DE102021129775A1 - System for providing energy for a vehicle and method for operating such a system - Google Patents

System for providing energy for a vehicle and method for operating such a system Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Bereitstellen von Energie für ein Fahrzeug (11), umfassend eine Multipack-Anordnung (20) mit zumindest einem ersten Batteriepack (22) und einem zweiten Batteriepack (24, 26) und eine mit der Multipack-Anordnung (20) gekoppelte Multipack-Steuereinheit (30). Dabei ist dem ersten (22) und dem zweiten Batteriepack (24, 26) jeweils ein Pack-Steuergerät (23, 25, 27) zugeordnet. Die Pack-Steuergeräte (23, 25, 27) sind dazu eingerichtet, einen Batterieparameter des jeweils zugeordneten Batteriepacks (22, 24, 26) zu erfassen. Dabei ist die Multipack-Steuereinheit (30) dazu eingerichtet, die von den Pack-Steuergeräten (23, 25, 27) erfassten Batterieparameter der jeweils zugeordneten Batteriepacks (22, 24, 26) zu empfangen und anhand der empfangenen Batterieparameter einen Parameter-Zielwert zu bestimmen und an zumindest eines der Batteriepacks (22, 24, 26) zu übertragen. Dabei sind die Pack-Steuergeräte (23, 25, 27) ferner dazu eingerichtet, anhand des empfangenen Parameter-Zielwertes einen Spannungsausgleich für das jeweils zugeordnete Batteriepack (22, 24, 26) durchzuführen. Bei dem Verfahren ist dem ersten (22) und dem zweiten Batteriepack (24, 26) jeweils ein Pack-Steuergerät (23, 25, 27) zugeordnet. Dabei wird ein Batterieparameter des jeweils zugeordneten Batteriepacks (22, 24, 26) erfasst, anhand der empfangenen Batterieparameter wird ein Parameter-Zielwert bestimmt und anhand des empfangenen Parameter-Zielwert wird ein Ladungsausgleich für das jeweils zugeordnete Batteriepack (22, 24, 26) durchgeführt.The invention relates to a system for providing energy for a vehicle (11), comprising a multipack arrangement (20) with at least a first battery pack (22) and a second battery pack (24, 26) and with the multipack arrangement (20 ) coupled multipack control unit (30). A pack control unit (23, 25, 27) is assigned to the first (22) and the second battery pack (24, 26). The pack control units (23, 25, 27) are set up to record a battery parameter of the respectively assigned battery pack (22, 24, 26). The multipack control unit (30) is set up to receive the battery parameters of the respectively assigned battery packs (22, 24, 26) detected by the pack control devices (23, 25, 27) and to assign a parameter target value based on the received battery parameters determine and transmit to at least one of the battery packs (22, 24, 26). The pack control devices (23, 25, 27) are also set up to use the received parameter target value to carry out a voltage equalization for the respectively assigned battery pack (22, 24, 26). In the method, a pack control unit (23, 25, 27) is assigned to the first (22) and the second battery pack (24, 26). A battery parameter of the battery pack (22, 24, 26) assigned in each case is recorded, a target parameter value is determined on the basis of the received battery parameters and a charge equalization for the battery pack (22, 24, 26) assigned in each case is carried out on the basis of the target parameter value received .

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Bereitstellen von Energie für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen SystemsThe invention relates to a system for providing energy for a vehicle and a method for operating such a system

In modernen Fahrzeugen, insbesondere mit einem elektrischen Antrieb, werden Batterien und Batterie-Packs verbaut, die elektrische Komponenten mit Strom versorgen. Dabei wird insbesondere eine Hochspannung von beispielsweise 400 V oder 800 V bereitgestellt.Batteries and battery packs that supply electrical components with electricity are installed in modern vehicles, in particular with an electric drive. In this case, a high voltage of, for example, 400 V or 800 V is provided in particular.

Entsprechende Batteriepacks umfassen mehrere Batteriezellen, die auf verschiedene Weisen verschaltet sein können. Eine typische Herausforderung bei der Verwendung eines solchen Systems besteht darin, alle beteiligten Batteriezellen und Batteriepacks mit ausreichend ähnlichen Spannungsniveaus zu betreiben. Unregelmäßigkeiten können zu einer ungleichmäßigen Verteilung von Spannungswerten innerhalb des Systems führen und die Lebensdauer der Batterien verringern. Bei einer zu großen Differenz der Spannungsniveaus kann ein Batteriepack nicht mehr mit anderen Batteriepacks zusammengeschaltet werden, was zu einem Leistungsverlust des Gesamtsystems führt.Corresponding battery packs include several battery cells that can be connected in different ways. A typical challenge when using such a system is to operate all battery cells and battery packs involved with sufficiently similar voltage levels. Irregularities can lead to an uneven distribution of voltage values within the system and reduce the life of the batteries. If the difference in the voltage levels is too great, a battery pack can no longer be interconnected with other battery packs, which leads to a loss of performance in the overall system.

Es wurden verschiedene Möglichkeiten vorgeschlagen, einen Spannungsausgleich der Batteriezellen durchzuführen und damit ein gleichmäßiges Spannungsniveau innerhalb eines Batteriepacks zu gewährleisten.Various options have been proposed for carrying out a voltage equalization of the battery cells and thus ensuring an even voltage level within a battery pack.

Ferner beschreibt die US 2016/0297318 A1 ein Verfahren, bei dem der Degradationsgrad einer Sekundärbatterie beim Laden und Entladen mit einer vorgeschriebenen Frequenz beschrieben wird. Dabei wird ein oberer Grenzstromwert zum Zeitpunkt des Ladens oder Entladens basierend auf einem geschätzten SOC und einem Zieldegradationsgrad bestimmt.Also describes the U.S. 2016/0297318 A1 a method of describing the degree of degradation of a secondary battery when charged and discharged at a prescribed frequency. In this case, an upper limit current value at the time of charging or discharging is determined based on an estimated SOC and a target degree of degradation.

Aus der DE 10 2019 132 640 A1 ist ein Traktions-Batteriepaket-Ausgleichssystem bekannt.From the DE 10 2019 132 640 A1 a traction battery pack balancing system is known.

Die DE 10 2018 004 891 A1 beschreibt ein Verfahren für einen Spannungsausgleich im Bordnetz eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Ein Zielspannungsbereich wird festgelegt und die Batterieeinrichtungen des Fahrzeugs werden durch Zuschalten entladen, bis ihre Spannung in einem Zielspannungsbereich liegt.The DE 10 2018 004 891 A1 describes a method for voltage equalization in the electrical system of an electrically powered vehicle. A target voltage range is established and the battery devices of the vehicle are discharged by switching on until their voltage is within a target voltage range.

Aus der DE 10 2018 131 450 A1 ist ein Hybridelektrofahrzeug bekannt, das parallel an das Fahrzeug gekoppelte Batteriepacks mit in Reihe geschaltete Zellen aufweist. Spannung, Strom und Temperatur der Zellen werden erfasst und durch Öffnen von Schützen werden die Ladezustände unausgeglichener Zellen angepasst, bis diese in Bezug auf die anderen ausgeglichen sind.From the DE 10 2018 131 450 A1 a hybrid electric vehicle is known which has battery packs coupled in parallel to the vehicle with cells connected in series. Cell voltage, current and temperature are sensed and contactors are opened to adjust the state of charge of unbalanced cells until they are balanced with respect to the others.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein System der eingangs bezeichneten Art sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb bereitzustellen, wobei der Ausgleich der von den Batterien bereitgestellten Spannungen besonders einfach und effizient erfolgt. Dabei sollen, um die volle nutzbare Kapazität zu erhalten, die Batteriezellen bei möglichst gleich hohem Ladezustand gehalten werden. Zudem sollen Energieverluste beim Ausgleich minimiert werden und der Hardwareaufwand soll gering gehalten werden.It is the object of the invention to provide a system of the type described at the outset and a method for its operation, in which the balancing of the voltages provided by the batteries takes place in a particularly simple and efficient manner. In order to obtain the full usable capacity, the battery cells should be kept at the same high state of charge as possible. In addition, energy losses during compensation should be minimized and the hardware effort should be kept low.

Diese Aufgabe wird durch ein System und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is solved by a system and a method having the features of the independent claims. Advantageous refinements and developments of the invention are specified in the dependent claims.

Das System zum Bereitstellen von Energie für ein Fahrzeug umfasst eine Multipack-Anordnung mit zumindest einem ersten Batteriepack und einem zweiten Batteriepack sowie eine mit der Multipack-Anordnung gekoppelte Multipack-Steuereinheit. Dabei ist dem ersten und dem zweiten Batteriepack jeweils ein Pack-Steuergerät zugeordnet. Dabei sind die Pack-Steuergeräte dazu eingerichtet, zumindest einen Batterieparameter des jeweils zugeordneten Batteriepacks zu erfassen. Dabei ist die Multipack-Steuereinheit dazu eingerichtet, die von den Pack-Steuergeräten erfassten Batterieparameter der jeweils zugeordneten Batteriepacks zu empfangen sowie anhand der empfangenen Batterieparameter zumindest einen Parameter-Zielwert zu bestimmen und an zumindest eines der Batteriepacks beziehungsweise an das dem Batteriepack zugeordnete Pack-Steuergerät zu übertragen. Dabei sind die Pack-Steuergeräte ferner dazu eingerichtet, anhand des empfangenen Parameter-Zielwertes einen Spannungsausgleich für das jeweils zugeordnete Batteriepack durchzuführen.The system for providing energy for a vehicle comprises a multipack arrangement with at least a first battery pack and a second battery pack and a multipack control unit coupled to the multipack arrangement. A pack control unit is assigned to the first and the second battery pack. The pack control devices are set up to record at least one battery parameter of the respectively assigned battery pack. The multipack control unit is set up to receive the battery parameters of the respectively assigned battery packs detected by the pack control devices and to determine at least one parameter target value based on the received battery parameters and to at least one of the battery packs or to the pack control device assigned to the battery pack transferred to. The pack control devices are also set up to use the received parameter target value to carry out a voltage equalization for the respectively assigned battery pack.

Dadurch kann der Spannungsausgleich vorteilhafterweise auf Packebene ausgeführt und dennoch durch die Multipack-Steuereinheit koordiniert werden.This allows voltage balancing to be advantageously performed at the pack level and still be coordinated by the multipack controller.

Die grundlegende Idee der Erfindung besteht darin, die von den einzelnen Batteriepacks bereitgestellten Mess- und Überwachungsmöglichkeiten zu nutzen, um der Multipack-Steuereinheit alle wesentlichen Daten für die Steuerung des Spannungsausgleichs zur Verfügung zu stellen. Die Multipack-Steuereinheit kann dann als übergeordnete Steuerebene - insbesondere ohne eine eigene Sensorik aufweisen zu müssen - die notwendigen Parameter-Zielwerte für den Spannungsausgleich auf der untergeordneten Ebene der Batteriepacks und deren Batteriezellen vorgeben.The basic idea of the invention is to use the measuring and monitoring options provided by the individual battery packs in order to provide the multipack control unit with all the essential data for controlling the voltage equalization. The multipack control unit can then, as a higher-level control level - in particular without having to have its own sensors - the necessary parameter target values for the voltage equalization on the under orderly level of the battery packs and their battery cells.

Bei der Erfindung wird insbesondere ein Spannungsausgleich beziehungsweise ein Balancing seriell geschalteter Batteriepacks ermöglich. Dabei wird berücksichtigt, dass typischerweise eine begrenzte Kommunikationsbandbreite zwischen einem Batterie-Managementsystem (BMS) eines Batteriepacks und einer Multipack-Steuereinheit (VIB) zur Verfügung steht. Um das Balancing der Batteriepacks zu steuern, stehen daher in der Regel nur wenige Informationen der Batteriepacks zur Verfügung. Beispielsweise können nicht die Zellspannungen aller einzelnen Batteriezellen eines Batteriepacks übertragen werden, sondern es sind lediglich eine gesamte Packspannung und minimale und maximale Zellspannungen innerhalb eines Batteriepacks als Batterieparameter verfügbar.In the case of the invention, voltage equalization or balancing of battery packs connected in series is made possible in particular. This takes into account that typically a limited communication bandwidth is available between a battery management system (BMS) of a battery pack and a multipack control unit (VIB). In order to control the balancing of the battery packs, there is usually only little information about the battery packs available. For example, the cell voltages of all individual battery cells in a battery pack cannot be transmitted; only an overall pack voltage and minimum and maximum cell voltages within a battery pack are available as battery parameters.

Bei der Erfindung wird zudem die Limitierung umgangen, dass keine dedizierte Hardware zum Balancing von Batteriepacks vorhanden ist, um einzelne Packs kontrolliert zu entladen. Vielmehr steuert nun die Multipack-Steuereinheit die Batteriepacks so an, dass diese die Entladung beziehungsweise die für das Balancing notwendigen Ausgleichsverfahren ausführen.The invention also circumvents the limitation that there is no dedicated hardware for balancing battery packs in order to discharge individual packs in a controlled manner. Rather, the multipack control unit now controls the battery packs in such a way that they carry out the discharge or the equalization process required for balancing.

Bei der Erfindung wird zudem vermieden, dass ein Balancing einzelner Batteriepacks unabhängig voneinander dazu führt, dass der Spannungsunterschied zwischen den parallel geschalteten Batteriepacks zu groß wird und diese nicht mehr zugeschaltet werden können. Es werden daher Leistungsverluste beim Start des Multipacksystems vermieden.In the case of the invention, it is also avoided that balancing individual battery packs independently of one another leads to the voltage difference between the battery packs connected in parallel becoming too large and these no longer being able to be switched on. Loss of performance when starting the multipack system is therefore avoided.

Zudem können unnötig hohe Energieverluste beim Balancing eines gesamten Batteriepacks vermieden werden.In addition, unnecessarily high energy losses can be avoided when balancing an entire battery pack.

Mit der Erfindung wird ein Balancing für serielle Batteriepacks in einem Multipack-System bereitgestellt. Die Entladung eines Batteriepacks erfolgt dabei unter Nutzung der Packbalancing-Hardware des BMS, insbesondere durch die Pack-Steuergeräte. Für das Multipackbalancing der gesamten Multipack-Anordnung werden die Batteriezellen der einzelnen Batteriepacks über das Packbalancing entladen. Das Multipackbalancing wird ferner über die Multipack-Steuereinheit (VIB) gesteuert, die über ein CAN-Bus-System das Packbalancing in den jeweils benötigten Batteriepacks aktiviert.Balancing for serial battery packs in a multipack system is provided with the invention. A battery pack is discharged using the pack balancing hardware of the BMS, in particular by the pack control units. For the multipack balancing of the entire multipack arrangement, the battery cells of the individual battery packs are discharged via the pack balancing. The multipack balancing is also controlled via the multipack control unit (VIB), which activates the pack balancing in the required battery packs via a CAN bus system.

Das vorgeschlagene Multipackbalancing unterstützt Spannungs- und/oder SOC-basiertes Balancing und stellt die Zuschaltbarkeit der parallel geschalteten Batteriepacks sicher. Durch die Übertragung von CAN-Befehle an die Batteriepacks können Informationen über den gewünschten Typ des Balancings (SOC-basiert oder Spannungsbasiert) und den jeweiligen Parameter-Zielwert (Packspannung oder Pack-SOC) übertragen werden. Das Packbalancing kann auch nach Herunterfahren der Multipack-Steuereinheit fortgeführt werden. Die Multipack-Steuereinheit kann zudem über ein CAN-Bus-System Rückmeldungen zum Status und zur Verfügbarkeit des Packbalancing erhalten. Diese Informationen sowie gegebenenfalls diagnostizierte Probleme können in die Steuerung des Multipack-Balancing sowie gegebenenfalls eine Zuschaltestrategie für die Batteriepacks innerhalb der Multipack-Anordnung einfließen.The proposed multipack balancing supports voltage and/or SOC-based balancing and ensures that the battery packs connected in parallel can be connected. By transmitting CAN commands to the battery packs, information about the desired type of balancing (SOC-based or voltage-based) and the respective parameter target value (pack voltage or pack SOC) can be transmitted. Pack balancing can continue even after the multipack controller shuts down. The multipack control unit can also receive feedback on the status and availability of pack balancing via a CAN bus system. This information and any problems that have been diagnosed can flow into the control of the multipack balancing and, if necessary, a connection strategy for the battery packs within the multipack arrangement.

Da die Steuerung des Multipackbalancing über die Multipack-Steuereinheit erfolgt, müssen Änderungen der Multipackbalancing-Parameter (insbesondere des Parameter-Zielwerts) nur in einem Steuergerät erfolgen und nicht bei allen Pack-Steuergeräten. Indem die Pack-Steuergeräte für das Packbalancing genutzt werden, ist keine zusätzliche Hardware erforderlich.Since the multipack balancing is controlled via the multipack control unit, changes to the multipack balancing parameters (in particular the parameter target value) only have to be made in one control unit and not in all pack control units. By using the pack controllers for pack balancing, no additional hardware is required.

Bei dem System ist eine separate Anpassung der Steuerung des Balancing auf der Ebene der Multipack-Anordnung beziehungsweise auf der Ebene des einzelnen Batteriepacks von Pack- und Multipackbalancing-Logik möglich, Dies erlaubt eine schnelle Anpassung auf neue Packtypen. Mögliche Einschränkungen durch nicht ausgeglichene Batteriepacks, etwa eine reduzierte Leistung, wenn wegen zu hoher Spannungsunterschiede nicht alle parallelen Packs zugeschaltet werden können, werden durch das Balancing auf der Ebene der Multipack-Anordnung reduziert.With the system, a separate adjustment of the balancing control at the level of the multipack arrangement or at the level of the individual battery pack of pack and multipack balancing logic is possible. This allows quick adjustment to new pack types. Possible limitations caused by unbalanced battery packs, such as reduced performance if not all parallel packs can be switched on due to excessive voltage differences, are reduced by balancing at the multipack arrangement level.

Das Balancing kann zudem energieoptimiert für parallel geschaltete Packs ausgeführt werden, sodass möglichst wenig Energie durch Dissipation verloren wird. Insbesondere erfolgt das Balancing hier nur in dem Maße, dass die Zuschaltung paralleler Batteriepacks noch möglichst ist. Ein weiterer Ladungsausgleich erfolgt dann beim parallelen Zuschalten automatisch über Ausgleichsströme.Balancing can also be carried out in an energy-optimized manner for packs connected in parallel, so that as little energy as possible is lost through dissipation. In particular, the balancing is only carried out here to the extent that the connection of parallel battery packs is still possible. A further charge equalization then takes place automatically via equalizing currents when switched on in parallel.

Die bereitgestellte Energie kann etwa an einen Verbraucherkreis des Fahrzeugs übertragen werden. Insbesondere ist dazu die Multipack-Anordnung an einen elektrischen Verbraucherkreis anschließbar.The energy provided can be transferred to a consumer circuit in the vehicle, for example. In particular, the multipack arrangement can be connected to an electrical consumer circuit for this purpose.

Ein Verbraucherkreis des Fahrzeugs kann etwa einen elektromotorischen Antrieb umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das System andere Einrichtungen des Fahrzeugs oder fahrzeugexterne Einrichtungen mit elektrischer Energie versorgen.A consumer circuit of the vehicle can include an electric motor drive, for example. As an alternative or in addition, the system can supply other devices in the vehicle or devices external to the vehicle with electrical energy.

Ein Batteriepack kann eine praktisch beliebige Anzahl von parallel und/oder in Reihe geschalteten Batteriezellen umfassen. Das Batteriepack ist dabei selbst praktisch wie eine übergeordnete Batteriezelle zu betrachten, deren Parameter wesentlich durch die darin zusammengeschalteten, untergeordneten Batteriezellen bestimmt werden. Zur Überwachung und Steuerung kann ein Batterie-Managementsystem (BMS) verwendet werden.A battery pack can have practically any number of parallel and/or series connected include dead battery cells. The battery pack itself is practically to be regarded as a higher-level battery cell, the parameters of which are essentially determined by the subordinate battery cells interconnected within it. A battery management system (BMS) can be used for monitoring and control.

Mehrere Batteriepacks können seriell und/oder parallel verschaltet werden und bilden dann ein Multipack-System, das über eine Steuereinheit, etwa eine „vehicle interface box“ (VIB) überwacht werden kann.Several battery packs can be connected in series and/or in parallel and then form a multipack system that can be monitored via a control unit, such as a "vehicle interface box" (VIB).

Typischerweise stellt sich das Problem des Spannungsausgleichs beziehungsweise des Balancing nicht oder weniger dringend, wenn Batteriepacks parallel verschaltet sind. In diesem Fall treten Ausgleichsströme auf, die einen automatischen Spannungsausgleich herbeiführen können.Typically, the problem of voltage equalization or balancing does not arise or is less urgent when battery packs are connected in parallel. In this case, compensating currents occur that can cause automatic voltage equalization.

Die Batteriepacks können ferner mit einem jeweils eigenen BMS ausgestattet sein, welches mit der VIB oder der Multipack-Steuereinheit Informationen austauscht und von dieser gesteuert werden kann.The battery packs can also be equipped with their own BMS, which can exchange information with and be controlled by the VIB or the multipack control unit.

Insbesondere wird bei dem System dabei ein sogenanntes „Packbalancing“ ausgeführt, das heißt ein „Balancing“, also insbesondere ein Spannungsausgleich, für die Batteriezellen innerhalb eines Batteriepacks. Ferner kann ein „Multipack-Balancing“ vorgesehen sein, bei dem ein Balancing der Batteriepacks innerhalb eines MultipackSystems ausgeführt wird, insbesondere ein Spannungsausgleich zwischen den verschiedenen Batteriepacks.In particular, what is known as “pack balancing” is carried out in the system, ie a “balancing”, ie in particular a voltage equalization, for the battery cells within a battery pack. Furthermore, a “multipack balancing” can be provided, in which the battery packs are balanced within a multipack system, in particular a voltage equalization between the different battery packs.

Bei einer Ausbildung des System sind das erste und das zweite Batteriepack in Serie geschaltet. Allgemein können die von der Multipack-Anordnung umfassten zumindest zwei Batteriepacks parallel oder in Serie geschaltet sein. Ferner können weitere Konfigurationen vorgesehen sein, etwa eine Parallelschaltung von mehreren Untereinheiten, die jeweils in Serie geschaltete Batteriepacks aufweisen, oder eine Serienschaltung von Untereinheiten, die jeweils parallel geschaltete Batteriepacks aufweisen.In one embodiment of the system, the first and the second battery pack are connected in series. In general, the at least two battery packs included in the multipack arrangement can be connected in parallel or in series. Further configurations can also be provided, such as a parallel connection of a plurality of sub-units, each of which has battery packs connected in series, or a series connection of sub-units, each of which has battery packs connected in parallel.

Insbesondere ist jedem Batteriepack der Multipack-Anordnung ein eigenes Pack-Steuergerät zugeordnet. Das heißt, ein erstes Pack-Steuergerät ist dem ersten Batteriepack zugeordnet und ein zweites Pack-Steuergerät ist dem zweiten Batteriepack zugeordnet. Die Pack-Steuergeräte können beispielsweise in die jeweils zugeordneten Batteriepacks integriert sein.In particular, each battery pack of the multipack arrangement is assigned its own pack control device. That is, a first pack controller is associated with the first battery pack and a second pack controller is associated with the second battery pack. The pack control devices can be integrated, for example, in the respectively assigned battery packs.

Bei dem System sind die Pack-Steuergeräte dazu eingerichtet, ein Balancing auf PackEbene ausführen, insbesondere anhand vorgegebener Parameter-Zielwerte. So können beispielsweise Zielwerte für eine Zellenspannungswert vorgegeben werden.In the system, the pack control devices are set up to carry out balancing at the pack level, in particular using predetermined parameter target values. For example, target values for a cell voltage value can be specified.

Dabei kann ein gemeinsamer Parameter-Zielwert für den Spannungsausgleich aller Batteriepacks vorgegeben werden. Ferner können verschiedene Parameter-Zielwerte für verschiedene Batteriepacks vorgegeben werden, etwa wann diese in einer gemischten Parallel- und Serienschaltung miteinander verbunden sind.A common parameter target value for the voltage equalization of all battery packs can be specified. Furthermore, different parameter target values can be specified for different battery packs, for example when they are connected to one another in a mixed parallel and series connection.

Die Pack-Steuergeräte sind ferner dazu eingerichtet, einen Batterieparameter des ihnen zugeordneten Batteriepacks zu erfassen. Ein solcher Batterieparameter kann zum Beispiel eine Gesamtspannung des Packs und/oder eine maximale und minimale Zellspannung der einzelnen Batteriezellen des Batteriepacks sein. Ferner kann der erfasste Batterieparameter einen Betriebszustand des Packs betreffen, etwa ob aktuell ein Spannungsausgleich beziehungsweise Balancing durchgeführt wird, welcher Strom im Batteriepack bereitgestellt wird, ob aktuell ein Laden des Batteriepacks durchgeführt wird, ob ein Batteriepack aktuell in der Multipack-Anordnung zugeschaltet oder getrennt ist oder welchen Ladezustand das Batteriepack beziehungsweise die einzelnen Batteriezellen haben.The pack control devices are also set up to record a battery parameter of the battery pack assigned to them. Such a battery parameter can be, for example, a total voltage of the pack and/or a maximum and minimum cell voltage of the individual battery cells of the battery pack. Furthermore, the detected battery parameter can relate to an operating state of the pack, for example whether voltage equalization or balancing is currently being carried out, what current is provided in the battery pack, whether the battery pack is currently being charged, whether a battery pack is currently connected or disconnected in the multipack arrangement or what state of charge the battery pack or the individual battery cells have.

Bei einer weiteren Ausbildung umfassen das erste und das zweite Batteriepack jeweils eine Mehrzahl von Batteriezellen, wobei der Ladungsausgleich so durchgeführt wird, dass der Parameter-Zielwert für die Batteriezellen des ersten und/oder zweiten Batteriepacks eingestellt wird. Dabei wird insbesondere zudem der Parameter-Zielwert für alle von der Multipack-Anordnung umfassten Batteriepacks eingestellt.In a further embodiment, the first and the second battery pack each comprise a plurality of battery cells, with the charge balancing being carried out in such a way that the parameter target value for the battery cells of the first and/or second battery pack is set. In this case, in particular, the parameter target value is also set for all battery packs comprised by the multipack arrangement.

Anhand des Batterieparameters oder einer Mehrzahl von Batterieparametern, die jeweils für ein Batteriepack erfasst wurden, bestimmt die Multipack-Steuereinheit einen Parameter-Zielwert. Diese kann den gleichen Batterieparameter betreffen, der von den Pack-Steuergeräten erfasst wurde, oder es kann sich um einen anderen Parameter handeln.The multipack control unit determines a parameter target value based on the battery parameter or a plurality of battery parameters which have each been recorded for a battery pack. This may be the same battery parameter read by the pack controllers, or it may be a different parameter.

Der Spannungsausgleich beziehungsweise das Balancing kann demnach sowohl als Ausgleichen zwischen den Batteriezellen innerhalb eines Batteriepacks, als auch zwischen mehreren Batteriepacks verstanden und ausgeführt werden.The voltage equalization or balancing can therefore be understood and carried out both as equalization between the battery cells within a battery pack and between several battery packs.

Insbesondere wird bei dem Spannungsausgleich der Batterieparameter fortlaufend oder in definierten Abständen gemessen und ein Ausgleichsverfahren so lange ausgeführt, bis der Ziel-Parameterwert erreicht ist. Beispielsweise kann ein Entladen einer Batteriezelle über einen Widerstand so lange erfolgen, bis der vorgegebene Parameter-Zielwert einer Ruhespannung der Batteriezelle erreicht ist.In particular, during voltage equalization, the battery parameters are measured continuously or at defined intervals, and an equalization process is carried out until the target parameter value is reached. For example, a battery cell can be discharged via a resistor until the specified parameter Target value of an open circuit voltage of the battery cell is reached.

Das Bestimmen des Parameter-Zielwerts erfolgt auf an sich bekannte Weise. Insbesondere kann der Parameter-Zielwert dabei so bestimmt werden, dass die maximale installierte Kapazität genutzt wird. Der Parameter-Zielwert ist insbesondere so ausgebildet, dass er für definierte Batteriepacks und/oder Batteriezellen eines oder mehrerer Batteriepacks einstellbar ist. Der Parameter-Zielwert ist insbesondere ein Zielwert für einen Parameter, der bei einem Spannungsausgleich oder einem anderen Balancing-Verfahren für die jeweiligen Batteriepacks und/oder Batteriezellen einstellbar ist.The parameter target value is determined in a manner known per se. In particular, the parameter target value can be determined in such a way that the maximum installed capacity is used. The parameter target value is designed in particular in such a way that it can be set for defined battery packs and/or battery cells in one or more battery packs. The parameter target value is in particular a target value for a parameter that can be set for the respective battery packs and/or battery cells during voltage equalization or another balancing method.

Bei einer Weiterbildung des Systems umfasst der Parameter-Zielwert einen Spannungswert und/oder einen Wert eines Ladungszustands (state of charge, SOC) eines oder mehrerer Batteriepacks.In one development of the system, the parameter target value includes a voltage value and/or a value of a state of charge (SOC) of one or more battery packs.

Dabei werden insbesondere zwei verschiedene Balancing-Konzepte unterschieden: Bei einem spannungsbasierten Balancing wird als Zielgröße die Ruhespannung der Batteriezellen beziehungsweise der Batteriepacks vorgegeben. Alternativ oder zusätzlich kann als Zielwert ein bestimmter Ladungszustand vorgegeben werden. Die Erfassung des aktuellen SOC stellt dabei eine zusätzliche Herausforderung dar. Typischerweise wird zu diesem Zweck ein SOC-Schätzer verwendet, der auf der Grundlage von Daten zur Spannung und dem Strom der Batteriezelle oder des Batteriepacks einen SOC-Schätzwert bestimmt.In particular, a distinction is made between two different balancing concepts: In the case of voltage-based balancing, the open-circuit voltage of the battery cells or battery packs is specified as the target variable. Alternatively or additionally, a specific charge state can be specified as the target value. Determining the current SOC poses an additional challenge. Typically, an SOC estimator is used for this purpose, which determines an estimated SOC value based on data on the voltage and current of the battery cell or battery pack.

Die Koppelung zwischen der Multipack-Steuereinheit und der Multipack-Anordnung kann etwa mittels einer datentechnischen Verbindung erfolgen. Hierzu kann etwa die Multipack-Anordnung eine Schnittstelle aufweisen.The coupling between the multipack control unit and the multipack arrangement can take place, for example, by means of a data connection. The multipack arrangement can have an interface for this purpose.

Die Multipack-Steuereinheit kann ferner mit den Batteriepacks oder den Pack-Steuergeräten der Batteriepacks insbesondere datentechnisch gekoppelt sein, etwa über eine gemeinsame Schnittstelle der Batteriepacks und/oder der Pack-Steuergeräte. Gegebenenfalls kann die Multipack-Steuereinheit als Multipack-Steuermodul einer übergeordneten Steuereinheit oder eines Steuergeräts ausgebildet sein.The multipack control unit can also be coupled with the battery packs or the pack control devices of the battery packs, in particular in terms of data technology, for example via a common interface of the battery packs and/or the pack control devices. If necessary, the multipack control unit can be embodied as a multipack control module of a higher-level control unit or a control device.

Bei einer Ausbildung weist die Multipack-Steuereinheit keine eigene Sensoreinrichtung auf und die Bestimmung des Parameter-Zielwertes erfolgt ausschließlich anhand der von den Pack-Steuergeräten empfangenen Batterieparameter.In one embodiment, the multipack control unit does not have its own sensor device and the parameter target value is determined solely on the basis of the battery parameters received from the pack control devices.

Das heißt, es ist vorteilhafterweise keine separate Erfassung des Batterieparameters erforderlich, sondern die bestehenden Möglichkeiten der Pack-Steuergeräte zu Erfassung relevanter Daten werden ausgenutzt.This means that, advantageously, no separate acquisition of the battery parameters is required, but the existing possibilities of the pack control devices for acquiring relevant data are used.

Bei einer weiteren Ausbildung ist die Multipack-Steuereinheit über ein Batterie-Bus-System, insbesondere über einen Batterie-CAN-Bus, datentechnisch mit der Multipack-Anordnung gekoppelt, insbesondere mit den Pack-Steuergeräten der Batteriepacks der Multipack-Anordnung.In a further embodiment, the multipack control unit is coupled in terms of data technology to the multipack arrangement, in particular to the pack control units of the battery packs of the multipack arrangement, via a battery bus system, in particular via a battery CAN bus.

Dadurch wird vorteilhafterweise eine flexible und etablierte Form der Datenübertragung verwendet.This advantageously uses a flexible and established form of data transmission.

Bei einer Weiterbildung ist die Multipack-Steuereinheit über ein Fahrzeug-Bus-System datentechnisch mit dem Fahrzeug gekoppelt, insbesondere über einen Fahrzeug-CAN-Bus.In one development, the multipack control unit is coupled to the vehicle via a vehicle bus system in terms of data technology, in particular via a vehicle CAN bus.

Bei dem System kann zudem vorgesehen sein, dass ein Zuschaltungszustand der Batteriepacks über Zuschaltungs-Relaisschalter erfolgen kann, wobei die Ansteuerung insbesondere über das dem jeweiligen Batteriepack zugeordnete Pack-Steuergerät erfolgt. Das dem Pack-Steuergerät zugeordnete Batteriepack kann dadurch innerhalb der Multipack-Anordnung verbunden oder getrennt werden. Das heißt, die in der Multipack-Anordnung zusammengefassten Batteriepacks können flexibel zugeschaltet werden, insbesondere je nach dem aktuellen Bedarf des Verbraucherkreises.In the system it can also be provided that the battery packs can be switched on via switch-on relay switches, with the control taking place in particular via the pack control device assigned to the respective battery pack. The battery pack associated with the pack controller can thereby be connected or disconnected within the multipack arrangement. This means that the battery packs combined in the multipack arrangement can be switched on flexibly, in particular depending on the current needs of the consumer group.

Zudem kann vorgesehen sein, dass die Pack-Steuergeräte eingerichtet sind, den jeweiligen Zuschaltungszustand auszugeben, etwa in regelmäßigen Intervallen, auf ein Anforderungssignal hin oder bei einer Veränderung des Zuschaltungszustandes. Bei der Ausgabe kann der Zuschaltungszustand an die Multipack-Steuereinheit übertragen werden.In addition, it can be provided that the pack control devices are set up to output the respective connection status, for example at regular intervals, in response to a request signal or when the connection status changes. On output, the connection status can be transmitted to the multipack controller.

Den Batteriepacks können dabei auch jeweils mehrere Pack-Steuereinheiten oder Pack-Steuermodule zugeordnet sein, um verschiedene Funktionalitäten zu implementieren; beispielsweise kann die Steuerung eines oder mehrerer Relaisschalter mittels eines ersten Pack-Steuerungsmoduls und die Erfassung des Batterieparameters mittels eines zweiten Pack-Steuerungsmoduls ausführbar sein.Several pack control units or pack control modules can also be assigned to each of the battery packs in order to implement different functionalities; for example, controlling one or more relay switches may be executable using a first pack control module and sensing the battery parameter using a second pack control module.

Insbesondere können die Pack-Steuergeräte dazu eingerichtet sein, auf ein Steuersignal hin einen Messmodus zu aktivieren oder zu deaktivieren. Bei einem aktivierten Messmodus können dann die jeweiligen Pack-Steuergeräts jeweils den Batterieparameter des zugeordneten Batteriepacks erfassen.In particular, the pack control devices can be set up to activate or deactivate a measurement mode in response to a control signal. When the measurement mode is activated, the respective pack control device can then record the battery parameters of the associated battery pack.

Bei einer Ausbildung umfasst der erfasste Batterieparameter eine Ruhespannung beziehungsweise eine Gesamtspannung des Batteriepacks, eine maximale und/oder minimale Zellspannung innerhalb des Batteriepacks und/oder einen Betriebszustand des Batteriepacks.In one embodiment, the recorded battery parameter includes an open-circuit voltage or a total voltage of the battery pack, a maximum and/or minimum cell voltage within the battery pack and/or an operating state of the battery pack.

Ferner kann der erfasste Batterieparameter einen Betriebszustand des Packs betreffen, etwa ob aktuell ein Spannungsausgleich beziehungsweise ein Balancing-Verfahren durchgeführt wird, welcher Strom im Batteriepack bereitgestellt wird, ob aktuell ein Laden des Batteriepacks durchgeführt wird, ob ein Batteriepack aktuell in der Multipack-Anordnung zugeschaltet oder getrennt ist oder welchen Ladezustand das Batteriepack beziehungsweise die einzelnen Batteriezellen haben.Furthermore, the detected battery parameter can relate to an operating state of the pack, for example whether a voltage equalization or a balancing process is currently being carried out, what current is provided in the battery pack, whether the battery pack is currently being charged, whether a battery pack is currently connected in the multipack arrangement or disconnected or what state of charge the battery pack or the individual battery cells have.

Bei einer Ausbildung erfolgt beim Durchführen des Spannungsausgleichs ein Entladen des Batteriepacks über einen Widerstand, insbesondere über einen Verbraucher, der beispielsweise über einen Verbraucherkreis angeschlossen ist.In one embodiment, when the voltage equalization is carried out, the battery pack is discharged via a resistor, in particular via a consumer which is connected via a consumer circuit, for example.

Insbesondere erfolgt dabei ein „passives Balancing“, bei dem eine größere Ladung einer Batterie ausgeglichen wird, indem diese Ladung verringert wird. Die dabei abzugebende Energie wird insbesondere über Wärme abgegeben. Das heißt, es erfolgt ein dissipatives Balancing mit Entladung der Batteriezellen über einen Widerstand.In particular, a "passive balancing" takes place, in which a larger charge in a battery is compensated for by reducing this charge. The energy to be released in the process is released in particular via heat. That means there is dissipative balancing with discharging the battery cells via a resistor.

Bei einer weiteren Ausbildung erfolgt ein aktives Balancing, insbesondere eine Verschiebung von Energie von volleren zu leereren Batteriezellen, etwa bei einem Balancing-Verfahren parallel geschalteter Batteriepacks beziehungsweise Batteriezellen.In a further embodiment, active balancing takes place, in particular energy is shifted from full to empty battery cells, for example in the case of a balancing method for battery packs or battery cells connected in parallel.

Ferner kann ein automatisch durchgeführtes Balancing über Ausgleichsströme vorgesehen sein, die sich insbesondere durch Spannungsunterschiede zwischen parallel verschalteten Batteriepacks beziehungsweise Batteriezellen ergeben. Solche Ausgleichsströme sind nicht direkt steuerbar oder kontrollierbar, sondern entstehen automatisch.Furthermore, an automatically performed balancing can be provided via compensating currents, which result in particular from voltage differences between battery packs or battery cells connected in parallel. Such compensating currents cannot be controlled or controlled directly, but arise automatically.

Die Steuerung des Spannungsausgleichs beziehungsweise des Balancing erfolgt daher im Wesentlich auf an sich bekannte Weise.The voltage equalization or the balancing is therefore essentially controlled in a manner known per se.

Die Multipack-Steuereinheit kann auf verschiedene Weisen ausgebildet sein, um das Balancing auszuführen. Dabei kann insbesondere eine Strategie zum Balancing und/oder Spannungsausgleich gesteuert werden. Beispielsweise kann eine solche Strategie ein passives und/oder aktives Balancing der jeweiligen Batteriepacks oder der Multipack-Anordnung betreffen. Dabei kann etwa ein Strom gesteuert werden, der zum Ausgleich zwischen den Batteriepacks und/oder Batteriezellen genutzt wird.The multipack controller can be designed in various ways to perform the balancing. In this case, in particular, a strategy for balancing and/or voltage equalization can be controlled. For example, such a strategy can relate to passive and/or active balancing of the respective battery packs or the multipack arrangement. For example, a current can be controlled that is used to balance the battery packs and/or battery cells.

Bei einer weiteren Ausbildung sind die Pack-Steuergeräte dazu eingerichtet, die Zuschaltungszustände der jeweils zugeordneten Batteriepacks zu erfassen und an die Multipack-Steuereinheit zu übertragen. Beispielsweise wird dabei bestimmt, welche Batteriepacks in der Multipack-Anordnung aktuell zugeschaltet sind. Die Steuerung des Spannungsausgleichs kann dann in Abhängigkeit von den Zuschaltungszuständen der Batteriepacks erfolgen. Die Zuschaltungszustände können beispielsweise von den Pack-Steuergeräten bereitgestellt beziehungsweise von diesen an die Multipack-Steuereinheit übertragen werden.In a further embodiment, the pack control devices are set up to detect the connection states of the battery packs assigned in each case and to transmit them to the multipack control unit. For example, it is determined which battery packs are currently switched on in the multipack arrangement. The voltage equalization can then be controlled depending on the connection states of the battery packs. The connection statuses can, for example, be provided by the pack control devices or can be transmitted from them to the multipack control unit.

Bei einer weiteren Ausbildung des Systems sind die Pack-Steuergeräte dazu eingerichtet, zum Steuern des jeweiligen Zuschaltungszustands einen Zuschaltungs-Relaisschalter für das zugeordnete Batteriepack anzusteuern, wobei durch Schließen des Zuschaltungs-Relaisschalters ein zugeschalteter Zuschaltungszustand des zugeordneten Batteriepacks und durch Öffnen des Zuschaltungs-Relaisschalters ein getrennter Zuschaltungszustand des zugeordneten Batteriepacks innerhalb der Multipack-Anordnung erhalten wird.In a further embodiment of the system, the pack control units are set up to control the respective connection state to control a connection relay switch for the associated battery pack, with the connection relay switch being closed and the associated battery pack being switched on and the connection relay switch being opened being on separate connection state of the associated battery pack is obtained within the multipack arrangement.

Dadurch ist vorteilhafterweise eine besonders effiziente und einfache Steuerung der Batteriepacks möglich, insbesondere mittels integrierter Pack-Steuergeräte.As a result, a particularly efficient and simple control of the battery pack is advantageously possible, in particular by means of integrated pack control devices.

Die Pack-Steuergeräte steuern insbesondere die Zuschaltungszustände für einen positiven und einen negativen elektrischen Anschluss des jeweils zugeordneten Batteriepacks, beispielsweise mittels je eines Zuschaltungs-Relaisschalters für jeden elektrischen Pol. Die Zuschaltungs-Relaisschalter können von den jeweiligen Pack-Steuergeräten und/oder den zugeordneten Batteriepacks umfasst sein, sie können ferner separat ausgebildet sein. Ein zugeschalteter Zuschaltungszustand des zugeordneten Batteriepacks - für zumindest einen der elektrischen Pole - wird dabei durch Schließen eines Zuschaltungs-Relaisschalters erhalten, während ein getrennter Zuschaltungszustand des zugeordneten Batteriepacks - für zumindest einen der elektrischen Pole - durch Öffnen eines Zuschaltungs-Relaisschalters erhalten wird.In particular, the pack control devices control the connection states for a positive and a negative electrical connection of the respectively assigned battery pack, for example by means of a connection relay switch for each electrical pole. The connection relay switches can be included in the respective pack control devices and/or the associated battery packs, they can also be designed separately. A connected connection state of the associated battery pack - for at least one of the electrical poles - is obtained by closing a connection relay switch, while a disconnected connection state of the associated battery pack - for at least one of the electrical poles - is obtained by opening a connection relay switch.

Bei einer Ausbildung ist die Multipack-Steuereinheit ferner dazu eingerichtet, ein Zuschaltmanagement in Abhängigkeit von den für die Batteriepacks erfassten Batterieparametern und/oder dem für die Batteriepacks beziehungsweise die Batteriezellen bestimmten Parameter-Zielwert auszuführen.In one embodiment, the multipack control unit is also set up to carry out connection management as a function of the battery parameters recorded for the battery packs and/or the parameter target value determined for the battery packs or the battery cells.

Dabei können beispielsweise solche Batteriepacks bevorzugt zugeschaltet werden, die im Rahmen des Ladungsausgleichs entladen werden sollen. Ferner können Batteriepacks weniger bevorzugt zugeschaltet werden, wenn bei ihnen aktuell ein Ladungsausgleich durchgeführt wird oder ein Ladungsausgleich notwendig ist, insbesondere wenn eine große Spannungsdifferenz zu weiteren Batteriepacks besteht.In this case, for example, those battery packs that are to be discharged as part of the charge equalization can be preferentially switched on. Furthermore, battery packs can be switched on with less preference if charge equalization is currently being carried out on them or if charge equalization is necessary, in particular if there is a large voltage difference to other battery packs.

Bei einer Ausbildung ist die Multipack-Steuereinheit dazu eingerichtet, ein Anforderungssignal zu empfangen und in Abhängigkeit von dem Anforderungssignal zumindest ein Pack-Steuergerät so anzusteuern, dass der Zuschaltungszustand des jeweils zugeordneten Batteriepacks geändert wird. Dabei erfolgt insbesondere die Ansteuerung in Abhängigkeit von einem für das zugeordnete Batteriepack empfangenen Batterieparameter oder einem Isolationszustand des Batteriepacks.In one embodiment, the multipack control unit is set up to receive a request signal and to control at least one pack control device as a function of the request signal in such a way that the connection state of the respectively assigned battery pack is changed. In this case, in particular, the control takes place as a function of a battery parameter received for the assigned battery pack or an insulation state of the battery pack.

Dadurch kann vorteilhafterweise eine Zuschaltstrategie der Batteriepacks in der Multipack-Anordnung so erreicht werden, dass ein selektives Zuschalten oder Trennen spezifischer Batteriepacks auch unter dem Aspekt des Balancing für die Batteriepacks beziehungsweise die Batteriezellen der Batteriepacks gesteuert wird.As a result, an activation strategy for the battery packs in the multipack arrangement can advantageously be achieved in such a way that selective connection or disconnection of specific battery packs is also controlled from the aspect of balancing for the battery packs or the battery cells of the battery packs.

Bei dem Verfahren zum Betreiben eines Systems zum Bereitstellen von Energie für ein Fahrzeug umfasst das System eine Multipack-Anordnung mit zumindest einem ersten Batteriepack und einem zweiten Batteriepack sowie eine mit der Multipack-Anordnung gekoppelte Multipack-Steuereinheit. Dabei ist dem ersten und dem zweiten Batteriepack jeweils ein Pack-Steuergerät zugeordnet. Dabei wird ein Batterieparameter des jeweils zugeordneten Batteriepacks erfasst, anhand der empfangenen Batterieparameter wird ein Parameter-Zielwert bestimmt, und anhand des empfangenen Parameter-Zielwert wird ein Ladungsausgleich für das jeweils zugeordnete Batteriepack durchgeführt.In the method for operating a system for providing energy for a vehicle, the system comprises a multipack arrangement with at least a first battery pack and a second battery pack and a multipack control unit coupled to the multipack arrangement. A pack control unit is assigned to the first and the second battery pack. A battery parameter of the respectively assigned battery pack is recorded, a parameter target value is determined using the received battery parameters, and charge equalization for the respectively assigned battery pack is carried out using the received parameter target value.

Das Verfahren ist insbesondere dazu ausgebildet, das System zu betreiben. Es weist daher dieselben Vorteile auf wie das erfindungsgemäße System.The method is designed in particular to operate the system. It therefore has the same advantages as the system according to the invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

  • 1 ein Ausführungsbeispiel des Systems für in Serie geschaltete Batteriepacks in einer Multipack-Anordnung;
  • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Systems.
The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawings. show it
  • 1 an embodiment of the system for series-connected battery packs in a multi-pack arrangement;
  • 2 another embodiment of the system.

Mit Bezug zu 1 wird ein Ausführungsbeispiel des Systems für in Serie geschaltete Batteriepacks in einer Multipack-Anordnung erläutert.In reference to 1 an embodiment of the system for battery packs connected in series in a multi-pack arrangement is explained.

Das System umfasst eine Multipack-Anordnung 20.The system includes a multipack assembly 20.

Die Multipack-Anordnung 20 umfasst in dem Beispiel drei Batteriepacks 22, 24, 26.In the example, the multipack arrangement 20 comprises three battery packs 22, 24, 26.

Bei dem in den 1A bis 1C gezeigten Beispiel sind die Batteriepacks 22, 24, 26 in Serie geschaltet.At the in the 1A until 1C example shown, the battery packs 22, 24, 26 are connected in series.

Bei einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine parallele Schaltung der Batteriepacks vorgesehen. Ferner können gemischte Konfigurationen vorgesehen sein, etwa eine Parallelschaltung von mehreren Untereinheiten, die jeweils in Serie geschaltete Batteriepacks aufweisen, oder eine Serienschaltung von Untereinheiten, die jeweils parallel geschaltete Batteriepacks aufweisen.In a further exemplary embodiment, which is not shown, the battery packs are connected in parallel. Furthermore, mixed configurations can be provided, such as a parallel connection of a plurality of sub-units, each having battery packs connected in series, or a series connection of sub-units, each having battery packs connected in parallel.

Die Multipack-Anordnung 20 ist elektrisch mit einem Verbraucherkreis 10 eines Fahrzeugs 11 verbunden, wobei bei dem Beispiel auch die Multipack-Anordnung 20 von dem Fahrzeug 11 umfasst ist. Der Verbraucherkreis umfasst insbesondere einen elektrischen Antrieb des Fahrzeugs 11.The multi-pack arrangement 20 is electrically connected to a load circuit 10 of a vehicle 11 , the multi-pack arrangement 20 also being comprised by the vehicle 11 in the example. The consumer circuit includes in particular an electric drive of the vehicle 11.

Die elektrische Verbindung zwischen der Multipack-Anordnung 20 und dem Verbraucherkreis 10 erfolgt über einen Hochvolt (HV)-Anschluss. Der HV-Anschluss umfasst bei dem Beispiel einen negativen Pol HV- und einen positiven Pol HV+.The electrical connection between the multipack arrangement 20 and the consumer circuit 10 is made via a high-voltage (HV) connection. In the example, the HV connection includes a negative pole HV- and a positive pole HV+.

Es kann ein Schalter (nicht dargestellt) zum Schalten der Verbindung zwischen der Multipack-Anordnung und dem Verbraucherkreis 10 vorgesehen sein, insbesondere mit jeweils einem Schalter für die Pole HV-, HV+ des HV-Anschlusses.A switch (not shown) can be provided for switching the connection between the multipack arrangement and the load circuit 10, in particular with a switch each for the poles HV-, HV+ of the HV connection.

Die Batteriepacks 22, 24, 26 umfassen jeweils eine Vielzahl einzelner Batteriezellen (nicht dargestellt), die innerhalb des Batteriepacks 22, 24, 26 miteinander in Serie und/oder parallel geschaltet sind.The battery packs 22, 24, 26 each comprise a multiplicity of individual battery cells (not shown), which are connected to one another in series and/or in parallel within the battery pack 22, 24, 26.

Dabei kann ferner bei dem Ausführungsbeispiel jedes der Batteriepacks 22, 24, 26 zwei Zuschaltungs-Relaisschalter (nicht dargestellt) aufweisen, nämlich einen ersten Zuschaltungs-Relaisschalter zum Schließen oder Öffnen einer elektrischen Verbindung am negativen Pol des Batteriepacks 22 und einen zweiten Zuschaltungs-Relaisschalter zum Schließen oder Öffnen einer elektrischen Verbindung am positiven Pol des Batteriepacks 22.Furthermore, in the exemplary embodiment, each of the battery packs 22, 24, 26 can have two connection relay switches (not shown), namely a first connection relay switch for closing or opening an electrical connection at the negative pole of the battery pack 22 and a second connection relay switch for Closing or opening an electrical connection on the positive pole of the battery pack 22.

Das heißt, bei jedem einzelnen Batteriepack 22, 24, 26 können die elektrischen Anschlüsse durch die zugeordneten Zuschaltungs-Relaisschalter unabhängig geöffnet oder geschlossen werden, um das jeweilige Batteriepack 22, 24, 26 innerhalb der Multipack-Anordnung 20 zuzuschalten oder zu trennen.That is, each individual battery pack 22, 24, 26 can have its electrical connections independently opened or closed by the associated staging relay switch to connect or disconnect the respective battery pack 22, 24, 26 within the multi-pack assembly 20.

Bei dem in 1 gezeigten Fall sind alle Zuschaltungs-Relaisschalter geschlossen und die Batteriepacks 22, 24, 26 sind dadurch miteinander in Serie verbunden sowie am Verbraucherkreis 10 angeschlossen.At the in 1 In the case shown, all connection relay switches are closed and the battery packs 22, 24, 26 are thereby connected to one another in series and connected to the load circuit 10.

Jedes Batteriepack 22, 24, 26 weist ein ihm zugeordnetes Pack-Steuergerät 23, 25, 27 auf.Each battery pack 22, 24, 26 has a pack controller 23, 25, 27 assigned to it.

Die Pack-Steuergeräte 23, 25, 27, sind bei dem Beispiel in die jeweils zugeordneten Batteriepacks 22, 24, 26 integriert, sie können bei weiteren Ausführungsbeispielen auch separat davon ausgebildet sein.In the example, the pack control devices 23, 25, 27 are integrated into the respective associated battery packs 22, 24, 26; in further exemplary embodiments, they can also be designed separately from them.

Die Pack-Steuergeräte 23, 25, 27 sind dazu eingerichtet, die jeweiligen Schaltungszustände der Zuschaltungs-Relaisschalter der zugeordneten Batteriepacks 22, 24, 26 anzusteuern und dadurch entsprechend den Zuschaltungszustand der Batteriepacks 22, 24, 26 innerhalb der Multipack-Anordnung 20 zu steuern.The pack control devices 23, 25, 27 are set up to control the respective switching states of the connection relay switches of the associated battery packs 22, 24, 26 and thereby correspondingly control the connection state of the battery packs 22, 24, 26 within the multipack arrangement 20.

Der Zuschaltungszustand eines Batteriepacks 22, 24, 26 ist bei dem Beispiel durch die Schalterstellungen der Zuschaltungs-Relaisschalter definiert.In the example, the connection state of a battery pack 22, 24, 26 is defined by the switch positions of the connection relay switches.

Es kann insbesondere ein (vollständig) getrennter Zuschaltungszustand eines Batteriepacks 22, 24, 26 definiert sein, bei dem die Zuschaltungs-Relaisschalter geöffnet sind und die elektrischen Verbindungen zum negativen HV- und positiven HV+ Pol des Anschlusses der Multipack-Anordnung 20 unterbrochen sind.In particular, a (completely) disconnected connection state of a battery pack 22, 24, 26 can be defined, in which the connection relay switches are open and the electrical connections to the negative HV and positive HV+ pole of the connection of the multipack arrangement 20 are interrupted.

Ferner kann insbesondere ein (vollständig) zugeschalteter Zuschaltungszustand eines Batteriepacks 22, 24, 26 definiert sein, bei dem die Zuschaltungs-Relaisschalter geschlossen sind und die elektrischen Verbindungen zum negativen HV- und positiven HV+ Pol des Anschlusses der Multipack-Anordnung 20 geschlossen sind.Furthermore, in particular a (completely) connected connection state of a battery pack 22, 24, 26 can be defined, in which the connection relay switches are closed and the electrical connections to the negative HV and positive HV+ pole of the connection of the multipack arrangement 20 are closed.

Zudem können gemischte Zustände vorgesehen sein, bei denen einer der Zuschaltungs-Relaisschalter eines Batteriepacks 22, 24, 26 geöffnet und der andere geschlossen ist.In addition, mixed states can be provided in which one of the connection relay switches of a battery pack 22, 24, 26 is open and the other is closed.

Die Pack-Steuergeräte 23, 25, 27 sind demnach dazu eingerichtet, die Zuschaltungs-Relaisschalter der zugeordneten Batteriepacks 22, 24, 26 zu öffnen oder zu schließen.The pack control devices 23, 25, 27 are accordingly set up to open or close the connection relay switches of the associated battery packs 22, 24, 26.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen können die Pack-Steuergeräte 23, 25, 27 ferner dazu eingerichtet sein, einen Isolationszustand des jeweils zugeordneten Batteriepacks 22, 24, 26 zu erfassen. Hierzu kann eine Messschaltung vorgesehen sein, die auf an sich bekannte Weise, insbesondere normgerecht, ausgebildet und dazu eingerichtet ist, einen Isolationswiderstand zwischen dem zugeordneten Batteriepack 22, 24, 26 und einem Chassis des Fahrzeugs 11 zu messen. Insbesondere werden dabei zwei Widerstandswerte gemessen, nämlich zwischen dem negativen Pol des Batteriepacks 22, 24, 26, etwa im Bereich des Zuschaltungs-Relaisschalters für den negativen Pol, und dem Fahrzeugchassis sowie zwischen dem positiven Pol des Batteriepacks 22, 24, 26, etwa im Bereich des Zuschaltungs-Relaisschalters für den positiven Pol, und dem Fahrzeugchassis.In further exemplary embodiments, the pack control devices 23, 25, 27 can also be set up to detect an insulation state of the respectively associated battery pack 22, 24, 26. For this purpose, a measuring circuit can be provided which is designed in a manner known per se, in particular in accordance with standards, and is set up to measure an insulation resistance between the associated battery pack 22 , 24 , 26 and a chassis of the vehicle 11 . In particular, two resistance values are measured, namely between the negative pole of the battery pack 22, 24, 26, approximately in the area of the connection relay switch for the negative pole, and the vehicle chassis and between the positive pole of the battery pack 22, 24, 26, approximately in Area of the positive pole energizing relay switch, and the vehicle chassis.

Das System umfasst ferner eine Multipack-Steuereinheit 30.The system also includes a multipack controller 30.

Bei dem Beispiel ist die Multipack-Steuereinheit 30 über einen Batterie-CAN-Bus 31 mit der Multipack-Anordnung 20 und/oder mit den einzelnen Batteriepacks 22, 24, 26 der Multipack-Anordnung 20 und/oder mit den Steuergeräten 23, 25, 27 der Batteriepacks 22, 24, 26 datentechnisch gekoppelt.In the example, the multipack control unit 30 is connected via a battery CAN bus 31 to the multipack arrangement 20 and/or to the individual battery packs 22, 24, 26 of the multipack arrangement 20 and/or to the control units 23, 25, 27 of the battery packs 22, 24, 26 coupled in terms of data technology.

Ferner ist die Multipack-Steuereinheit 30 bei dem Beispiel über einen Fahrzeug-CAN-Bus 32 mit dem Verbraucherkreis 10 oder einer anderen Einheit des Fahrzeugs 11, insbesondere mit einer Fahrzeug-Steuereinheit (nicht dargestellt), datentechnisch gekoppelt.Furthermore, in the example, multipack control unit 30 is coupled via a vehicle CAN bus 32 to consumer circuit 10 or another unit of vehicle 11, in particular to a vehicle control unit (not shown).

Nachfolgend wir anhand des in 1 gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispiels des Systems ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens erläutert.In the following we use the in 1 shown and explained above embodiment of the system an embodiment of the method is explained.

Die Pack-Steuergeräte 23, 25, 27 erfassen einen Batterieparameter des jeweils zugeordneten Batteriepacks 22, 24, 26.The pack control devices 23, 25, 27 record a battery parameter of the respectively assigned battery pack 22, 24, 26.

Bei dem Ausführungsbeispiel erfassen die Pack-Steuergeräte 23, 25, 27 jeweils die Ruhespannung beziehungsweise die Gesamtspannung des zugeordneten Batteriepacks 22, 24, 26 sowie die minimale und maximale Zellspannung der von dem zugeordneten Batteriepack 22, 24, 26 umfassten Batteriezellen. Zudem wird bei dem Ausführungsbeispiel auch ein Betriebszustand des zugeordneten Batteriepacks 22, 24, 26 erfasst, insbesondere betreffend einen Ladezustand, einen Zuschaltungszustand und eine Information darüber, ob das Batteriepack 22, 24, 26 aktuell geladen wird oder ob eine Entladung beziehungsweise ein Bereitstellung von elektrischer Energie für einen Verbraucher stattfindet.In the exemplary embodiment, the pack control units 23, 25, 27 each record the no-load voltage or the total voltage of the associated battery pack 22, 24, 26 and the minimum and maximum cell voltage of the battery cells comprised by the associated battery pack 22, 24, 26. In addition, in the embodiment, an operating state of the associated battery pack 22, 24, 26 is detected, in particular relating to a state of charge, a connection state and information about whether the battery pack 22, 24, 26 is currently being charged or whether a Discharge or a provision of electrical energy for a consumer takes place.

Die erfassten Batterieparameter werden über das Batterie-Bus-System 31 an die Multipack-Steuereinheit 30 übertragen.The detected battery parameters are transmitted to the multipack control unit 30 via the battery bus system 31 .

Die Multipack-Steuereinheit 30 bestimmt anhand der empfangenen Batterieparameter der zugeschalteten Batteriepacks 22, 24, 26 einen Parameter-Zielwert für die Batteriepacks 22, 24, 26. Dieser Parameter-Zielwert umfasst bei dem Ausführungsbeispiel einen Ziel-Spannungswert.The multipack control unit 30 uses the received battery parameters of the connected battery packs 22, 24, 26 to determine a parameter target value for the battery packs 22, 24, 26. In the exemplary embodiment, this parameter target value includes a target voltage value.

Der Ziel-Parameterwert beziehungsweise der Ziel-Spannungswert wird an die Batteriepacks 22, 24, 26 übertragen und bei diesen wird ein Spannungsausgleich ausgeführt. Dabei werden die von den Batteriepacks 22, 24, 26 umfassten Batteriezellen auf etwa einen gleichen Spannungswert gebracht, der anhand des Ziel-Spannungswertes für das jeweilige Batteriepack 22, 24, 26 bestimmt wird.The target parameter value or the target voltage value is transmitted to the battery packs 22, 24, 26 and voltage equalization is carried out on them. The battery cells included in the battery packs 22, 24, 26 are brought to approximately the same voltage value, which is determined using the target voltage value for the respective battery pack 22, 24, 26.

Bei dem Spannungsausgleich erfolgt bei dem Beispiel ein dissipatives Balancing, das heißt, Batteriepacks 22, 24, 26 beziehungsweise Batteriezellen werden so entladen, dass sie auf den gewünschten Ziel-Spannungswert gebracht werden. Die überschüssige elektrische Energie wird insbesondere als Wärme abgegeben. Dabei handelt es sich insbesondere um ein „passives“ Balancing.In the case of the voltage equalization, a dissipative balancing takes place in the example, that is to say battery packs 22, 24, 26 or battery cells are discharged in such a way that they are brought to the desired target voltage value. The excess electrical energy is given off in particular as heat. This is in particular a "passive" balancing.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann alternativ oder zusätzlich ein „aktives“ Balancing ausgeführt werden, wobei elektrische Energie von bestimmten Batteriepacks 22, 24, 26 oder Batteriezellen von anderen Batteriepacks 22, 24, 26 oder Batteriezellen aufgenommen wird, um den Spannungsausgleich durchzuführen und ein gleichmäßiges Niveau zu erreichen.In a further exemplary embodiment, “active” balancing can alternatively or additionally be carried out, in which case electrical energy from certain battery packs 22, 24, 26 or battery cells is taken up by other battery packs 22, 24, 26 or battery cells in order to balance the voltage and achieve an even level to reach.

Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel betrifft ein Balancing, bei dem von den Zellspannungen der Batteriepacks 22, 24, 26 und der davon umfassten Batteriezellen ausgegangen wird. In diesem Fall wird eine Zielspannung als Ziel-Parameterwert vorgegeben.The exemplary embodiment described here relates to balancing, in which the cell voltages of the battery packs 22, 24, 26 and the battery cells contained therein are assumed. In this case, a target voltage is specified as the target parameter value.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Steuerung anhand eines Ladezustandes (state of charge, SOC) erfolgen. In diesem Fall wird ein SOC als Batterieparameter erfasst, wobei insbesondere die Pack-Steuergeräte 23, 25, 27 eine SOC-Schätzung anhand von gemessenen Strom- und Spannungswerten ausführen. Anhand dieser SOC-Schätzungen für die einzelnen Batteriepacks 22, 24, 26 wird dann ein Ziel-SOC-Wert bestimmt und an die Pack-Steuergeräte 23, 25, 27 übertragen. Diese steuern einen Balancing-Vorgang, um in den Batteriepacks 22, 24, 26 beziehungsweise den davon umfassten Batteriezellen den Ziel-SOC-Wert zu erhalten.In another embodiment, the control may be based on a state of charge (SOC). In this case, an SOC is recorded as a battery parameter, with the pack control devices 23, 25, 27 in particular carrying out an SOC estimate using measured current and voltage values. A target SOC value is then determined on the basis of these SOC estimates for the individual battery packs 22 , 24 , 26 and transmitted to the pack control devices 23 , 25 , 27 . These control a balancing process in order to obtain the target SOC value in the battery packs 22, 24, 26 or the battery cells they contain.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, dass die Multipack-Steuereinheit 30 ein Anforderungssignal empfängt. Die Übertragung des Anforderungssignals erfolgt beispielsweise über das Fahrzeug-Bus-System 32.A further exemplary embodiment also provides for the multipack control unit 30 to receive a request signal. The request signal is transmitted, for example, via the vehicle bus system 32.

Das Anforderungssignal kann zum Beispiel von einer Fahrzeug-Steuereinheit erzeugt und in Abhängigkeit von einer Leistungsanforderung des Verbraucherkreises 10 und der davon umfassten Einrichtungen gebildet werden. Zum Beispiel wird das Anforderungssignal so gebildet, dass eine Erhöhung der von der Multipack-Anordnung bereitgestellten Leistung erreicht wird.The request signal can be generated, for example, by a vehicle control unit and formed as a function of a power requirement from consumer circuit 10 and the devices included therein. For example, the request signal is formed in such a way that an increase in the power provided by the multipack arrangement is achieved.

Ferner kann ein Anforderungssignal gebildet werden, um das Fahrzeug in Betrieb zu nehmen und die Batteriepacks 22, 24, 26 in der Multipack-Anordnung 20 zuzuschalten. Umgekehrt kann ein Anforderungssignal gebildet werden, um die Batteriepacks 22, 24, 26 der Multipack-Anordnung durch Öffnen der Zuschaltungs-Relaisschalter zu trennen. Das heißt, es wird ein Zuschaltungsmanagement ausgeführt.Furthermore, a request signal can be formed in order to put the vehicle into operation and to switch on the battery packs 22, 24, 26 in the multipack arrangement 20. Conversely, a request signal can be formed to disconnect the battery packs 22, 24, 26 of the multipack arrangement by opening the connection relay switch. That is, connection management is performed.

In Abhängigkeit von dem empfangenen Anforderungssignal steuert die Multipack-Steuereinheit 30 die Pack-Steuergeräte 23, 25, 27 so an, dass die Zuschaltungs-Relaisschalter der jeweils zugeordneten Batteriepacks 22, 24, 26 im aktuellen Zustand gehalten, geöffnet oder geschlossen werden.Depending on the request signal received, the multipack control unit 30 controls the pack control devices 23, 25, 27 in such a way that the connection relay switches of the respectively assigned battery packs 22, 24, 26 are kept in the current state, opened or closed.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Multipack-Steuereinheit 30 anhand der zuvor empfangenen Zuschaltungszustände, Batterieparameter und/oder Isolationszustände der Batteriepacks 22, 24, 26 eine Zuschaltstrategie bestimmt. Die Zuschaltstrategie umfasst insbesondere Daten zur gesamten Anzahl zugeschalteter Batteriepacks 22, 24, 26 und zur Auswahl der zugeschalteten oder getrennten Batteriepacks 22, 24, 26. Insbesondere kann dabei für einzelne Batteriepacks 22, 24, 26 eine Präferenz bestimmt werden, welche Batteriepacks 22, 24, 26 bevorzugt zugeschaltet oder getrennt werden.Provision can be made here for the multipack control unit 30 to determine a connection strategy on the basis of the previously received connection states, battery parameters and/or insulation states of the battery packs 22, 24, 26. The connection strategy includes in particular data on the total number of connected battery packs 22, 24, 26 and on the selection of connected or disconnected battery packs 22, 24, 26. In particular, a preference can be determined for individual battery packs 22, 24, 26 as to which battery packs 22, 24 , 26 are preferably connected or disconnected.

Bei dem Ausführungsbeispiel kann diese Zuschaltstrategie in Abhängigkeit von den für die Batteriepacks 22, 24, 26 erfassten Batterieparametern und/oder Isolationszuständen erzeugt werden, etwa um eine Zuschaltung fehlerhafter Batteriepacks 22, 24, 26 zu vermeiden.In the exemplary embodiment, this connection strategy can be generated as a function of the battery parameters and/or insulation states detected for the battery packs 22, 24, 26, for example in order to avoid connecting faulty battery packs 22, 24, 26.

Mit Bezug zu 2 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des Systems erläutert. Dieses entspricht in wesentlichen Teilen dem oben mit Bezug zu 1 erläuterten ersten Ausführungsbeispiel. Vergleichbare Elemente sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht erneut im Detail erläutert.In reference to 2 a further exemplary embodiment of the system is explained. This essentially corresponds to that referred to above to 1 explained first embodiment. Comparable elements are therefore provided with the same reference symbols and will not be explained again in detail.

Das in 2 gezeigte System unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Multipack-Steuereinheit 30 als Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug 11 und der Multipack-Anordnung 20 ausgebildet ist. Insbesondere handelt es sich um eine vehicle interface box (VIB). Diese kann etwa Anschlüsse aufweisen, über die die Multipack-Anordnung 20 elektrisch mit dem Verbraucherkreis 10 verbunden werden kann.This in 2 The system shown differs from that in 1 shown embodiment characterized in that the multipack control unit 30 is designed as an interface between the vehicle 11 and the multipack assembly 20. In particular, it is a vehicle interface box (VIB). This can have connections, for example, via which the multipack arrangement 20 can be electrically connected to the load circuit 10 .

Die weiteren Elemente sowie die datentechnischen Verbindungen 31, 32 zu der Multipack-Steuereinheit 30 entsprechen der oben erläuterten Konfiguration.The other elements and the technical data connections 31, 32 to the multipack control unit 30 correspond to the configuration explained above.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Multipack-Steuereinheit 30 von einer VIB umfasst.In another embodiment, the multipack controller 30 is comprised of a VIB.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Elektrischer VerbraucherkreisElectrical consumer circuit
1111
Fahrzeugvehicle
2020
Multipack-AnordnungMultipack arrangement
22, 24, 2622, 24, 26
Batteriepackbattery pack
23, 25, 2723, 25, 27
Pack-SteuergerätePack control units
3030
Multipack-SteuereinheitMultipack control unit
3131
CAN-Bus (Batterie-CAN-Bus)CAN bus (battery CAN bus)
3232
CAN-Bus (Fahrzeug-CAN-Bus)CAN bus (vehicle CAN bus)
HV+HV+
Anschluss (positiver Pol)connection (positive pole)
HV-HV
Anschluss (negative Pol)connection (negative pole)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Claims (10)

System zum Bereitstellen von Energie für ein Fahrzeug (11); umfassend eine Multipack-Anordnung (20) mit zumindest einem ersten Batteriepack (22) und einem zweiten Batteriepack (24, 26); und eine mit der Multipack-Anordnung (20) gekoppelte Multipack-Steuereinheit (30); wobei dem ersten (22) und dem zweiten Batteriepack (24, 26) jeweils ein Pack-Steuergerät (23, 25, 27) zugeordnet ist; wobei die Pack-Steuergeräte (23, 25, 27) dazu eingerichtet sind, einen Batterieparameter des jeweils zugeordneten Batteriepacks (22, 24, 26) zu erfassen; wobei die Multipack-Steuereinheit (30) dazu eingerichtet ist, die von den Pack-Steuergeräten (23, 25, 27) erfassten Batterieparameter der jeweils zugeordneten Batteriepacks (22, 24, 26) zu empfangen und anhand der empfangenen Batterieparameter einen Parameter-Zielwert zu bestimmen und an zumindest eines der Batteriepacks (22, 24, 26) zu übertragen; wobei die Pack-Steuergeräte (23, 25, 27) ferner dazu eingerichtet sind, anhand des empfangenen Parameter-Zielwertes einen Spannungsausgleich für das jeweils zugeordnete Batteriepack (22, 24, 26) durchzuführen.System for providing energy for a vehicle (11); full a multipack arrangement (20) having at least a first battery pack (22) and a second battery pack (24, 26); and a multipack controller (30) coupled to the multipack assembly (20); whereby a pack control unit (23, 25, 27) is assigned to each of the first (22) and the second battery pack (24, 26); whereby the pack control devices (23, 25, 27) are set up to detect a battery parameter of the respectively assigned battery pack (22, 24, 26); whereby the multipack control unit (30) is set up to receive the battery parameters of the respectively assigned battery packs (22, 24, 26) detected by the pack control devices (23, 25, 27) and to determine a parameter target value based on the received battery parameters and transmit to at least one of the battery packs (22, 24, 26); whereby the pack control devices (23, 25, 27) are also set up to use the received parameter target value to carry out voltage equalization for the battery pack (22, 24, 26) assigned in each case. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (22) und das zweite Batteriepack (24, 26) in Serie geschaltet sind.Device according to claim 1 , characterized in that the first (22) and the second battery pack (24, 26) are connected in series. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (22) und das zweite Batteriepack (24, 26) jeweils eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassen; wobei der Ladungsausgleich so durchgeführt wird, dass der Parameter-Zielwert für die Batteriezellen des ersten (22) und/oder zweiten Batteriepacks (24, 26) eingestellt wird; wobei insbesondere zudem der Parameter-Zielwert für alle von der Multipack-Anordnung (20) umfassten Batteriepacks (22, 24, 26) eingestellt wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first (22) and the second battery pack (24, 26) each comprise a plurality of battery cells; wherein the charge balancing is performed such that the parameter target value for the battery cells of the first (22) and/or second battery pack (24, 26) is adjusted; In particular, the parameter target value for all of the battery packs (22, 24, 26) included in the multipack arrangement (20) is also set. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter-Zielwert einen Spannungswert und/oder einen Wert eines Ladungszustands (state of charge, SOC) eines oder mehrerer Batteriepacks (22, 24, 26) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the parameter target value comprises a voltage value and/or a value of a state of charge (SOC) of one or more battery packs (22, 24, 26). Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weist die Multipack-Steuereinheit (3) keine eigene Sensoreinrichtung auf und die Bestimmung des Parameter-Zielwertes erfolgt ausschließlich anhand der von den Pack-Steuergeräten (23, 25, 27) empfangenen Batterieparameter.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the multipack control unit (3) does not have its own sensor device and the parameter target value is determined exclusively on the basis of the battery parameters received from the pack control units (23, 25, 27). Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multipack-Steuereinheit (30) über ein Batterie-Bus-System (31), insbesondere über einen Batterie-CAN-Bus (31), datentechnisch mit der Multipack-Anordnung (20) gekoppelt ist, insbesondere mit den Pack-Steuergeräten (23, 25, 27) der Batteriepacks (22, 24, 26) der Multipack-Anordnung (20).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the multipack control unit (30) communicates with the multipack arrangement (20) in terms of data technology via a battery bus system (31), in particular via a battery CAN bus (31). is coupled, in particular with the pack control devices (23, 25, 27) of the battery packs (22, 24, 26) of the multipack arrangement (20). Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multipack-Steuereinheit (20) über ein Fahrzeug-Bus-System (32) datentechnisch mit dem Fahrzeug gekoppelt ist, insbesondere über einen Fahrzeug-CAN-Bus (32).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the multipack control unit (20) is coupled in terms of data technology to the vehicle via a vehicle bus system (32), in particular via a vehicle CAN bus (32). Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erfasste Batterieparameter eine Gesamtspannung des Batteriepacks (22, 24, 26), eine maximale und/oder minimale Zellspannung innerhalb des Batteriepacks (22, 24, 26) und/oder einen Betriebszustand des Batteriepacks (22, 24, 26) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the detected battery parameter is a total voltage of the battery pack (22, 24, 26), a maximum and/or minimum cell voltage within the battery pack (22, 24, 26) and/or an operating state of the battery pack (22, 24, 26). Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchführen des Spannungsausgleichs ein Entladen des Batteriepacks (22, 24, 26) über einen Widerstand erfolgt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that when the voltage equalization is carried out, the battery pack (22, 24, 26) is discharged via a resistor. Verfahren zum Betreiben eines Systems zum Bereitstellen von Energie für ein Fahrzeug (11); wobei das System umfasst: eine Multipack-Anordnung (20) mit zumindest einem ersten Batteriepack (22) und einem zweiten Batteriepack (24, 26); und eine mit der Multipack-Anordnung (20) gekoppelte Multipack-Steuereinheit (30); wobei dem ersten (22) und dem zweiten Batteriepack (24, 26) jeweils ein Pack-Steuergerät (23, 25, 27) zugeordnet ist; wobei ein Batterieparameter des jeweils zugeordneten Batteriepacks (22, 24, 26) erfasst wird; anhand der empfangenen Batterieparameter ein Parameter-Zielwert bestimmt wird; und anhand des empfangenen Parameter-Zielwert ein Ladungsausgleich für das jeweils zugeordnete Batteriepack (22, 24, 26) durchgeführt wird.Method for operating a system for providing energy for a vehicle (11); where the system includes: a multipack arrangement (20) having at least a first battery pack (22) and a second battery pack (24, 26); and a multipack controller (30) coupled to the multipack assembly (20); whereby a pack control unit (23, 25, 27) is assigned to each of the first (22) and the second battery pack (24, 26); whereby a battery parameter of the respectively associated battery pack (22, 24, 26) is detected; a parameter target value is determined based on the received battery parameters; and a charge equalization for the battery pack (22, 24, 26) assigned in each case is carried out on the basis of the parameter target value received.
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