlossen sein, um beim Abklemmen der 12V Spannung - wie z.B. bei der Öffnung der Batterie - einen gewollten Funktionsverlust der Haltespule zu erzeugen.It can advantageously be provided that the basic device has a controllable holding coil which is integrated in the single or middle position piece. The controllable holding coil can advantageously center the ball on the single or central position piece. In addition, the controllable holding coil can securely hold the ball in the closed position while the motor vehicle is in motion and reliably prevent the ball from accidentally rolling out of the closed position into the open position. The controllable holding coil can advantageously be controlled by means of a controller. The control of the holding coil can preferably be connected to the 12V electrical system of the motor vehicle in order to generate an intentional loss of function of the holding coil when the 12V voltage is disconnected - e.g. when the battery is opened.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Sicherungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Sicherungsvorrichtung eine nach einer Autorisierung aktivierbare Rückpositionierungseinheit mit einer elektrischen ansteuerbaren Führungsspule, einem kryptographisch eindeutig authentifizierbaren Mikrokontroller und einem Einheitsgehäuse aufweist. Die Führungsspule und der Mikrokontroller sind zweckgemäß in dem Einheitsgehäuse aufgenommen. Die Führungsspule der aktivierten Rückpositionierungseinheit wirkt dabei mit der elektrisch leitenden und magnetischen Kugel der Grundvorrichtung elektromagnetisch zusammen und die Kugel wird mittels der Rückpositionierungseinheit von dem unteren Punkt auf den oberen Punkt des erhöhten Aufbaus und damit aus der Öffnungsposition in die Schließposition zurückgeführt.In an advantageous development of the security device, it is provided that the security device has a repositioning unit that can be activated after authorization, with an electrically controllable guide coil, a microcontroller that can be clearly authenticated cryptographically, and a unitary housing. The lead coil and the microcontroller are appropriately housed in the unitary housing. The guide coil of the activated repositioning unit interacts electromagnetically with the electrically conductive and magnetic ball of the base device and the ball is returned from the lower point to the upper point of the raised structure and thus from the open position into the closed position by means of the repositioning unit.

Mit der Rückpositionierungseinheit können also autorisierte Personen die Grundvorrichtung, die durch eine Verkippung oder eine Öffnung der Batterie ausgelöst und die Kugel aus der Schließposition in die Öffnungsposition verstellt wurde, zurücksetzen. Das Auslösen der Grundvorrichtung bzw. das Verstellen bzw. das Abrollen der Kugel aus der Schließposition in die Öffnungsposition kann dabei durch eine Verkippung oder eine Öffnung der Batterie hervorgerufen bzw. verursacht werden. Beim Zurücksetzen der Grundvorrichtung kann dabei die Batterie wieder ordnungsgemäß verschlossen werden, ohne dass eine Beschädigung eines Bauteils hervorgerufen und dadurch ein Austausch des Bauteils notwendig ist.With the repositioning unit, authorized persons can therefore reset the basic device that was triggered by tilting or opening the battery and moved the ball from the closed position into the open position. The triggering of the basic device or the adjustment or rolling of the ball from the closed position into the open position can be brought about or caused by a tilting or opening of the battery. When the basic device is reset, the battery can be properly closed again without damaging a component and thereby necessitating replacement of the component.

Die Rückpositionierungseinheit ist in der Sicherungsvorrichtung an der Grundvorrichtung angebracht. Bei der betriebsgerecht ausgerichteten Batterie ist die Rückpositionierungseinheit über der Grundvorrichtung angeordnet. Die Rückpositionierungseinheit weist dabei die Führungsspule, den Mikrokontroller und das Einheitsgehäuse auf, in dem die Führungsspule und der Mikrokontroller angeordnet sind. Die Führungsspule kann dabei in der nach einer Autorisierung aktivierten Rückpositionierungseinheit aktiviert und bestromt werden. Vorteilhafterweise kann die Führungsspule durch den Mikrokontroller bestromt sein. Der Mikrokontroller kann NFC-fähig (NFC: Near Field Communication) sein, so dass eine kabellose Energieversorgung möglich ist. Die Rückpositionierungseinheit kann dadurch unsichtbar in der Batterie untergebracht werden und wird durch externe Kabel nicht exponiert. Der Mikrokontroller ist dabei kryptographisch eindeutig identifizierbar bzw. authentifizierbar, so dass der unberechtigte Austausch der Rückpositionierungseinheit erkannt werden kann.The repositioning unit is attached to the base device in the safety device. In the case of the operationally aligned battery, the repositioning unit is arranged above the base device. The repositioning unit has the guide coil, the microcontroller and the unit housing in which the guide coil and the microcontroller are arranged. The guide coil can be activated and energized in the repositioning unit activated after authorization. The guide coil can advantageously be energized by the microcontroller. The microcontroller can be NFC-capable (NFC: Near Field Communication), so that a wireless energy supply is possible. The repositioning unit can thus be accommodated invisibly in the battery and is not exposed to external cables. The microcontroller can be clearly identified or authenticated cryptographically so that the unauthorized exchange of the repositioning unit can be recognized.

Die bestromte Führungsspule erzeugt ein elektromagnetisches Feld, das mit der elektrisch leitenden und magnetischen Kugel zusammenwirken. Die Führungsspule kann dabei bei der betriebsgerecht ausgerichteten Batterie derart angeordnet sein, dass das erzeugte elektromagnetische Feld parallel zu der Rückführungsbahn der Grundvorrichtung ausgerichtet ist. Die bestromte Führungsspule kann die Kugel durch das erzeugte elektromagnetische Feld anziehen und entlang der Rückführungsbahn von dem unteren Punkt zu dem oberen Punkt des erhöhten Aufbaus führen. Dadurch kann die Kugel aus der Öffnungsposition in die Schließposition gebracht werden. Sollte das Rückführen der Kugel nicht erfolgreich sein, so kann dieser Vorgang beliebig oft wiederholt werden. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Kugel über eine Schräge oberhalb des unteren Punkts zu führen. Dabei wird vorausgesetzt, dass die vektorielle Zerlegung des elektromagnetischen Felds der bestromte Führungsspule eine Komponente, die parallel zur Rückführungsbahn ausgerichtet ist, aufweist.The energized guide coil generates an electromagnetic field that interacts with the electrically conductive and magnetic ball. In the case of the operationally aligned battery, the guide coil can be arranged in such a way that the electromagnetic field generated is aligned parallel to the return path of the basic device. The energized guide coil can attract the ball through the generated electromagnetic field and guide it along the return path from the lower point to the upper point of the elevated structure. This allows the ball to be moved from the open position to the closed position. If the return of the ball is not successful, this process can be repeated as often as required. Alternatively, it can be provided that the ball is guided over an incline above the lower point. It is assumed that the vectorial decomposition of the electromagnetic field of the energized guide coil has a component that is aligned parallel to the return path.

Zum autorisierten Aktivieren der Rückpositionierungseinheit kommuniziert ein Batteriesteuergerät mit dem Mikrokontroller. Dabei kann der Mikrokontroller erkennen, dass das Batteriesteuergerät sich geändert hat, und ein Rückstellen der Grundvorrichtung unterbinden. Andererseits kann das Batteriesteuergerät auch erkennen, dass der Mikrokontroller sich geändert hat, und weitere Schritte einleiten. In beiden Fällen ist ein Rückstellen der Grundvorrichtung ausgeschlossen. Wird von dem Batteriesteuergerät jedoch ein authentifiziertes Signal zum Rückstellen der Grundvorrichtung an den Mikrokontroller gesendet, so wird ein Rückstellen der Grundvorrichtung vorgenommen und die Kugel von dem unteren Punkt zu dem oberen Punkt des erhöhten Aufbaus und dadurch aus der Öffnungsposition in die Schließposition geführt.A battery control unit communicates with the microcontroller for authorized activation of the repositioning unit. The microcontroller can recognize that the battery control device has changed and prevent the basic device from being reset. On the other hand, the battery control unit can also recognize that the microcontroller has changed and initiate further steps. In both cases, the basic device cannot be reset. However, if the battery control device sends an authenticated signal to reset the basic device to the microcontroller, the basic device is reset and the ball is guided from the lower point to the upper point of the raised structure and thereby from the open position to the closed position.

Durch die Rückpositionierungseinheit kann eine autorisierte Person die Grundvorrichtung zurückstellen und dadurch können autorisierte Arbeiten an der Batterie durchgeführt werden.With the repositioning unit, an authorized person can reset the basic device and thereby authorized work can be carried out on the battery.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Sicherungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Sicherungsvorrichtung eine Anti-Manipulationsvorrichtung mit einer Spannungsquelle, einem unter Spannung der Spannungsquelle stehenden Detektionskontakt und einem elektrisch leitenden Plättchen aufweist. Vor einem Manipulationsversuch liegt dabei das Plättchen an dem Detektionskontakt elektrisch isoliert an und nach dem Manipulationsversuch liegt das Plättchen an dem Detektionskontakt elektrisch leitend an. Nach dem Manipulationsversuch ist der Mikrokontroller der Rückpositionierungseinheit mit der Spannungsquelle der Anti-Manipulationsvorrichtung über das Plättchen elektrisch leitend verbunden und erkennt dadurch den Manipulationsversuch. Bei dem Manipulationsversucht geht es in erster Linie um einen Versuch, die Rückpositionierungseinheit durch ein äußeres elektromagnetisches Feld zu beeinflussen.In an advantageous development of the safety device, it is provided that the safety device has an anti-manipulation device with a voltage source, a detection contact that is under voltage from the voltage source, and an electrically conductive plate. Before a manipulation attempt, the small plate lies against the detection contact in an electrically insulated manner and after the manipulation attempt the small plate lies against the detection contact in an electrically conductive manner. After the manipulation attempt, the microcontroller of the repositioning unit is connected in an electrically conductive manner to the voltage source of the anti-manipulation device via the plate and thereby recognizes the manipulation attempt. The attempt at manipulation is primarily about an attempt that To influence repositioning unit by an external electromagnetic field.

Das Plättchen weist vorteilhafterweise eine mechanische Vorspannung auf und ist an dem Detektionskontakt bistabil angeordnet. Auf den Detektionskontakt ist dabei eine Spannung eingeprägt. Sollten das Plättchen und der Detektionskontakt sich leitend verbinden, so erhöht sich das elektrische Potential hinter dem Plättchen und kann durch eine Spannungsmessung ausgelesen werden. Wird ein Manipulationsversuch an der Rückpositionierungseinheit durch den Mikrokontroller erkannt, so kann eine Information darüber in dem Mikrokontroller hinterlegt und ein Rückstellen der Grundvorrichtung gesperrt werden. Die Rückpositionierungseinheit ist dann defekt und muss ausgetauscht werden. Ist kein Manipulationsversuch festgestellt, so kann die Batterie ordnungsgemäß weiterverwendet werden. Die entsprechende Information kann dem Batteriesteuergerät mitgeteilt werden. Durch die Anti-Manipulationseinheit wird also verhindert, dass die Grundvorrichtung unautorisiert zurückgesetzt bzw. zurückgestellt wird.The plate advantageously has a mechanical preload and is arranged bistably on the detection contact. A voltage is impressed on the detection contact. If the platelet and the detection contact are conductively connected, the electrical potential behind the platelet increases and can be read out by measuring the voltage. If an attempt to manipulate the repositioning unit is recognized by the microcontroller, information about this can be stored in the microcontroller and resetting of the basic device can be blocked. The repositioning unit is then defective and must be replaced. If no attempt at manipulation is found, the battery can continue to be used properly. The corresponding information can be communicated to the battery control unit. The anti-manipulation unit thus prevents the basic device from being reset or reset without authorization.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Plättchen konvex geformt ist und einseitig eine dielektrische Isolierschicht aufweist. Vor dem Manipulationsversuch liegt dann das Plättchen mit der Isolierschicht an einer ersten Seite des Detektionskontakts nicht elektrisch leitend an. Nach dem Manipulationsversuch liegt das Plättchen mit elektrisch leitenden Bereichen an einer zweiten Seite des Detektionskontakts elektrisch leitend an. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Plättchen konvex geformt ist und einseitig eine dielektrische Isolierschicht und andersseitig einen elektrisch leitenden Dorn aufweist. Vor dem Manipulationsversuch liegt das Plättchen mit der Isolierschicht an einer ersten Seite des Detektionskontakts nicht elektrisch leitend an. Nach dem Manipulationsversuch liegt das Plättchen mit elektrisch leitenden Bereichen an einer zweiten Seite des Detektionskontakts elektrisch leitend an. Bei einem dauerhaften Manipulationsversuch ist das Plättchen über den Dorn mit dem Detektionskontakt elektrisch leitend verbunden.It can advantageously be provided that the plate is convexly shaped and has a dielectric insulating layer on one side. Before the attempt at manipulation, the small plate with the insulating layer then rests on a first side of the detection contact in a non-electrically conductive manner. After the manipulation attempt, the plate with electrically conductive areas rests on a second side of the detection contact in an electrically conductive manner. Alternatively, it can be provided that the plate is convexly shaped and has a dielectric insulating layer on one side and an electrically conductive mandrel on the other side. Before the manipulation attempt, the small plate with the insulating layer is not electrically conductive on a first side of the detection contact. After the manipulation attempt, the plate with electrically conductive areas rests on a second side of the detection contact in an electrically conductive manner. In the event of a permanent attempt at manipulation, the small plate is connected in an electrically conductive manner to the detection contact via the mandrel.

In den oben beschriebenen Fällen liegt das Plättchen vor der Manipulation an der ersten Seite des Detektionskontakts elektrisch isolierend an. Das elektrisch leitende und magnetische Plättchen kann dabei bei dem Manipulationsversuch mit einem äußeren elektromagnetischen Feld von dem Detektionskontakt gelöst werden und umschnappen. Das umgeschnappte Plättchen ist mit der zweiten Seite des Detektionskontakts elektrisch leitend kontaktiert. Wird mit dem äußeren elektromagnetischen Feld versucht, dass Plättchen zurückzustellen, ist durch die mechanische Vorspannung des Plättchens eine deutlich größere Kraft aufzuwenden. Durch eine passende Auslegung des Plättchens kann die Kraft für die ausgelöste Detektion deutlich erhöht und damit die Manipulation der Rückpositionierungseinheit deutlich erschwert werden. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Plättchen eine Verrastungsnase und der Detektionskontakt ein Verrastungsloch für die Verrastungsnase des Plättchens aufweist. Nach dem Manipulationsversuch kann das Plättchen und der Detektionskontakt miteinander verrasten, so dass das Plättchen nicht zurück umschnappen kann.In the cases described above, the wafer lies against the first side of the detection contact in an electrically insulating manner before the manipulation. The electrically conductive and magnetic plate can be detached from the detection contact and snap over when attempting to manipulate with an external electromagnetic field. The snapped-over plate is electrically conductively contacted with the second side of the detection contact. If the external electromagnetic field is used to try to reset the platelet, the mechanical pretensioning of the platelet requires a significantly greater force. With a suitable design of the plate, the force for the triggered detection can be significantly increased and thus the manipulation of the repositioning unit can be made significantly more difficult. In addition, it can be provided that the plate has a latching nose and the detection contact has a latching hole for the latching nose of the plate. After the manipulation attempt, the small plate and the detection contact can lock together so that the small plate cannot snap back.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur autorisierten Verschließung der oben beschriebenen Batterie mittels der oben beschriebenen Sicherungsvorrichtung. Das Verfahren umfasst dabei folgende Schritte: Verschließen des Deckels der Batterie; Aktivieren eines Batteriesteuergeräts der Batterie; Anforderung eines verfügbaren Diagnosedienstes zum autorisierten Rückstellen der Grundvorrichtung durch das Batteriesteuergerät; Überprüfung der Autorisierung zum Rückstellen der Grundvorrichtung durch den Diagnosedienst; falls die Autorisierung erfolgreich war, Aktivieren der Rückpositionierungseinheit der Sicherungsvorrichtung und Rückstellen der Grundvorrichtung durch ein Rückführen der Kugel der Grundvorrichtung in die Schließposition; Falls die Autorisierung nicht erfolgsreich war, Sperren der Aktivierung der Batterie. Der Diagnosedienst kann vorteilhafterweise online verfügbar sein.The invention also relates to a method for the authorized locking of the battery described above by means of the safety device described above. The method comprises the following steps: closing the cover of the battery; Activating a battery controller of the battery; Request for an available diagnostic service for authorized resetting of the basic device by the battery control device; Verification of the authorization to reset the basic device by the diagnostic service; if the authorization was successful, activating the repositioning unit of the safety device and resetting the base device by returning the ball of the base device to the closed position; If the authorization was not successful, block the activation of the battery. The diagnostic service can advantageously be available online.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Aktivierung der oben beschriebenen Batterie mit der oben beschriebenen Sicherungsvorrichtung. Das Verfahren umfasst dabei folgende Schritte: Aktivieren eines Batteriesteuergeräts der Batterie; Abfragen der Sicherungsvorrichtung durch einen verfügbaren Diagnosedienst, ob eine unautorisierte bzw. unberechtigte Öffnung der Batterie detektiert wurde; Falls eine unautorisierte bzw. unberechtigte Öffnung der Batterie nicht detektiert wurde, Aktivieren der Batterie; Falls eine unautorisierte bzw. unberechtigte Öffnung der Batterie detektiert wurde, Verweigerung der Aktivierung der Batterie. Der Diagnosedienst kann vorteilhafterweise online verfügbar sein. The invention also relates to a method for activating the above-described battery with the above-described safety device. The method comprises the following steps: activating a battery control device for the battery; Querying the safety device by an available diagnostic service as to whether an unauthorized or unauthorized opening of the battery was detected; If an unauthorized or unauthorized opening of the battery was not detected, activate the battery; If an unauthorized or unauthorized opening of the battery is detected, activation of the battery is refused. The diagnostic service can advantageously be available online.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures on the basis of the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, Identical reference symbols refer to identical or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch:

1 eine Schnittansicht einer Grundvorrichtung einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung;
2 eine Schnittansicht der Grundvorrichtung der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung mit einer Haltespule;
3 eine Draufsicht auf die Grundvorrichtung der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung;
4 eine Draufsicht auf die alternativ ausgestaltete Grundvorrichtung der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung;
5 eine Ansicht einer Rückpositionierungseinheit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung;
6 eine Ansicht der Grundvorrichtung und der Rückpositionierungseinheit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung;
7 eine Ansicht der Grundvorrichtung und der abweichend ausgestalteten Rückpositionierungseinheit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung;
8-11 Ansichten der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung beim Rückstellen der Grundvorrichtung;
12 eine Ansicht einer Anti-Manipulationsvorrichtung und der Rückpositionierungseinheit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung bei einem Manipulationsversuch;
13-15 Ansichten der Anti-Manipulationsvorrichtung vor, bei und nach einem Manipulationsversuch;
16 eine Ansicht der Anti-Manipulationsvorrichtung und der Rückpositionierungseinheit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung bei einem weiteren Manipulationsversuch;
17 Ansichten der Anti-Manipulationsvorrichtung bei dem weiteren Manipulationsversuch im zeitlichen Verlauf;
18-19 Ansichten der alternativ ausgestalteten Anti-Manipulationsvorrichtung bei einem Manipulationsversuch;
20-21 Ansichten der weiteren alternativ ausgestalteten Anti-Manipulationsvorrichtung bei einem Manipulationsversuch;
22 eine Seitenansicht eines Deckels eines Gehäuses einer erfindungsgemäßen Batterie mit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung;
23 eine Draufsicht auf den Deckel des Gehäuses der erfindungsgemäßen Batterie;
24 eine Seitenansicht des Gehäuses der erfindungsgemäßen Batterie;
25 eine Ansicht einer Führungsschiene für den Deckel des Gehäuses der erfindungsgemäßen Batterie;
26 eine Seitenansicht des Gehäuses mit dem in der Führungsschiene verrasteten Deckel.

They show, in each case schematically:

1 a sectional view of a basic device of a safety device according to the invention;
2 a sectional view of the basic device of the safety device according to the invention with a holding coil;
3 a plan view of the basic device of the safety device according to the invention;
4th a plan view of the alternatively configured basic device of the safety device according to the invention;
5 a view of a repositioning unit of the safety device according to the invention;
6th a view of the base device and the repositioning unit of the safety device according to the invention;
7th a view of the basic device and the differently configured repositioning unit of the securing device according to the invention;
8-11 Views of the safety device according to the invention when resetting the basic device;
12th a view of an anti-manipulation device and the repositioning unit of the safety device according to the invention during a manipulation attempt;
13-15 Views of the anti-tampering device before, during and after a tampering attempt;
16 a view of the anti-manipulation device and the repositioning unit of the safety device according to the invention during a further attempt at manipulation;
17th Views of the anti-manipulation device in the course of the further manipulation attempt over time;
18-19 Views of the alternatively configured anti-manipulation device during a manipulation attempt;
20-21 Views of the further, alternatively configured anti-manipulation device during a manipulation attempt;
22nd a side view of a cover of a housing of a battery according to the invention with the safety device according to the invention;
23 a plan view of the cover of the housing of the battery according to the invention;
24 a side view of the housing of the battery according to the invention;
25th a view of a guide rail for the cover of the housing of the battery according to the invention;
26th a side view of the housing with the lid locked in the guide rail.

1 zeigt eine Schnittansicht einer Grundvorrichtung 2 einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 1. Die Grundvorrichtung 2 weist einen erhöhten Aufbau 3 - hier ein einziges ringförmiges Positionsstück 4 - und eine elektrisch leitende Kugel 5 auf. Das Positionsstück 4 weist eine Mittelachse MA auf, die bei einer betriebsgerecht ausgerichteten Sicherungsvorrichtung 1 bzw. einer betriebsgerecht ausgerichteten Batterie mit der Vertikale zusammenfällt bzw. senkrecht zum Boden ausgerichtet ist. In 1 ruht die Kugel 5 in einem oberen Punkt A des erhöhten Aufbaus 3 und befindet sich in einer Schließposition. In einer Öffnungsposition - hier nicht gezeigt - ist die Kugel 5 von dem oberen Punkt A des erhöhten Aufbaus 3 abgerollt und an einem unteren Punkt B angeordnet. Eine Rückführungsbahn 6 verbindet dabei den oberen Punkt A und den unteren Punkt B. 1 shows a sectional view of a basic device 2 a safety device according to the invention 1 . The basic device 2 has a raised structure 3 - here a single ring-shaped position piece 4th - and an electrically conductive ball 5 on. The position piece 4th has a central axis MA, which in the case of an operationally oriented safety device 1 or an operationally aligned battery coincides with the vertical or is aligned perpendicular to the ground. In 1 the ball rests 5 in an upper point A of the raised structure 3 and is in a closed position. The ball is in an open position - not shown here 5 from the upper point A of the raised structure 3 unrolled and arranged at a lower point B. A return path 6th connects the upper point A and the lower point B.

In dem erhöhten Aufbau 3 sind zudem zwei Potentialpunkte 7a und 7b geformt. Die Kugel 5 verbindet in der Schließposition die beiden Potenzialpunkte 7a und 7b elektrisch leitend, so dass bei angelegter Spannung keine Spannungsdifferenz vermessbar ist. In der Öffnungsposition verbindet die Kugel 5 die beiden Potenzialpunkte 7a und 7b nicht mehr und bei angelegter Spannung ist eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Potenzialpunkten 7a und 7b vermessbar.In the raised structure 3 are also two potential points 7a and 7b shaped. The ball 5 connects the two potential points in the closed position 7a and 7b electrically conductive, so that no voltage difference can be measured when voltage is applied. In the open position, the ball connects 5 the two potential points 7a and 7b no longer and when voltage is applied there is a voltage difference between the two potential points 7a and 7b measurable.

In dem Positionsstück 4 ist zudem eine konische Erhöhung 8 koaxial zu dem Positionsstück 4 ausgeformt, wobei die Erhöhung 8 das Anliegen der Kugel in der Schließposition an den beiden Potenzialpunkten 7a und 7b verbessert. Zudem ist an dem Positionsstück 4 ein Wulst 9 geformt, der die Kugel 5 auf dem Positionsstück 4 in der Schließposition stabilisiert. Zudem weist das Positionsstück 4 eine Rampe 10 auf, die das Abrollen der Kugel 5 unterstützt und hier die Rückführungsbahn 6 bildet.In the position piece 4th is also a conical elevation 8th coaxial with the position piece 4th shaped, with the increase 8th the contact of the ball in the closed position at the two potential points 7a and 7b improved. In addition, is on the position piece 4th a bead 9 shaped who made the ball 5 on the position piece 4th stabilized in the closed position. In addition, the position piece 4th a ramp 10 on that rolling the ball 5 supported and here the return path 6th forms.

2 zeigt eine Schnittansicht der Grundvorrichtung 2 der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 1. Hier weist die Grundvorrichtung 2 eine ansteuerbare Haltespule 33 auf, die in das Positionsstück 4 integriert ist und die Kugel auf dem Positionsstück 4 zentriert. 2 shows a sectional view of the basic device 2 the safety device according to the invention 1 . Here the basic device 2 a controllable holding coil 33 on that in the position piece 4th is integrated and the ball on the position piece 4th centered.

3 zeigt eine Draufsicht auf die Grundvorrichtung 2 der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 1. Hier ist die Rückführungsbahn 6 besonders gut erkennbar. 3 shows a plan view of the basic device 2 of the invention Safety device 1 . Here is the return path 6th particularly easy to recognize.

4 zeigt eine Draufsicht auf die alternativ ausgestaltete Grundvorrichtung 2 der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung. Hier weist der erhöhte Aufbau 3 mehrere Positionsstücke 4, die koaxial ineinander und zueinander beabstandet angeordnet sind. Mehrere Positionsstücke 4 können insbesondere das unberechtigte Rückführen der Kugel 5 von dem unteren Punkt B zu dem oberen Punkt A erschweren. 4th shows a plan view of the alternatively configured basic device 2 the safety device according to the invention. This is where the raised structure shows 3 several position pieces 4th which are arranged coaxially one inside the other and at a distance from one another. Several position pieces 4th in particular, the unauthorized return of the ball 5 from the lower point B to the upper point A.

5 zeigt eine schematische Ansicht einer Rückpositionierungseinheit 11 der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 1. Die Rückpositionierungseinheit 11 ist nach einer Autorisierung aktivierbar und kann die Kugel 5 von dem unteren Punkt B zu dem oberen Punkt A führen und dadurch die Grundvorrichtung 2 rückstellen bzw. rücksetzen. Die Rückpositionierungseinheit 11 weist eine elektrische ansteuerbare Führungsspule 12, einen kryptographisch eindeutig authentifizierbaren Mikrokontroller 13 und ein Einheitsgehäuse 14 auf. Die Führungsspule 12 wirkt bei der aktivierten Rückpositionierungseinheit 11 mit der elektrisch leitenden und magnetischen Kugel 5 der Grundvorrichtung 2 elektromagnetisch zusammen, so dass die Kugel 5 von dem unteren Punkt B auf den oberen Punkt A des erhöhten Aufbaus 3 und damit aus der Öffnungsposition in die Schließposition zurückgeführt werden kann. Wie in 5 angedeutet, kann der Mikrokontroller 13 mit einem Batteriesteuergerät 34 kommunizieren. 5 shows a schematic view of a repositioning unit 11 the safety device according to the invention 1 . The repositioning unit 11 can be activated after authorization and can use the ball 5 lead from the lower point B to the upper point A and thereby the basic device 2 reset or reset. The repositioning unit 11 has an electrically controllable guide coil 12th , a microcontroller that can be clearly authenticated cryptographically 13th and a unit housing 14th on. The lead coil 12th works with the activated repositioning unit 11 with the electrically conductive and magnetic ball 5 the basic device 2 electromagnetically together so that the ball 5 from the lower point B to the upper point A of the elevated structure 3 and thus can be returned from the open position to the closed position. As in 5 indicated, the microcontroller 13th with a battery control unit 34 communicate.

6 zeigt eine Ansicht der Grundvorrichtung 2 und der Rückpositionierungseinheit 11 der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 1. Hier ist die Führungsspule 12 derart ausgerichtet, dass das von der Führungsspule 12 erzeugte elektromagnetische Feld parallel zu der Rückführungsbahn 6 ausgerichtet ist. Zudem weist die Rückpositionierungseinheit 11 eine Führungsbahn 15 und einen Haltewulst 16 auf, die zum besseren Halten der Kugel 5 beim Rückstellen der Grundvorrichtung 2 vorgesehen sind. 6th shows a view of the basic device 2 and the repositioning unit 11 the safety device according to the invention 1 . Here is the lead coil 12th aligned so that that of the lead coil 12th generated electromagnetic field parallel to the return path 6th is aligned. In addition, the repositioning unit 11 a guideway 15th and a retaining bead 16 on that to better hold the ball 5 when resetting the basic device 2 are provided.

7 eine Ansicht der Grundvorrichtung 2 und der abweichend ausgestalteten Rückpositionierungseinheit 11 der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 1. Hier weist die Rückpositionierungseinheit 11 eine Sicherungsspule 17 auf, die die elektrisch leitende und magnetische Kugel 5 während der Fahrt des Kraftfahrzeugs hält. 7th a view of the basic device 2 and the differently designed repositioning unit 11 the safety device according to the invention 1 . Here the repositioning unit 11 a fuse coil 17th on which the electrically conductive and magnetic ball 5 stops while the vehicle is in motion.

8, 9, 10 und 11 zeigen in einer zeitlichen Abfolge Ansichten der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 1 beim Rückstellen der Grundvorrichtung 2. Dabei wird die Kugel 5 aus dem unteren Punkt B zu dem oberen Punkt A durch das von der Führungsspule 12 erzeugtes elektromagnetisches Feld gezogen. In 11 befindet sich die Kugel 5 in der Schließposition in dem oberen Punkt A des erhöhten Aufbaus 3 bzw. des Positionsstücks 4. 8th , 9 , 10 and 11 show views of the safety device according to the invention in a chronological sequence 1 when resetting the basic device 2 . In doing so, the ball 5 from the lower point B to the upper point A through that of the lead coil 12th generated electromagnetic field drawn. In 11 is the ball 5 in the closed position in the upper point A of the raised structure 3 or the position piece 4th .

12 zeigt eine schematische Ansicht einer Anti-Manipulationsvorrichtung 18 und der Rückpositionierungseinheit 11 der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 1 bei einem Manipulationsversuch. Bei dem Manipulationsversucht geht es dabei um einen Versuch, die Rückpositionierungseinheit 11 durch ein äußeres elektromagnetisches Feld eines Magneten 19 zu beeinflussen. Die Anti-Manipulationsvorrichtung 18 weist dabei eine Spannungsquelle 20, einen unter Spannung der Spannungsquelle 20 stehenden Detektionskontakt 21 und ein elektrisch leitendes Plättchen 22 mit einer dielektrischen Isolationsschicht 23 auf. Das Plättchen 22 liegt dabei an dem Detektionskontakt 21 vor einem Manipulationsversuch elektrisch isoliert und nach dem Manipulationsversuch elektrisch leitend an, wie im Folgenden näher erläutert wird. Der Mikrokontroller 13 der Rückpositionierungseinheit 11 ist nach dem Manipulationsversuch durch die elektrisch leitende Verbindung des Plättchens 22 und des Detektionskontakt 21 über das Plättchen 22 mit der Spannungsquelle 20 der Anti-Manipulationsvorrichtung 18 elektrisch leitend verbunden und kann den Manipulationsversuch erkennen. 12th Figure 11 shows a schematic view of an anti-tampering device 18th and the repositioning unit 11 the safety device according to the invention 1 in the event of a manipulation attempt. The manipulation attempt is an attempt to reposition the unit 11 by an external electromagnetic field from a magnet 19th to influence. The anti-tampering device 18th has a voltage source 20th , one under voltage from the voltage source 20th standing detection contact 21 and an electrically conductive plate 22nd with a dielectric insulation layer 23 on. The platelet 22nd is due to the detection contact 21 electrically isolated before a manipulation attempt and electrically conductive after the manipulation attempt, as will be explained in more detail below. The microcontroller 13th the repositioning unit 11 is after the manipulation attempt through the electrically conductive connection of the plate 22nd and the detection contact 21 over the plate 22nd with the voltage source 20th the anti-tampering device 18th electrically connected and can detect the manipulation attempt.

13 zeigt eine Ansicht der Anti-Manipulationsvorrichtung 18 vor dem Manipulationsversuch. Hier liegt das konvex gebogene Plättchen 22 mit der Isolationsschicht 23 an einer ersten Seite des Detektionskontakt 21 an. Das Plättchen 22 und der Detektionskontakt 21 sind also nicht elektrisch leitend verbunden. 13th Figure 13 shows a view of the anti-tampering device 18th before attempted manipulation. This is where the convexly curved plate lies 22nd with the insulation layer 23 on a first side of the detection contact 21 at. The platelet 22nd and the detection contact 21 are therefore not connected in an electrically conductive manner.

14 zeigt eine Ansicht der Anti-Manipulationsvorrichtung 18 bei dem Manipulationsversuch und korreliert mit 12. Hier wird in dem Manipulationsversuch ein äußeres elektromagnetisches Feld durch den Magnet 19 erzeugt. Dabei springt das Plättchen 22 um und liegt mit elektrisch leitenden Bereichen an dem Detektionskontakt 21 an. Das Plättchen 22 und der Detektionskontakt 21 sind also elektrisch leitend verbunden. Der Mikrokontroller 13 der Rückpositionierungseinheit 11 wird nun über das Plättchen 22 von der Spannungsquelle 20 bestromt und kann den Manipulationsversuch feststellen. 14th Figure 13 shows a view of the anti-tampering device 18th at the manipulation attempt and correlates with 12th . Here an external electromagnetic field is generated by the magnet in the attempted manipulation 19th generated. The tile jumps 22nd around and lies with electrically conductive areas on the detection contact 21 at. The platelet 22nd and the detection contact 21 are therefore connected in an electrically conductive manner. The microcontroller 13th the repositioning unit 11 is now over the platelet 22nd from the voltage source 20th energized and can determine the manipulation attempt.

15 zeigt eine Ansicht der Anti-Manipulationsvorrichtung 18 nach dem Manipulationsversuch. Das Plättchen 22 bleibt nach dem Ausfall des äußeren elektromagnetischen Felds umgeschnappt und kann von außen nicht in den Ausgangszustand versetzt werden. 15th Figure 13 shows a view of the anti-tampering device 18th after the manipulation attempt. The platelet 22nd remains snapped after the failure of the external electromagnetic field and cannot be restored to its initial state from outside.

16 zeigt eine Ansicht der Anti-Manipulationsvorrichtung 18 und der Rückpositionierungseinheit 11 der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 1 bei einem weiteren Manipulationsversuch. Hier wird versucht, durch das äußere elektromagnetische Feld das Plättchen 22 in den Ausgangszustand zu bringen. Das Plättchen 22 verformt sich dabei an dem Detektionskontakt 21, kann jedoch aufgrund seiner Konvexität nicht zurück umschnappen. 16 Figure 13 shows a view of the anti-tampering device 18th and the repositioning unit 11 the safety device according to the invention 1 in the event of a further attempt at manipulation. Here an attempt is made to use the external electromagnetic field to remove the platelet 22nd to bring to the initial state. The platelet 22nd deforms at the detection contact 21 but cannot snap back due to its convexity.

17 zeigt Ansichten der Anti-Manipulationsvorrichtung 18 bei dem weiteren Manipulationsversuch in einer zeitlichen Abfolge. Wie zu 16 bereits erläutert, kann das umgeschnappte Plättchen 22 durch das äußere elektromagnetische Feld nicht in den Ausgangszustand gebracht werden. 17th shows views of the anti-tampering device 18th in the further attempt at manipulation in a time sequence. How to 16 already explained, the snapped-over plate can 22nd cannot be brought into the initial state by the external electromagnetic field.

18 zeigt eine Ansicht der alternativ ausgestalteten Anti-Manipulationsvorrichtung 18. Hier weist der Detektionskontakt 21 ein Verrastungsloch 24 und das Plättchen 22 eine Verrastungsnase 25 auf. Im Übrigen ist das Plättchen 22 und der Detektionskontakt 21 wie in 12-17 ausgestaltet. 18th shows a view of the alternatively configured anti-tampering device 18th . The detection contact points here 21 a locking hole 24 and the plate 22nd a locking lug 25th on. Incidentally, the plate is 22nd and the detection contact 21 as in 12-17 designed.

19 zeigt eine Ansicht der alternativ ausgestalteten Anti-Manipulationsvorrichtung 18 aus 18 nach dem Manipulationsversuch. Hier ist die Verrastungsnase 25 des Plättchens 22 mit dem Verrastungsloch 24 des Detektionskontakts 21 elektrisch leitend verrastet. Entsprechend kann der Mikrokontroller 13 über das Plättchen 22 mit der Spannungsquelle 20 bestromt werden und den Manipulationsversuch erkennen. Die Verrastung verhindert dabei, dass das Plättchen 22 zurück umschnappt. 19th shows a view of the alternatively configured anti-tampering device 18th out 18th after the manipulation attempt. Here is the locking nose 25th of the plate 22nd with the locking hole 24 of the detection contact 21 locked in an electrically conductive manner. The microcontroller can 13th over the plate 22nd with the voltage source 20th are energized and recognize the manipulation attempt. The locking prevents the plate 22nd snaps back.

20 zeigt eine Ansicht der alternativ ausgestalteten Anti-Manipulationsvorrichtung 15 vor einem Manipulationsversuch. Hier weist das Plättchen 22 einen elektrisch leitenden Dorn 26 auf. Vor dem Manipulationsversuch liegt das Plättchen 22 mit der Isolierschicht 23 an einer ersten Seite des Detektionskontakts 21 nicht elektrisch leitend an. Es wird kein Manipulationsversuch detektiert. 20th shows a view of the alternatively configured anti-tampering device 15th before attempting tampering. Here the plate points 22nd an electrically conductive mandrel 26th on. Before the attempt at manipulation, the plate lies 22nd with the insulating layer 23 on a first side of the detection contact 21 not electrically conductive. No attempt at manipulation is detected.

21 zeigt eine Ansicht der alternativ ausgestalteten Anti-Manipulationsvorrichtung 15 aus 20 bei einem Manipulationsversuch. Hier ist das Plättchen 22 umgeschnappt und über den elektrisch leitenden Dorn mit dem Detektionskontakt 21 elektrisch leitend verbunden. Der Mikrokontroller 13 ist über das Plättchen 22 mit der Spannungsquelle 20 elektrisch leitend verbunden und kann den Manipulationsversuch erkennen. 21 shows a view of the alternatively configured anti-tampering device 15th out 20th in the event of a manipulation attempt. Here is the token 22nd snapped over and over the electrically conductive spike to the detection contact 21 electrically connected. The microcontroller 13th is about the platelet 22nd with the voltage source 20th electrically connected and can detect the manipulation attempt.

22 zeigt eine Seitenansicht eines Deckels 27 eines Gehäuses 28 einer erfindungsgemäßen Batterie 29 mit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 1. 23 zeigt eine Draufsicht auf den Deckel 27 des Gehäuses 28 der erfindungsgemäßen Batterie 29. Die Sicherungsvorrichtung 1 ist dabei in ein Designelement 30 auf dem Deckel 27 unsichtbar integriert. 22nd shows a side view of a lid 27 a housing 28 a battery according to the invention 29 with the safety device according to the invention 1 . 23 shows a top view of the lid 27 of the housing 28 the battery according to the invention 29 . The safety device 1 is part of a design element 30th on the lid 27 invisibly integrated.

24 zeigt eine Seitenansicht des Gehäuses 28 der erfindungsgemäßen Batterie 29. Der Deckel 27 verschließt dabei ein schalenartiges Untergehäuse 31 des Gehäuses 28. In dem Untergehäuse 31 sind zwei Führungsschienen 32 - hier nur eine zu sehen - angebracht, die den Deckel 27 führen. 24 shows a side view of the housing 28 the battery according to the invention 29 . The lid 27 closes a shell-like lower housing 31 of the housing 28 . In the lower case 31 are two guide rails 32 - only one can be seen here - attached to the cover 27 to lead.

25 zeigt eine Ansicht der Führungsschiene 32 für den Deckel 27 des Gehäuses 28 der erfindungsgemäßen Batterie 29. Hier weist die Führungsschiene 32 Verrastungsnaben 35 für den Deckel 27. 25th shows a view of the guide rail 32 for the lid 27 of the housing 28 the battery according to the invention 29 . This is where the guide rail points 32 Locking hubs 35 for the lid 27 .

26 zeigt eine Seitenansicht des Gehäuses 28 mit dem Deckel 27, der in den Führungsschienen 32 mittels der Verrastungsnaben 35 verrastet ist. Mittels der Verrastungsnaben 35 kann der Deckel 27 aufstellt und muss nicht komplett abgehoben werden. Das vereinfacht die Handhabung von Servicemaßnahmen an der Batterie 29. 26th shows a side view of the housing 28 with the lid 27 that is in the guide rails 32 by means of the locking hubs 35 is locked. By means of the locking hubs 35 can the lid 27 and does not have to be lifted off completely. This simplifies the handling of service measures on the battery 29 .

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2019182973 A1 [0003]
EP 3501031 B1 [0003]
EP 1431766 B1 [0003]
EP 0965848 A1 [0003]

Claims

Battery (29) of a battery-operated motor vehicle, - wherein the battery (29) has a housing (28) with a shell-like lower housing (31) and a removable cover (27), - the cover (27) in the operationally aligned and closed battery (29) is aligned horizontally to the floor and in the operationally aligned and opened battery (29) at an angle to the floor, characterized in that the battery (29) has a safety device (1) and the safety device (1) in the cover ( 27) of the battery (29) is arranged.

Securing device (1) of the battery (29) after Claim 1 - wherein the safety device (1) has a basic device (2), - wherein the basic device (2) has a raised structure (3) and a ball (5), - wherein in the case of the operationally aligned and closed battery (29) the ball (5) rests in a closed position on an upper point (A) of the raised structure (3), and - in the case of the operationally aligned and open battery (29), the ball (5) moves from the closed position into an open position and thereby from the upper one Point (A) of the raised structure (3) is rolled down onto a lower point (B) of the raised structure (3), - two potential points (7a, 7b) being formed in the raised structure (3), - the Ball (5) in the closed position connects the two potential points (7a, 7b) in an electrically conductive manner and when voltage is applied, no voltage difference can be measured between the two potential points (7a, 7b), and - the ball (5) in the open position the two potential points te (7a, 7b) no longer connects and when voltage is applied, a voltage difference between the two potential points (7a, 7b) can be measured.

Safety device according to Claim 2 , characterized in that - the base device (2) has a return path (6) which connects the upper point (A) and the lower point (B) of the higher structure (3), and - that the ball (5) from the Can roll the closed position into the open position via the return path (6) and can be returned from the open position to the closed position via the return path (6).

Safety device according to Claim 2 or 3 , characterized in that - the raised structure (3) has an annular position piece (4), the ball (5) in the closed position resting on the single position piece (4) and from the position piece (4) from the closed position to the open position rolls outwards, or - that the raised structure (3) has several annular position pieces (4) which are arranged coaxially one inside the other and at a distance from one another, the ball (5) in the closed position resting on the central annular position piece (4) and from the middle position piece (4) rolls outward from the closed position into the open position over the remaining position pieces (4).

Safety device according to Claim 4 , characterized in that - in the single or middle position piece (4) a conical elevation (8) is formed or arranged coaxially to the position piece (4), the conical elevation (8) the contact of the ball (5) in the closed position at the two potential points (7a, 7b), and / or - that the single or middle position piece (4) has an annular bead (9) around the upper point (A), which the ball (5) on the single or middle Position piece (4) stabilized in the closed position, and / or - that the base device (2) has a controllable holding coil (33) which is integrated in the single or middle position piece (4) and the ball (5) on the single or middle Position piece (4) centered.

Safety device according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that - the security device (1) has a repositioning unit (11) which can be activated after authorization and has an electrically controllable guide coil (12), a microcontroller (13) that can be clearly authenticated cryptographically and a unitary housing (14), and (12) of the activated repositioning unit (11) interact electromagnetically with the ball (5) of the base device (2) and the ball (5) by means of the repositioning unit (11) from the lower point (B) to the upper point (A) of the elevated Structure (3) and thus can lead back from the open position to the closed position.

Safety device according to one of the Claims 2 to 6th , characterized in that - the safety device (1) has an anti-manipulation device (18) with a voltage source (20), a detection contact 21) under voltage from the voltage source (20) and an electrically conductive plate (22), and - that the plate (22) on the detection contact (21) is electrically insulated before an attempted manipulation and rests in an electrically conductive manner after the attempted manipulation, and - that the microcontroller (13) of the repositioning unit (11) is electrically conductively connected to the voltage source (20) of the anti-manipulation device (18) after the manipulation attempt via the plate (22) and thereby recognizes the manipulation attempt.

Safety device according to Claim 7 , characterized in that - the plate (22) is convexly shaped and has a dielectric insulating layer (23) on one side, the plate (22) with the insulating layer (23) on a first side of the detection contact (21) not being electrical before the attempt to manipulate conductively and wherein, after the manipulation attempt, the small plate (22) snaps over and is electrically conductive with electrically conductive areas on a second side of the detection contact (21), or - that the small plate (22) is convexly shaped and has a dielectric insulating layer (23) on one side. and on the other side has an electrically conductive mandrel (26), the small plate (22) with the insulating layer (23) resting on a first side of the detection contact (21) in a non-electrically conductive manner before the attempt to manipulate, and the small plate (22) snapping over after the attempted manipulation and with electrically conductive areas on a second side of the detection contact (21) electrically conductive a and in the event of a permanent attempt at manipulation, the small plate (22) is connected to the detection contact (21) in an electrically conductive manner via the mandrel (26).

Procedure for the authorized locking of the battery (29) according to Claim 1 by means of the safety device (1) according to one of the Claims 2 to 8th , comprising the following steps: - closing the cover (27) of the battery (29); - Activating a battery control device (34) of the battery (29); - Request for an available diagnostic service for the authorized resetting of the basic device (2) of the safety device (1) by the battery control device (34); - Checking the authorization to reset the basic device (2) of the safety device (1) by the diagnostic service; - If the authorization was successful, activating the repositioning unit (11) of the safety device (1) and resetting the basic device (2) of the safety device (1) by returning the ball (5) of the basic device (2) to the closed position; - If the authorization was not successful, block the activation of the battery (29).

Procedure for activating the battery (29) according to Claim 1 with the safety device (1) according to one of the Claims 2 to 8th , comprise the following steps: - activating a battery control device (34) of the battery (29); - Querying the safety device (1) by an available diagnostic service as to whether an unauthorized opening of the battery (29) was detected; - If an unauthorized opening of the battery (29) was not detected, activating the battery (29); - If an unauthorized opening of the battery (29) has been detected, the activation of the battery (29) is denied.