EP1747476A1 - Battery state recognition - Google Patents

Battery state recognition

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Publication number
EP1747476A1
EP1747476A1 EP05749969A EP05749969A EP1747476A1 EP 1747476 A1 EP1747476 A1 EP 1747476A1 EP 05749969 A EP05749969 A EP 05749969A EP 05749969 A EP05749969 A EP 05749969A EP 1747476 A1 EP1747476 A1 EP 1747476A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
battery
charge
batteries
state
individual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05749969A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Richard Aumayer
Burkhard Iske
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1747476A1 publication Critical patent/EP1747476A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention is based on a battery condition detection, in particular a battery condition detection with a plurality of batteries, battery cells or other charge or energy storage devices connected in series or series, according to the preamble of claim 1.
  • Batteries for example those which are used in motor vehicles, are usually constructed from a series connection of a plurality of battery cells.
  • the nominal voltage of the batteries results from the sum of the individual voltages of the battery cells.
  • the batteries themselves have two connections, one plus and one minus connection, between which their nominal voltage lies. Since a single battery is sometimes not sufficient to generate the desired voltage, it is also known to connect at least two batteries in series with one another and thus to obtain a voltage which corresponds to the sum of the nominal voltages of the batteries.
  • Such a series connection of two 12 volt batteries is common in commercial vehicles, for example, to enable a total voltage of 24 volts. Consumers that require a supply voltage of 12 volts can be connected to one or the other battery, consumers that require a higher voltage are connected to the terminals of the series connection of the two batteries.
  • circuit means that perform a charge equalization between the batteries which works both when charging and when discharging the battery. This is to ensure that both batteries are charged evenly.
  • the circuit means that enable charge equalization are relatively complex and include at least one capacitor and several
  • the state detection according to the invention in a charge storage device in particular a battery state detection with the features of claim 1, has the advantage in the case of a series connection of several battery cells, in particular in the case of a series connection of several
  • a status detection in particular a battery status detection, which is based on a basically known battery status detection, can be used for a 12 V battery, in particular for a 24 V voltage supply with two 12 connected in series
  • Single cells are referred to as clusters, by connecting several clusters in series or series, voltages are achieved that represent an integral multiple of the single cell voltages, and battery status detections are obtained both for each cluster and for the overall system.
  • the battery status detections work computer-aided and take into account predeterminable algorithms. To reduce the computing intensity when evaluating large clusters, it may be advantageous to allow simplifications and, in the case of clusters with individual cells with the same physical properties, to assume that their physical properties change in the same way.
  • the battery voltage and the battery temperature which are determined separately for each battery, and the measured current flowing through the series connection of the batteries are evaluated in the evaluation device, for example a control unit.
  • a battery status algorithm is calculated for each battery, regardless of the overall system, which shows the battery status of each of the two batteries. Based on this information, a statement can be made about individual batteries or energy stores and or about the overall system.
  • Battery status detection is assigned and the results of the battery status detection carried out for the individual batteries are connected to one another by means of a higher-level battery status detection.
  • a direct voltage converter (DC / DC converter) is used, which increases the charging voltage for the poorly charged battery in a predeterminable manner and thus a better one Allows cargo. This means that all battery cells or both batteries can be kept at the same charge level and thus optimally charged.
  • targeted measures can also be triggered in an advantageous manner, which are targeted measures
  • the targeted discharge of the battery with the better charge state, which is provided for charge compensation is carried out by means of an additional resistor which can be switched to the battery with the better charge state by means of a switch.
  • control unit itself can be used to discharge the better charged battery.
  • Hardware from conventional systems i.e. from 12 volt systems, can be transferred with little effort and thus a very cost-effective solution can be obtained.
  • ECM ECM together in a vehicle, which accesses the information from the battery status detection and initiates the necessary controls.
  • the present battery statuses can be displayed via display means.
  • the battery state detection according to the invention can be used with corresponding adaptations not only for batteries, but generally for all charge stores, advantageously also for combinations with different types of charge stores.
  • FIG. 1 shows a battery state detection in a series connection of energy stores, for example a series connection of two lead batteries in a 24 V electrical system in a vehicle.
  • FIG. 2 shows a battery state detection in a series connection of clusters of energy stores.
  • FIG. 3 shows a battery state detection with targeted recharging, for example for two lead batteries in a 24 V vehicle electrical system
  • FIG. 4 shows a battery state detection with targeted discharging, for example again for two lead batteries in a 24 V vehicle electrical system.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment for targeted discharging of the better charged battery using control devices
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment for a battery management system for any voltages and systems.
  • Battery status in a system with two batteries connected in series should be recognized.
  • the series connection of two energy stores or batteries 10, 11 it is sufficient to determine the total current I with the aid of a current sensor 12, while the parameters temperature T and voltage U and their changes must be recorded separately for each energy store or battery.
  • voltmeters 13, 14, which determine the voltage U1 or U2, and temperature sensors 15, 16, which determine the temperatures TI or T2 are used for this purpose.
  • the associated measured values are fed to the battery state detection 17 and evaluated by the latter.
  • the battery status detection 17 is, for example, a control unit with a processor or microcomputer, not shown, and additionally comprises at least two memories 18, 19 for storing the data of the energy store 1 or the battery 10 and of the energy store 2 or the battery 11.
  • Evaluation means 20 are also provided , which process a battery state algorithm, this taking place independently of the overall system for each energy store or battery 10, 11.
  • the Evaluation of the overall system can be used both in a display and in an energy management system.
  • the existing know-how can be used by transferring the battery status detection already known for 12 V batteries to a series connection of energy storage devices. It is possible to monitor the individual batteries and possibly also the
  • FIG. 2 shows a battery state detection in the case of a series connection of several clusters of energy stores. A number of individual cells to be monitored is referred to as a cluster. By connecting several such clusters in series, voltages can be achieved which are an integral multiple of the
  • Clusters of single cells that have the same physical properties can be assumed that their physical sizes change approximately the same.
  • the battery state detection shown in FIG. 2 when clusters of energy stores or batteries are connected in series is constructed as follows:
  • the individual battery cells which are referred to as cluster 1, cluster 2 to cluster N, bear the reference numerals 25, 26 and 27 and are connected to one another in series, the positive pole of one cluster being connected to the negative pole of the other cluster in the usual way , A current measurement 28 supplies the total current I.
  • the voltage U and the temperature T are determined by means of sensors or voltmeters, not shown.
  • the quantities voltage U, current I and temperature T are supplied to separate battery state detection units for the individual clusters 1, clusters 2 ... clusters N.
  • the associated battery status detection units are with the Reference numerals 29, 30 and 31 denote.
  • the results of the individual battery state identifications for cluster 1, cluster 2, cluster N are fed to a block 32 for evaluation for overall system statements.
  • the evaluation for overall system statements is, for example, part of a master 33, which emits an output signal to the electrical energy management EEM and / or
  • FIG. 3 shows a battery state detection system that enables targeted recharging of one of the energy stores or one of the batteries.
  • the actual battery status detection is identical to that known from FIG. 1
  • These means include the generator 35, which is designed as a 24 V generator and can be used via a voltage converter 36 and a changeover switch 37 for targeted recharging of one of the batteries.
  • the series connection of the two energy stores 10, 11 can be connected to the positive connection of the system via further switching elements 38, 39.
  • the management of the targeted recharging of one of the two batteries is carried out by the electrical energy management EEM, which is connected to the changeover switch 37 and the switches 38, 39 and opens or closes them.
  • the voltage of 24 V supplied by the generator 35 is converted to 12 V by the DC voltage converter 36 and supplied to the battery 10 or 11 to be charged via the changeover switch 37.
  • either the batteries 10 or 11 can be removed from the rest of the vehicle electrical system be decoupled so that the generator 35 must take over the supply of the entire on-board electrical system for the duration of the targeted recharging.
  • the separation can also be achieved by an appropriate design of the DC / DC converter.
  • the charging current IL of the targeted recharging is carried out with the help of a further current sensor
  • the battery status detection of the individual 12 V batteries is the basis for recognizing the need for targeted recharging of the individual batteries and thus for more efficient use of the overall system.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a battery state detection, with a system with two energy stores or batteries 10, 11, for example two lead batteries in a 24 V electrical system.
  • the battery state is detected as in the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • it is ensured by means of targeted discharging that both energy stores or batteries are charged uniformly.
  • the battery in which the higher state of charge results for the battery state detection, is specifically discharged until its state corresponds to the state of the other battery
  • the battery status detection according to FIG. 1 is expanded here by a changeover switch 41, which is at 12 V, and an ammeter 42, which measures the current IE, and a resistor 43 with the associated circuitry.
  • the electrical energy management (EMM) 23 takes care of the management of the targeted discharge.
  • the battery with the better or higher state of charge is discharged in a defined manner via the resistor 43.
  • the connection to the resistor is made with the help of the switch 41, which is controlled by the EMM 23.
  • the discharge current of the targeted discharge is detected with the aid of the further current sensor 42 and made available for the associated battery state detection.
  • the method is particularly suitable when small differences in the state of charge are to be compensated for.
  • the attachment of an additional resistor with changeover switch can be provided on each battery.
  • the switch then receives the information about the uneven charge state and switches on the additional resistor.
  • the period of time during which the additional resistor is to be switched on is calculated by the electrical energy management 23, for example via the known difference in the state of charge and the known value of the
  • control unit itself can also be used.
  • the power supply to the control unit must be an appropriate switch can be connected to the battery to be discharged.
  • the control unit can also measure the discharge current permanently in the rest phases without loading the remaining batteries.
  • the discharge current can be set separately for each battery to a certain extent.
  • FIG. 5 shows, as an extension to the above-mentioned solution, a further exemplary embodiment of the invention, in which the control device itself is used for the targeted discharge of the battery.
  • a separate control unit is used for each battery.
  • the control unit itself can therefore discharge the battery by the control unit itself performing the switching function or by increasing the power consumption of the control unit, for example by correspondingly clocking the processor of the control unit.
  • the changeover switch which is necessary for the galvanic isolation and is quite complex, can be dispensed with.
  • FIG. 5 shows the two energy stores or batteries 10 and 11, each of which is connected to a control unit 44 and 45 via associated connections, the exact connection not being shown, but for example corresponding to the solution according to FIG. 1.
  • Each control device comprises means 46 and 47 for measuring the battery sizes, for example the voltage U, the current I and the temperature T of the battery in question.
  • BZE battery status detection
  • the control units are connected to one another via a communication connection 52, and an electrical connection of the vehicle (with display) can be integrated via a further connection 53.
  • each control unit determines the condition of a battery and passes the information on to a higher-level one Energy management further. This determines which battery is to be discharged and displays further information to the user via appropriate display means.
  • each control unit receives information about the status of the remaining batteries via a communication link that galvanically isolates the control units or contains a potential adjustment. Each control unit then decides, taking into account the information about the status of the remaining batteries, independently or in consultation with one another whether the battery should be discharged.
  • Each control unit can also be equipped with a display, for example an LED, which indicates the state of charge of the battery and, for example, a required one
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of the invention which is an embodiment for any voltages and systems and is suitable for the use of scalable and standardizable control device families. Such an embodiment is particularly suitable as electrical energy management or as a battery manager in connection with commercial vehicles, with a large number of n battery modules 54 to 56.
  • the temperatures TI to (optional) Tn are measured by means of suitable sensors and the battery status display 57 or fed several such battery status indicators.
  • the battery status display 57 comprises an input circuit 58a, 58b, each with a switch 59a, 59b, an analog amplifier or a high-voltage ASIC 60 and a CPU 61, which is connected to the ASIC via A / D converters 62a, 62b, 62c stands.
  • the control unit 63 of the electrical energy management comprises at least one CPU 64 which is connected to an ASIC 65 via an interface, for example an SPI interface.
  • the CPU is freely selectable and can be used in particular to maintain a scalable and standardized family of control units.
  • the overall system can therefore be adapted accordingly so that it can be used for any voltage
  • the voltage Up and the current Ip are fed to the ASIC 65 via A / D converters. These characteristic quantities for the battery pack represent the total current or the Total voltage and are processed by means of a dedicated CPU 67.
  • the results of the evaluation are made available to the BMU via the SPI interface, which takes these results into account when determining the battery status.
  • the determined battery state is then passed on to the control unit 63 by the BMU.
  • the exemplary embodiments described above are primarily suitable for extending conventional battery status detections for 12 V batteries to voltage supply systems in which at least two 12 V batteries are connected in series with one another, so that a total voltage of 24 V is obtained.
  • the battery state detection according to the invention can thus also be used in on-board electrical systems of commercial vehicles with usually 24 V on-board electrical system voltage. In principle, however, the invention can also be used for a series connection of a plurality of battery cells which each form a cluster, the state of charge of the clusters being to be determined individually and in total.
  • the term "battery” stands for any charge or energy storage and thus also includes lead-acid batteries, battery cells, clusters of charge storage, nickel-cadmium cells and capacitors etc.

Abstract

A battery state recognition system is disclosed, of application in connection with a series circuit of several battery cells, in particular, a series circuit of at least two lead batteries in a vehicle electrical system, with an increased voltage relative to conventional vehicle electrical system voltages. The battery state recognition is for recognition of a fault in one battery as well as a fault in the entire system and sends corresponding signals to a superior energy management system and, optionally, triggers a display. Additional means permit a charge equilibration in the batteries by specific recharging or specific discharging in the case of unevenly charged batteries.

Description

BatterieztistandserkennungBatterieztistandserkennung
Die Erfindung geht aus von einer Batteriezustandserkennung, insbesondere einer Batteriezsutandserkennung mit mehreren in Reihe bzw. Serie geschalteten Batterien, Batteriezellen oder sonstigen Ladungs- oder Energiespeichem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a battery condition detection, in particular a battery condition detection with a plurality of batteries, battery cells or other charge or energy storage devices connected in series or series, according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Üblicherweise sind Batterien, beispielsweise solche, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden aus einer Serienschaltung mehrerer Batteriezellen aufgebaut. Die Nennspannung der Batterien ergibt sich dabei aus der Summe der Einzelspannungen der Batteriezellen. Die Batterien selbst weisen zwei Anschlüsse auf, jeweils einen Plus- und einen Minusanschluss, zwischen denen ihre Nennspannung liegt. Da eine einzige Batterie teilweise nicht ausreicht um die gewünschte Spannung zu erzeugen, ist es weiterhin bekannt, wenigstens zwei Batterien mit einander in Serie zu schalten und so eine Spannung zu erhalten, die der Summe der Nennspannungen der Batterien entspricht. Eine solche Serienschaltung zweier 12 Volt Batterien ist beispielsweise in Nutzfahrzeugen üblich, zur Ermöglichung einer Gesamtspannung von 24 Volt. Verbraucher, die eine Versorgungsspannung von 12 Volt benötigen, können sowohl an die eine als auch an die andere Batterie angeschlossen werden, Verbraucher, die eine höhere Spannung benötigen, werden an die Klemmen der Serienschaltung der beiden Batterien angeschlossen.Batteries, for example those which are used in motor vehicles, are usually constructed from a series connection of a plurality of battery cells. The nominal voltage of the batteries results from the sum of the individual voltages of the battery cells. The batteries themselves have two connections, one plus and one minus connection, between which their nominal voltage lies. Since a single battery is sometimes not sufficient to generate the desired voltage, it is also known to connect at least two batteries in series with one another and thus to obtain a voltage which corresponds to the sum of the nominal voltages of the batteries. Such a series connection of two 12 volt batteries is common in commercial vehicles, for example, to enable a total voltage of 24 volts. Consumers that require a supply voltage of 12 volts can be connected to one or the other battery, consumers that require a higher voltage are connected to the terminals of the series connection of the two batteries.
Da sich die miteinander in Serie geschalteten Batteriezellen bzw. auch die in Serie geschalteten Batterien unterschiedlich entladen können, wird beispielsweise in der DE 101 50376 AI vorgeschlagen, Schaltungsmittel einzusetzen, die einen Ladungsausgleich zwischen den Batterien durchführen, der sowohl beim Laden als auch beim Entladen der Batterie funktioniert. Damit soll sichergestellt werden, dass beide Batterien gleichmäßig geladen werden. Die Schaltungsmittel, die den Ladungsausgleich ermöglichen, sind relativ aufwändig und umfassen wenigstens einen Kondensator sowie mehrereSince the battery cells connected in series with one another or also the batteries connected in series can discharge differently, for example in DE 101 50376 AI proposed to use circuit means that perform a charge equalization between the batteries, which works both when charging and when discharging the battery. This is to ensure that both batteries are charged evenly. The circuit means that enable charge equalization are relatively complex and include at least one capacitor and several
Transistoren sowie eine zugehörige Logik. Eine Batteriezustandserkennung ist bei der bekannten Lösung jedoch nicht vorgesehen.Transistors and associated logic. However, battery state detection is not provided in the known solution.
Bei Vorrichtungen zur Spannungsversorgung, beispielsweise in einem Fahrzeugbordnetz mit nur einer einzigen Batterie ist es bekannt, eine Batteriezustandserkennung durchzuführen. So wird beispielsweise in der DE 101 06 505 AI vorgeschlagen, mittels eines gemessenen Betriebsparameters der Batterie sowie einer Zustandsschätzroutine den jeweils aktuellen Batteriezustand zu erkennen und damit insbesondere eine völlige Entladung der Batterie zu verhindern.In devices for voltage supply, for example in a vehicle electrical system with only a single battery, it is known to carry out a battery state detection. For example, it is proposed in DE 101 06 505 AI to use a measured operating parameter of the battery and a state estimation routine to recognize the current battery state and thus in particular to prevent the battery from being completely discharged.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Zustandserkennung bei einem Ladungsspeicher, insbesondere eine Batteriezustandserkennung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, bei einer Serienschaltung mehrerer Batteriezellen, insbesondere bei einer Serienschaltung mehrererThe state detection according to the invention in a charge storage device, in particular a battery state detection with the features of claim 1, has the advantage in the case of a series connection of several battery cells, in particular in the case of a series connection of several
Ladungsspeicher, mehrerer Batterien oder mehrerer Batteriezellen eine zuverlässige Zustandserkennung zu ermöglichen. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass eine Zustandserkennung, insbesondere eine Batteriezustandserkennung, die ausgeht von einer prinzipiell bekannten Batteriezustandserkennung für eine 12 V Batterie eingesetzt werden kann, insbesondere für eine 24 V Spannungsversorgung mit zwei in Serie geschalteten 12Charge storage, multiple batteries or multiple battery cells to enable reliable status detection. It is particularly advantageous that a status detection, in particular a battery status detection, which is based on a basically known battery status detection, can be used for a 12 V battery, in particular for a 24 V voltage supply with two 12 connected in series
Volt Batterien.Volt batteries.
Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen erzielt. Diese Maßnahmen betreffen beispielsweise Möglichkeiten, wie bei Systemen mit höherer Spannungslage, bei denen eine zu überwachende Anzahl vonFurther advantages of the invention are achieved by the measures specified in the subclaims. These measures concern, for example, possibilities, such as in systems with a higher voltage level, in which a number to be monitored
Einzelzellen als Cluster bezeichnet werden, durch Reihen- bzw. Serienschaltung mehrerer Cluster Spannungen erreicht werden, die ein ganzzahliges Vielfaches der Einzelzellenspannungen darstellen, Batteriezustandserkennungen sowohl für jedes Cluster als auch für das Gesamtsystem erhalten werden. Die Batteriezustandserkennungen arbeiten dabei computergestützt und berücksichtigen vorgebbare Algorithmen. Zur Verringerung der Rechenintensivität bei der Auswertung großer Cluster kann es von Vorteil sein, Vereinfachungen zuzulassen und bei Clustern mit Einzelzellen mit gleichen physikalischen Eigenschaften davon auszugehen, dass sich deren physikalische Eigenschaften jeweils gleich verändern.Single cells are referred to as clusters, by connecting several clusters in series or series, voltages are achieved that represent an integral multiple of the single cell voltages, and battery status detections are obtained both for each cluster and for the overall system. The battery status detections work computer-aided and take into account predeterminable algorithms. To reduce the computing intensity when evaluating large clusters, it may be advantageous to allow simplifications and, in the case of clusters with individual cells with the same physical properties, to assume that their physical properties change in the same way.
Zur Batteriezustandserkennung werden in der Auswerteeinrichtung, beispielsweise einem Steuergerät die Batteriespannung und die Batterietemperatur, die für jede Batterie getrennt ermittelt werden, sowie der gemessene Strom, der durch die Serienschaltung der Batterien fließt, ausgewertet. Es wird so ein Batteriezustandsalgorithmus für jede Batterie, unabhängig vom Gesamtsystem berechnet, der den Batteriezustand jeder der beiden Batterien erkennen lässt. Ausgehend von diesen Informationen kann eine Aussage über einzelne Batterien bzw. Energiespeicher undoder über das Gesamtsystem getroffen werden.For battery state detection, the battery voltage and the battery temperature, which are determined separately for each battery, and the measured current flowing through the series connection of the batteries are evaluated in the evaluation device, for example a control unit. A battery status algorithm is calculated for each battery, regardless of the overall system, which shows the battery status of each of the two batteries. Based on this information, a statement can be made about individual batteries or energy stores and or about the overall system.
Weitere in den Unteransprüchen angegebene Maßnahmen beziehen sich darauf, ein gezieltes Nachladen einer Batteriezelle, einer Batterie oder beider Batterien oder eines Clusters zu ermöglichen, sofern die Batteriezustandserkennung für eine Batterie einen abweichenden Ladezustand anzeigt.Further measures specified in the subclaims relate to enabling targeted recharging of a battery cell, a battery or both batteries or a cluster, provided that the battery state detection for a battery indicates a different state of charge.
Besonders vorteilhaft ist, dass die durch ungleichmäßiges Entladen entstehenden Folgen sowie unterschiedliche Alterungseffekte der einzelnen Batteriezellen, insbesondere der einzelnen Batterien erkannt werden und zuverlässig verhindert wird, dass dadurch die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems verringert wird. Die Erkennung der ungleichmäßigen Entladung sowie der unterschiedlichen Alterungseffekte wird ermöglicht, indem jeder Batteriezelle, insbesondere jeder Batterie eine eigeneIt is particularly advantageous that the consequences resulting from uneven discharge and different aging effects of the individual battery cells, in particular of the individual batteries, are recognized and reliably prevented that the performance of the overall system is thereby reduced. The detection of the uneven discharge and the different aging effects is made possible by each battery cell, in particular each battery having its own
Batteriezustandserkennung zugeordnet wird und mittels einer übergeordneten Batteriezustandserkennung die Ergebnisse der für die einzelnen Batterien durchgeführte Batteriezustandserkennung miteinander in Verbindung gebracht werden.Battery status detection is assigned and the results of the battery status detection carried out for the individual batteries are connected to one another by means of a higher-level battery status detection.
Bei erkanntem ungleichem Zustand der Batterien können in vorteilhafter Weise gezielteIf the unequal state of the batteries is detected, targeted ones can advantageously be used
Maßnahmen ausgelöst werden, die ein gezieltes Nachladen der Batterie mit dem schlechteren Ladezustand und damit eine effizientere Nutzung des Gesamtsystems ermöglichen. Dabei kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass ein Gleichspannungswandler DC/DC-Wandler) eingesetzt wird, der die Ladespannung für die schlechter geladene Batterie in vorgebbarer Weise erhöht und damit eine bessere Ladung ermöglicht. Damit können alle Batteriezellen bzw. beide Batterien auf gleichem Ladeniveau gehalten werden und somit optimal geladen werden.Measures are triggered that enable targeted recharging of the battery with the poorer state of charge and thus more efficient use of the overall system. It can be provided in an advantageous embodiment that a direct voltage converter (DC / DC converter) is used, which increases the charging voltage for the poorly charged battery in a predeterminable manner and thus a better one Allows cargo. This means that all battery cells or both batteries can be kept at the same charge level and thus optimally charged.
Bei erkanntem ungleichem Zustand der Ladungsspeicher bzw. Batterien können in vorteilhafter Weise aber auch gezielte Maßnahmen ausgelöst werden, die ein gezieltesIf the unequal state of the charge storage device or batteries is recognized, targeted measures can also be triggered in an advantageous manner, which are targeted measures
Entladen des Ladungsspeichers bzw. der Batterie mit dem besseren Ladezustand ermöglichen. Damit können alle Batteriezellen bzw. beide Batterien auf gleichem Ladeniveau gehalten werden und somit optimal geladen werden. Es ist daher ebenfalls eine effizientere Nutzung des Gesamtsystems möglich, da verhindert wird, dass die besser geladene Batterie den Strom und die Gegenspannung beim Laden bestimmt und dadurch die schlechter geladene Batterie noch unzureichender geladen wird. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird die zum Ladungsausgleich vorgesehene gezielte Entladung der Batterie mit dem besseren Ladezustand mittels eines zusätzlichen Widerstandes durchgeführt, der mittels eines Umschalters an die Batterie mit dem besseren Ladezustand geschaltet werden kann.Allow the charge storage or the battery with the better charge state to be discharged. This means that all battery cells or both batteries can be kept at the same charge level and thus optimally charged. It is therefore also possible to use the entire system more efficiently, since the better charged battery is prevented from determining the current and the countervoltage during charging, and the less charged battery is thereby charged even more inadequately. In a particularly advantageous embodiment, the targeted discharge of the battery with the better charge state, which is provided for charge compensation, is carried out by means of an additional resistor which can be switched to the battery with the better charge state by means of a switch.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung kann das Steuergerät selbst zur Entladung der bessere geladenen Batterie herangezogen werden.In another advantageous embodiment, the control unit itself can be used to discharge the better charged battery.
Ist jeder Batterie ein separates Steuergerät zugeordnet, kann in vorteilhafter Weise dieIf each battery is assigned a separate control unit, the
Hardware von herkömmlichen Systemen, also von 12 Volt-Systemen mit geringem Aufwand übertragen werden und damit eine sehr kostengünstige Lösung erhalten werden.Hardware from conventional systems, i.e. from 12 volt systems, can be transferred with little effort and thus a very cost-effective solution can be obtained.
Die erfindungsgemäße Batteriezustandserkennung arbeitet in vorteilhafter Weise mit einem üblicherweise computergestützt arbeitenden Elektronischen-Energie-ManagementThe battery state detection according to the invention advantageously works with a usually computer-assisted electronic energy management
(EEM) in einem Fahrzeug zusammen, wobei dieses auf die Informationen der Batteriezustandserkennung zugreift und die erforderlichen Ansteuerungen veranlasst Über Anzeigemittel können die vorliegenden Batteriezustände angezeigt werden.(EEM) together in a vehicle, which accesses the information from the battery status detection and initiates the necessary controls. The present battery statuses can be displayed via display means.
Die erfindungsgemäße Batteriezustandserkennung kann mit entsprechenden Anpassungen nicht nur für Batterien, sondern generell für alle Ladungsspeicher eingesetzt werden, vorteilhafter Weise auch für Kombinationen mit unterschiedlichen Ladungsspeichertypen. ZeichnungThe battery state detection according to the invention can be used with corresponding adaptations not only for batteries, but generally for all charge stores, advantageously also for combinations with different types of charge stores. drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren 1 bis 4 dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt dabei eine Batteriezustandserkennung bei einer Reihenschaltung von Energiespeichem, beispielsweise einer Reihenschaltung zweier Bleibatterien in einem 24 V Bordnetz in einem Fahrzeug. In Figur 2 ist eine Batteriezustandserkennung bei einer Reihenschaltung von Clustern von Energiespeichern dargestellt. Figur 3 zeigt eine Batteriezustandserkennung mit gezieltem Nachladen, beispielsweise für zwei Bleibatterien in einem 24 V Bordnetz und Figur 4 zeigt eine Batteriezustandserkennung mit gezieltem Entladen, beispielsweise wiederum für zwei Bleibatterien in einem 24 V Bordnetz. Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für gezieltes Entladen der besser geladenen Batterie unter Verwendung von Steuergeräten und Figur 6 ein Ausführungsbeispiel für ein Batterie-Management-System für beliebige Spannungen und Systeme.Embodiments of the invention are shown in Figures 1 to 4 and are explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a battery state detection in a series connection of energy stores, for example a series connection of two lead batteries in a 24 V electrical system in a vehicle. FIG. 2 shows a battery state detection in a series connection of clusters of energy stores. FIG. 3 shows a battery state detection with targeted recharging, for example for two lead batteries in a 24 V vehicle electrical system, and FIG. 4 shows a battery state detection with targeted discharging, for example again for two lead batteries in a 24 V vehicle electrical system. FIG. 5 shows a further exemplary embodiment for targeted discharging of the better charged battery using control devices and FIG. 6 shows an exemplary embodiment for a battery management system for any voltages and systems.
Beschreibungdescription
Herkömmliche Vorrichtungen zur Batteriezustandserkennung für 12 V Batterien arbeiten beispielsweise so, dass aus verschiedenen gemessenen Batteriegrößen der Batteriezustand ermittelt wird. Diese Größen können der Batteriestrom, die Batteriespannung und die Batterietemperatur sein. Ausgehend von diesen Größen wird in einer Auswerteeinrichtung, beispielsweise einem Steuergerät der Batteriezustand bestimmt.Conventional devices for battery status detection for 12 V batteries work, for example, in such a way that the battery status is determined from various measured battery sizes. These quantities can be the battery current, the battery voltage and the battery temperature. Based on these variables, the battery state is determined in an evaluation device, for example a control unit.
In Figur 1 ist eine Batteriezustandserkennung dargestellt, mit deren Hilfe derIn Figure 1, a battery condition detection is shown, with the help of the
Batteriezustand in einem System mit zwei in Reihe geschalteten Batterien erkannt werden soll. Im Falle der Reihenschaltung zweier Energiespeicher bzw. Batterien 10, 11 reicht es aus, mit Hilfe eines Stromsensors 12 den Gesamtstrom I zu ermitteln, während die Parameter Temperatur T und Spannung U sowie deren Änderungen für jeden Energiespeicher bzw. jede Batterie getrennt erfasst werden müssen. Dazu werden beispielsweise Spannungsmesser 13, 14, die die Spannung Ul bzw. U2 ermitteln sowie Temperatursensoren 15, 16, die die Temperaturen TI bzw. T2 ermitteln, eingesetzt. Die zugehörigen Messwerte werden der Batteriezustandserkennung 17 zugeführt und von dieser ausgewertet. Die Batteriezustandserkennung 17 ist beispielsweise ein Steuergerät mit einem nicht dargestellten Prozessor oder Mikrocomputer und umfasst zusätzlich wenigstens zwei Speicher 18, 19 zur Speicherung der Daten des Energiespeichers 1 bzw. der Batterie 10 sowie des Energiespeichers 2 bzw. der Batterie 11. Weiterhin sind Auswertemittel 20 vorhanden, die einen Batteriezustandsalgorithmus abarbeiten, wobei dies unabhängig vom Gesamtsystem für jeden Energiespeicher bzw. jede Batterie 10, 11 separat erfolgt.Battery status in a system with two batteries connected in series should be recognized. In the case of the series connection of two energy stores or batteries 10, 11, it is sufficient to determine the total current I with the aid of a current sensor 12, while the parameters temperature T and voltage U and their changes must be recorded separately for each energy store or battery. For example, voltmeters 13, 14, which determine the voltage U1 or U2, and temperature sensors 15, 16, which determine the temperatures TI or T2, are used for this purpose. The associated measured values are fed to the battery state detection 17 and evaluated by the latter. The battery status detection 17 is, for example, a control unit with a processor or microcomputer, not shown, and additionally comprises at least two memories 18, 19 for storing the data of the energy store 1 or the battery 10 and of the energy store 2 or the battery 11. Evaluation means 20 are also provided , which process a battery state algorithm, this taking place independently of the overall system for each energy store or battery 10, 11.
Das Ergebnis dieser Auswertung wird einem Block 21 zugeführt, der eine Aussage über den Zustand der einzelnen Energiespeicher an einem Block 22 abgibt. Im Block 22 erfolgt die Auswertung für die Gesamtsystemaussagen unter Berücksichtigung der imThe result of this evaluation is fed to a block 21, which makes a statement about the state of the individual energy stores at a block 22. In block 22, the evaluation for the overall system statements takes into account the im
Block 21 getroffenen Aussagen über die einzelnen Energiespeicher bzw. Batterien 10, 11. Je nach Ergebnis der Auswertung für Gesamtsystemaussagen im Block 22 wird eine entsprechende Mitteilung an das elektrische Energiemanagement (EMM) 23 abgegeben, sowie gegebenenfalls eine Anzeige 24 ausgelöst, wobei die Anzeige 24 auch allein ausgelöst werden kann, wenn die Aussagen über einen einzelnen Energiespeicher eine solche Anzeige erfordern.Statements made in block 21 about the individual energy stores or batteries 10, 11. Depending on the result of the evaluation for overall system statements in block 22, a corresponding message is sent to the electrical energy management (EMM) 23 and, if appropriate, a display 24 is triggered, the display 24 can also be triggered alone if the statements about an individual energy store require such a display.
Mit dem in der Figur 1 beschriebenen System für eine Batteriezustandserkennung bei Reihenschaltung von Energiespeichern, beispielsweise zwei Bleibatterien im 24 V Bordnetz kann aus der Einzelaussage für jede Batterie eine Gesamtauswertung desWith the system described in FIG. 1 for battery state detection when energy storage devices are connected in series, for example two lead batteries in the 24 V on-board electrical system, an individual evaluation of each battery can be made from the individual statement
Systemes abgeleitet werden. Die Auswertung des Gesamtssystems kann sowohl in einer Anzeige als auch in einem Energiemanagementsystem verwendet werden. Durch Übertragung der für 12 V Batterien bereits bekannten Batteriezustandserkennung auf eine Reihenschaltung von Energiespeichem kann das vorhandene Know-how genutzt werden. Es ist eine Überwachung der Einzelbatterien möglich und gegebenenfalls auch dieSystem can be derived. The evaluation of the overall system can be used both in a display and in an energy management system. The existing know-how can be used by transferring the battery status detection already known for 12 V batteries to a series connection of energy storage devices. It is possible to monitor the individual batteries and possibly also the
Möglichkeit gegeben, bei einer auftretenden SOC (State of Charge)-Differenz eine gezielte Ausgleichsladung an nur einer Batterie bzw. an nur einem Energiespeicher durchzuführen. Die Batteriezustandserkennung 17 bzw. der Mikrocomputer des betreffenden Steuergeräts kann mit einem einzigen Prozessor mit hoher Taktfrequenz ausgestattet sein, wobei der Prozessor die Auswertung für die Einzelbatterien nacheinander durchführt. Bei einer nachträglichen Zuschaltung eines 12 V Verbrauchers an eine Batterie kann ein vorzeitiger Systemausfall vermieden werden, da bei der vorstehend beschriebenen Batteriezustandserkennung ein solches Zuschalten erkannt wird und eine gezielte Nachladung der betreffenden Batterie durchgeführt werden kann bzw. andere geeignete Maßnahmen getroffen werden können. In Figur 2 ist eine Batteriezustandserkennung bei einer Reihenschaltung von mehreren Clustem von Energiespeichem dargestellt. Dabei wird eine zu überwachende Anzahl von Einzelzellen als Cluster bezeichnet. Durch in Reiheschaltung mehrerer solcher Cluster können Spannungen erreicht werden, die ein ganzzahliges Vielfaches derIf there is a SOC (State of Charge) difference, it is possible to carry out a targeted equalization charge on only one battery or on only one energy store. The battery status detection 17 or the microcomputer of the control device in question can be equipped with a single processor with a high clock frequency, the processor performing the evaluation for the individual batteries in succession. If a 12 V consumer is subsequently connected to a battery, a premature system failure can be avoided, since in the battery state detection described above, such a connection is recognized and a targeted recharging of the battery in question can be carried out or other suitable measures can be taken. FIG. 2 shows a battery state detection in the case of a series connection of several clusters of energy stores. A number of individual cells to be monitored is referred to as a cluster. By connecting several such clusters in series, voltages can be achieved which are an integral multiple of the
Einzelzellenspannungen bzw. der Einzelcluster darstellen. Auch hier reicht eine einzige Strommessung, die den Gesamtstrom der Reihenschaltung der Cluster ergibt, aus, um eine effektive und wirksame Batteriezustandserkennung durchzuführen. Die Parameterspannung U sowie Temperatur T sollte jedoch für jeden Cluster erfasst werden, damit eine zuverlässige Auswertung möglich ist. Die Einzelzellen bzw. Cluster können auch aus anderen elektrochemischen Systemen bestehen als Blei- Säure-Zellen. Die Algorithmen zur Auswertung sind dann entsprechend anzupassen.Represent single cell voltages or the single cluster. Here, too, a single current measurement, which gives the total current of the series connection of the clusters, is sufficient to carry out an effective and effective battery state detection. However, the parameter voltage U and temperature T should be recorded for each cluster so that a reliable evaluation is possible. The individual cells or clusters can also consist of other electrochemical systems than lead-acid cells. The algorithms for evaluation must then be adjusted accordingly.
Die Algorithmen zur Auswertung können gegebenenfalls rechenintensiv sein, so dass nicht beliebig große Cluster mit einer Recheneinheit überwacht werden sollten. BeiThe algorithms for evaluation can possibly be computation-intensive, so that clusters of any size should not be monitored with a computing unit. at
Clustem von Einzelzellen, die gleiche physikalische Eigenschaften besitzen, kann davon ausgegangen werden, dass sich deren physikalische Größen annähernd gleich verändern.Clusters of single cells that have the same physical properties can be assumed that their physical sizes change approximately the same.
Dies gilt insbesondere für die Alterung, den Innenwiderstand, den Ladezustand SOCThis applies in particular to aging, internal resistance and the state of charge SOC
(State of Charge) usw. Daher ist es möglich, durch Überwachung einer Teilmenge der Einzelzellen auf den Zustand der übrigen Einzelzellen zu schließen. Wird diese(State of Charge) etc. It is therefore possible to infer the state of the remaining individual cells by monitoring a subset of the individual cells. Will this
Teilmenge regelmäßig verändert, ist demnach die Überwachung des gesamten Clusters mit verkürzter Rechenzeit möglich.If the subset is changed regularly, it is therefore possible to monitor the entire cluster with a reduced computing time.
Die in Figur 2 dargestellte Batteriezustandserkennung bei Reihenschaltung von Clustem von Energiespeichem bzw. Batterien ist wie folgt aufgebaut:The battery state detection shown in FIG. 2 when clusters of energy stores or batteries are connected in series is constructed as follows:
Die einzelnen Batteriezellen, die als Cluster 1, Cluster 2 bis Cluster N bezeichnet sind, tragen die Bezugszeichen 25, 26 und 27 und sind miteinander in Reihe geschaltet, wobei in üblicher Weise jeweils der Pluspol des einen Clusters mit dem Minuspol des anderen Clusters verbunden ist. Eine Strommessung 28 liefert den Gesamtstrom I. Zusätzlich wird für jeden Cluster bzw. jede Anzahl von Einzelzellen die Spannung U sowie die Temperatur T mittels nicht dargestellter Sensoren bzw. Spannungsmesser ermittelt. Die Größen Spannung U, Strom I und Temperatur T werden getrennten Batteriezustandserfassungseinheiten für die einzelnen Cluster 1, Cluster 2 ... Cluster N zugeführt. Die zugehörigen Batteriezustandserkennungseinheiten sind mit den Bezugszeichen 29, 30 und 31 bezeichnet. Die Ergebnisse der einzelnen Batteriezustandserkennungen für die Cluster 1, Cluster 2, Cluster N werden einem Block 32 für die Auswertung für Gesamtsystemaussagen zugeführt. Die Auswertung für Gesamtsystemaussagen ist beispielsweise Bestandteil eines Masters 33, der ein Ausgangssignal an das Elektrische Energiemanagement EEM abgibt und/oder eineThe individual battery cells, which are referred to as cluster 1, cluster 2 to cluster N, bear the reference numerals 25, 26 and 27 and are connected to one another in series, the positive pole of one cluster being connected to the negative pole of the other cluster in the usual way , A current measurement 28 supplies the total current I. In addition, for each cluster or any number of individual cells, the voltage U and the temperature T are determined by means of sensors or voltmeters, not shown. The quantities voltage U, current I and temperature T are supplied to separate battery state detection units for the individual clusters 1, clusters 2 ... clusters N. The associated battery status detection units are with the Reference numerals 29, 30 and 31 denote. The results of the individual battery state identifications for cluster 1, cluster 2, cluster N are fed to a block 32 for evaluation for overall system statements. The evaluation for overall system statements is, for example, part of a master 33, which emits an output signal to the electrical energy management EEM and / or
Anzeige 34 auslöst.Display 34 triggers.
In Figur 3 ist eine Batteriezustandserkennung dargestellt, die ein gezieltes Nachladen eines der Energiespeicher bzw. einer der Batterien ermöglicht. Dabei ist die eigentliche Batteriezustandserkennung identisch mit der aus Figur 1 bekanntenFIG. 3 shows a battery state detection system that enables targeted recharging of one of the energy stores or one of the batteries. The actual battery status detection is identical to that known from FIG. 1
Batteriezustandserkennung. Zusätzlich sind noch Schaltungsmittel vorhanden, mit deren Hilfe ein gezieltes Nachladen der Batterie mit dem schlechteren Ladezustand möglich ist.Battery state detection. In addition, circuit means are also available, with the aid of which it is possible to specifically recharge the battery with the poorer state of charge.
Diese Mittel umfassen den Generator 35, der als 24 V Generator ausgestaltet ist und über einen Spannungswandler 36 sowie einen Umschalter 37 zur gezielten Nachladung einer der Batterien eingesetzt werden kann. Über weitere Schalelemente 38, 39 lässt sich die Serienschaltung der beiden Energiespeicher 10, 11 mit dem Plusanschluss des Systems verbinden. Das Management des gezielten Nachladens einer der beiden Batterien übernimmt das elektrische Energiemanagement EEM, das über entsprechende Verbindungen mit dem Umschalter 37 sowie den Schaltern 38, 39 in Verbindung steht und diese öffnet oder schließt. Die vom Generator 35 gelieferte Spannung von 24 V wird über den Gleichspannungswandler 36 auf 12 V gewandelt und über den Umschalter 37 der zu ladenden Batterie 10 oder 11 zugeführt Für eine galvanische Trennung von Generator und nachzuladender Batterie können entweder die Batterien 10 oder 11 vom übrigen Bordnetz entkoppelt werden, so dass der Generator 35 für die Zeitdauer des gezielten Nachladens die Versorgung des gesamten Bordnetzes übernehmen muss. Die Trennung kann aber auch bereits durch eine entsprechende Ausgestaltung des DC/DC- Wandlers erreicht werden.These means include the generator 35, which is designed as a 24 V generator and can be used via a voltage converter 36 and a changeover switch 37 for targeted recharging of one of the batteries. The series connection of the two energy stores 10, 11 can be connected to the positive connection of the system via further switching elements 38, 39. The management of the targeted recharging of one of the two batteries is carried out by the electrical energy management EEM, which is connected to the changeover switch 37 and the switches 38, 39 and opens or closes them. The voltage of 24 V supplied by the generator 35 is converted to 12 V by the DC voltage converter 36 and supplied to the battery 10 or 11 to be charged via the changeover switch 37. For a galvanic separation of the generator and the battery to be recharged, either the batteries 10 or 11 can be removed from the rest of the vehicle electrical system be decoupled so that the generator 35 must take over the supply of the entire on-board electrical system for the duration of the targeted recharging. However, the separation can also be achieved by an appropriate design of the DC / DC converter.
Der Ladestrom IL des gezielten Nachladens wird mit Hilfe eines weiteren StromsensorsThe charging current IL of the targeted recharging is carried out with the help of a further current sensor
40 erfasst und den Speichern 18, 19 zugeführt und somit der Batteriezustandserkennung 17 für die Zustandsermittlung zur Verfügung gestellt. Ungleichmäßiges Entladen sowie unterschiedliche Alterungseffekte der einzelnen Batterien, die zur Verringerung der Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems führen könnten, werden so erkannt und können damit vermieden werden. Die Batteriezustandserkennung der einzelnen 12 V Batterien ist die Grundlage für das Erkennen der Notwendigkeit für gezieltes Nachladen der einzelnen Batterien und damit für eine effizientere Nutzung des Gesamtsystems.40 detected and supplied to the memories 18, 19 and thus made available to the battery status detection 17 for the status determination. Uneven discharging and different aging effects of the individual batteries, which could lead to a reduction in the performance of the overall system, are thus recognized and can thus be avoided. The battery status detection of the individual 12 V batteries is the basis for recognizing the need for targeted recharging of the individual batteries and thus for more efficient use of the overall system.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Batteriezustandserkennung dargestellt, mit einem System mit zwei Energiespeichem bzw. Batterien 10, 11, beispielsweise zwei Bleibatterien in einem 24 V Bordnetz. Bei diesem Ausführungsbeispiel findet die Batteriezustandserkennung statt wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1, Zusätzlich wird mittels gezieltem Entladen sichergestellt, dass beide Energiespeicher bzw. Batterien gleichmäßig geladen sind. Dazu wird die Batterie, bei für die Batteriezustandserkennung den höheren Ladezustand ergibt, gezielt entladen, bis ihr Zustand dem Zustand der anderen Batterie entsprichtFIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a battery state detection, with a system with two energy stores or batteries 10, 11, for example two lead batteries in a 24 V electrical system. In this exemplary embodiment, the battery state is detected as in the exemplary embodiment according to FIG. 1. In addition, it is ensured by means of targeted discharging that both energy stores or batteries are charged uniformly. For this purpose, the battery, in which the higher state of charge results for the battery state detection, is specifically discharged until its state corresponds to the state of the other battery
Im Einzelnen ist die Batteriezustandserkennung nach Figur 1 hier erweitert, um einen Umschalter 41, der auf 12 V liegt sowie einen Strommesser 42, der den Strom IE misst und einen Widerstand 43 mit samt zugehöriger Verschaltung. Mit diesen Bauteilen ist ein gezieltes Entladen einer einzelnen Batterie möglich. Das Management des gezielten Entladens übernimmt das Elektrische Energiemanagement (EMM) 23. Dabei wird die Batterie mit dem besseren bzw. höheren Ladezustand über den Widerstand 43 definiert entladen. Die Verbindung zu dem Widerstand wird mit Hilfe des Umschalters 41 hergestellt, der vom EMM 23 angesteuert wird. Der Entladestrom des gezielten Entladens wird mit Hilfe des weiteren Stromsensors 42 erfasst und der zugehörigen Batteriezustandserkennung zur Verfügung gestellt Das Verfahren eignet sich besonders, wenn bereits kleine Unterschiede im Ladezustand ausgeglichen werden sollen.In detail, the battery status detection according to FIG. 1 is expanded here by a changeover switch 41, which is at 12 V, and an ammeter 42, which measures the current IE, and a resistor 43 with the associated circuitry. With these components, a specific discharge of a single battery is possible. The electrical energy management (EMM) 23 takes care of the management of the targeted discharge. The battery with the better or higher state of charge is discharged in a defined manner via the resistor 43. The connection to the resistor is made with the help of the switch 41, which is controlled by the EMM 23. The discharge current of the targeted discharge is detected with the aid of the further current sensor 42 and made available for the associated battery state detection. The method is particularly suitable when small differences in the state of charge are to be compensated for.
In einer weiteren Ausgestaltung ohne zusätzliche Strommessung kann das Anbringen eines Zusatzwiderstandes mit Umschalter an jeder Batterie vorgesehen werden. Der Umschalter bekommt dann die Information über den ungleichmäßigen Ladezustand und schaltet den Zusatzwiderstand zu. Die Zeitspanne, während der der Zusatzwiderstand zugeschaltet werden soll, wird vom Elektrischen Energiemanagement 23 berechnet, beispielsweise über die bekannte Differenz im Ladezustand und den bekannten Wert desIn a further embodiment without additional current measurement, the attachment of an additional resistor with changeover switch can be provided on each battery. The switch then receives the information about the uneven charge state and switches on the additional resistor. The period of time during which the additional resistor is to be switched on is calculated by the electrical energy management 23, for example via the known difference in the state of charge and the known value of the
Zusatzwiderstandes. Durch diese Vorgehensweise lässt sich der Ladezustand so ausgleichen, dass keine Ladezustandsdifferenz mehr vorhanden istAdditional resistance. With this procedure, the state of charge can be balanced so that there is no longer a difference in state of charge
In einer weiteren Variante für das gezielte Entladen einer Batterie kann auch das Steuergerät selbst genutzt werden. Dazu muss die Stromversorgung des Steuergeräts über einen entsprechenden Umschalter an die zu entladende Batterie angeschlossen werden. Dabei kann das Steuergerät auch in den Ruhephasen den Entladestrom permanent messen ohne die übrigen Batterien zu belasten. Außerdem kann durch Variation der Taktfrequenz der Recheneinheit des Steuergeräts der Entladestrom in gewissem Rahmen für jede Batterie separat eingestellt werden.In a further variant for the targeted discharge of a battery, the control unit itself can also be used. To do this, the power supply to the control unit must be an appropriate switch can be connected to the battery to be discharged. The control unit can also measure the discharge current permanently in the rest phases without loading the remaining batteries. In addition, by varying the clock frequency of the computing unit of the control unit, the discharge current can be set separately for each battery to a certain extent.
In Figur 5 ist als Erweiterung zur vorstehend genannten Lösung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem zum gezielten Entladen der Batterie das Steuergerät selbst genutzt wird. Dabei wird für jede Batterie ein separates Steuergerät eingesetzt, es kann daher, wie vorstehend beschrieben, das Steuergerät selbst die Batterie entladen, indem das Steuergerät selbst die Schaltfunktion übernimmt oder indem der Stromverbrauch des Steuergeräts erhöht wird, beispielsweise durch entsprechende Taktung des Prozessors des Steuergeräts. Durch diese Maßnahme kann der Umschalter, der für die galvanische Trennung notwendig ist und recht aufwändig ist, entfallen.FIG. 5 shows, as an extension to the above-mentioned solution, a further exemplary embodiment of the invention, in which the control device itself is used for the targeted discharge of the battery. A separate control unit is used for each battery. As described above, the control unit itself can therefore discharge the battery by the control unit itself performing the switching function or by increasing the power consumption of the control unit, for example by correspondingly clocking the processor of the control unit. With this measure, the changeover switch, which is necessary for the galvanic isolation and is quite complex, can be dispensed with.
Ist das Steuergerät mit einem Stromsensor ausgestattet, kann außerdem der Entladestrom genau gemessen werden. Bei dieser Variante können auch mehrere Batterien gleichzeitig und unabhängig voneinander entladen werden, wobei jedes Steuergerät den Entladestrom und die Entladedauer für eine Batterie bestimmt.If the control unit is equipped with a current sensor, the discharge current can also be measured precisely. In this variant, several batteries can be discharged simultaneously and independently of one another, each control device determining the discharge current and the discharge duration for one battery.
Im einzelnen zeigt Figur 5 die beiden Energiespeicher bzw. Batterien 10 und 11, die mit je einem Steuergerät 44 und 45 über zugehörige Anschlüsse in Verbindung stehen, wobei die genaue Verschaltung nicht dargestellt ist, aber beispielsweise entsprechend der Lösung nach Figur 1 sein kann. Jedes Steuergerät umfasst Mittel 46 und 47 zum Messen der Batteriegrößen, beispielsweise der Spannung U, dem Strom I und der Temperatur T der betreffenden Batterie. Weiterhin sind Mittel zur Batteriezustandserkennung (BZE) 48, 49 vorhanden sowie (optional) Anzeigen 50.51. Über eine Kommunikationsverbindung 52 stehen die Steuergeräte miteinander in Verbindung, über eine weitere Verbindung 53 kann ein Elektrisches Energiemanagement des Fahrzeugs (mit Anzeige) eingebunden werden.In particular, FIG. 5 shows the two energy stores or batteries 10 and 11, each of which is connected to a control unit 44 and 45 via associated connections, the exact connection not being shown, but for example corresponding to the solution according to FIG. 1. Each control device comprises means 46 and 47 for measuring the battery sizes, for example the voltage U, the current I and the temperature T of the battery in question. There are also means for battery status detection (BZE) 48, 49 and (optional) displays 50.51. The control units are connected to one another via a communication connection 52, and an electrical connection of the vehicle (with display) can be integrated via a further connection 53.
Zwei unterschiedlichen Ausführungsformen gehen von einem zentralen Ansatz oder einem dezentralen Ansatz aus. Beim zentralen Ansatz bestimmt jedes Steuergerät den Zustand einer Batterie und gibt die Informationen an ein übergeordnetes Energiemanagement weiter. Dieses bestimmt, welche Batterie zu entladen ist und zeigt dem Benutzer über entsprechende Anzeigemittel weitere Informationen an.Two different embodiments start from a central approach or a decentralized approach. In the central approach, each control unit determines the condition of a battery and passes the information on to a higher-level one Energy management further. This determines which battery is to be discharged and displays further information to the user via appropriate display means.
Beim dezentralen Ansatz erhält jedes Steuergerät die Information über die Zustände der übrigen Batterien über eine Kommunikationsverbindung, die die Steuergeräte galvanisch trennt oder eine Potenzialanpassung beinhaltet. Jedes Steuergerät entscheidet dann unter Berücksichtigung der Informationen über die Zustände der übrigen Batterien selbständig oder in gegenseitiger Absprache, ob eine Entladung der Batterie durchzuführen ist. Jedes Steuergerät kann zudem mit einer Anzeige ausgerüstet sein, beispielsweise eine LED, die dem Ladezustand der Batterie angibt und beispielsweise einen erforderlichenIn the decentralized approach, each control unit receives information about the status of the remaining batteries via a communication link that galvanically isolates the control units or contains a potential adjustment. Each control unit then decides, taking into account the information about the status of the remaining batteries, independently or in consultation with one another whether the battery should be discharged. Each control unit can also be equipped with a display, for example an LED, which indicates the state of charge of the battery and, for example, a required one
Batterietausch anzeigt. Eine solche dezentrale Lösung kann als Nachrüstsatz eingesetzt werden, da es keiner Kommunikation zum übrigen Fahrzeug bedarf, und das System völlig autonom arbeitet.Battery replacement indicates. Such a decentralized solution can be used as a retrofit kit since no communication with the rest of the vehicle is required and the system works completely autonomously.
In Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das eine Ausführung für beliebige Spannungen und Systeme ist und für den Einsatz von skalierbaren und standardisierbaren Steuergerätefamilien geeignet ist. Ein solches Ausführungsbeispiel ist besonders geeignet als Elektrisches Energiemanagement bzw. als Batterie-Manager in Verbindung mit Nutzkraftfahrzeugen, mit einer Vielzahl von n Batteriemodulen 54 bis 56. Deren Temperaturen TI bis (optional) Tn werden mittels geeigneter Sensoren gemessen und der Batterie-Zustandsanzeige 57 bzw. mehreren solchen Batterie- Zustandsanzeigen zugeführt. Die Batterie-Zustandsanzeige 57 umfasst dabei eine Eingangsbeschaltung 58a, 58b mit jeweils einem Schalter 59a, 59b, einen Analogverstärker oder einen Hochspannungs-ASIC 60 sowie eine CPU 61, die über A/D- Wandler 62a, 62b, 62c mit dem ASIC in Verbindung steht.FIG. 6 shows an exemplary embodiment of the invention which is an embodiment for any voltages and systems and is suitable for the use of scalable and standardizable control device families. Such an embodiment is particularly suitable as electrical energy management or as a battery manager in connection with commercial vehicles, with a large number of n battery modules 54 to 56. The temperatures TI to (optional) Tn are measured by means of suitable sensors and the battery status display 57 or fed several such battery status indicators. The battery status display 57 comprises an input circuit 58a, 58b, each with a switch 59a, 59b, an analog amplifier or a high-voltage ASIC 60 and a CPU 61, which is connected to the ASIC via A / D converters 62a, 62b, 62c stands.
Das Steuergerät 63 des Elektrischen Energiemanagements (Battery-Control-Unit (BCU)) umfasst wenigstens eine CPU 64, die über eine Schnittstelle, beispielsweise eine SPI- Schnittstelle mit einem ASIC 65 in Verbindung steht. Die CPU ist frei wählbar und insbesondere zum Erhalt einer skalierbaren und standardisierten Steuergerätefamilie einsetzbar. Entsprechend angepasst kann daher das Gesamtsystem so ausgelegt werden, dass es für beliebige Spannungen einsetzbar istThe control unit 63 of the electrical energy management (battery control unit (BCU)) comprises at least one CPU 64 which is connected to an ASIC 65 via an interface, for example an SPI interface. The CPU is freely selectable and can be used in particular to maintain a scalable and standardized family of control units. The overall system can therefore be adapted accordingly so that it can be used for any voltage
Dem ASIC 65 werden über A/D-Wandler die Spannung Up und der Strom Ip zugeführt. Diese für den Battery-Pack charakteristische Größen stellen den Gesamtstrom bzw. die Gesamtspannung dar und werden mittels einer eigenen CPU 67 verarbeitet. Die Ergebnisse der Auswertung werden über die SPI-Schnittstelle der BMU zur Verfügung gestellt, die diese Ergebnisse bei der Ermittlung des Batteriezustandes berücksichtigt. Der ermittelte Batteriezustand wird dann von der BMU an das Steuergerät 63 weitergegeben.The voltage Up and the current Ip are fed to the ASIC 65 via A / D converters. These characteristic quantities for the battery pack represent the total current or the Total voltage and are processed by means of a dedicated CPU 67. The results of the evaluation are made available to the BMU via the SPI interface, which takes these results into account when determining the battery status. The determined battery state is then passed on to the control unit 63 by the BMU.
Die die CPU 64 der Battery-Control-Unit BCU 63 steht über eine geeignete Schnittstelle, beispielsweise eine CAN-Schnittstelle 68 sowie Blöcke 69 bis 72 mit dem Relais, einer Isolierschaltung, eine Pulsweitenmodulationsschaltung und gegebenenfalls über Anordnungen, die noch gewählt werden können, mit zugehörigen Schaltungen oder entsprechenden Vorrichtungen in Verbindung.The CPU 64 of the BCU 63 battery control unit is connected via a suitable interface, for example a CAN interface 68 and blocks 69 to 72 with the relay, an isolation circuit, a pulse width modulation circuit and, if appropriate, via arrangements that can still be selected associated circuits or corresponding devices in connection.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind primär dazu geeignet, herkömmliche Batteriezustandserkennungen für 12 V Batterien auszudehnen auf Spannungsversorgungssysteme, bei denen wenigstens zwei 12 V Batterien zueinander in Reihe geschaltet sind, so dass eine Gesamtspannung von 24 V erhalten wird. Damit kann die erfindungsgemäße Batteriezustandserkennung auch in Bordnetzen von Nutzfahrzeugen mit üblicherweise 24 Volt Bordnetzspannung eingesetzt werden. Prinzipiell ist die Erfindung jedoch auch einsetzbar für eine Reihenschaltung mehrerer Batteriezellen, die jeweils ein Cluster bilden, wobei der Ladezustand der Cluster jeweils einzeln sowie gesamt ermittelt werden soll. Der Ausdruck "Batterie" steht stellvertretend für beliebige Ladungs- oder Energiespeicher und umfasst somit beispielsweise auch Blei- Säure-Batterien, Batteriezellen, Cluster von Ladungsspeichern, Nickel-Cadmium-Zellen sowie Kondensatoren etc. The exemplary embodiments described above are primarily suitable for extending conventional battery status detections for 12 V batteries to voltage supply systems in which at least two 12 V batteries are connected in series with one another, so that a total voltage of 24 V is obtained. The battery state detection according to the invention can thus also be used in on-board electrical systems of commercial vehicles with usually 24 V on-board electrical system voltage. In principle, however, the invention can also be used for a series connection of a plurality of battery cells which each form a cluster, the state of charge of the clusters being to be determined individually and in total. The term "battery" stands for any charge or energy storage and thus also includes lead-acid batteries, battery cells, clusters of charge storage, nickel-cadmium cells and capacitors etc.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Vorrichtung zur Erkennung des Zustandes eines Energie- oder Ladungsspeichers, insbesondere einer Batterie, mit Mitteln zur Erfassung vorgebbarer Parameter des Energie- oder Ladungsspeichers, insbesondere der Batterie und Auswertemitteln, die aus den ihnen zugeführten Parametern den Zustand des Ladungsspeichers bzw. der Batterie ermittern, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungsspeicher wenigstens zwei miteinander in Serie geschaltete Zellen oder Batterien umfasst und als Parameter wenigstens die Spannung und oder die Temperatur aller Ladungsspeicher ermittelt wird und der Gesamtstrom der Reihenschaltung der Zellen oder Batterien gemessen wird.1. Device for detecting the state of an energy or charge store, in particular a battery, with means for detecting predeterminable parameters of the energy or charge store, in particular the battery, and evaluation means which determine the state of the charge store or the battery from the parameters supplied to them , characterized in that the charge store comprises at least two cells or batteries connected in series with one another and at least the voltage and or the temperature of all charge stores is determined as a parameter and the total current of the series connection of the cells or batteries is measured.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energie- oder Ladungsspeicher Bestandteil eines Fahrzeugbordnetzes ist und wenigstens zwei in Serie geschaltete Batteriezellen, vorzugsweise sechs in Serie geschaltete Batteriezellen aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that the energy or charge storage is part of a vehicle electrical system and has at least two battery cells connected in series, preferably six battery cells connected in series.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Energie- oder Ladungsspeicher aus zwei miteinander in Serie geschalteten Bleibatterien besteht, zur Erzeugung einer Gesamtspannung von 24 V.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the energy or charge storage consists of two lead batteries connected in series with one another, for generating a total voltage of 24 V.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher eine Reihenschaltung von Clustem von Energiespeichem umfasst, wobei die Cluster vorgebbare Anzahl von Einzelzellen umfassen, zur Erzielung einer Gesamtspannung, eines ganzzahliges Vielfaches der Einzelzellenspannungen ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy store comprises a series connection of clusters of energy stores, the clusters comprising a predeterminable number of individual cells, in order to achieve a total voltage, is an integer multiple of the individual cell voltages.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass von jeder Batterie oder jedem Cluster die Spannung und/oder die Temperatur ermittelt wird und jeder Batterie oder jedem Cluster eine eigene Batteriezustandserkennung zugeordnet wird.5. The device according to claim 4, characterized in that the voltage and / or the temperature is determined by each battery or cluster and each Battery or each cluster is assigned its own battery status detection.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinrichtung für das Gesamtsystem vorhanden ist, die mit den einzelnen Batteriezustandserkennungen in Verbindung steht und abhängig von den von den Batteriezustandserkennungen erhaltenen Informationen Signale an ein übergeordnetes Energiemanagement und/oder eine Anzeige abgibt6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that there is an evaluation device for the overall system, which is connected to the individual battery status detections and, depending on the information received from the battery status detections, emits signals to a higher-level energy management and / or a display
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung wenigstens einen Rechner oder Prozessor umfasst, der den Batteriezustand aus den zugeführten Größen mittels vorgebbar Algorithmen ermittelt, wobei der Rechner oder Prozessor sowohl den Zustand der Einzelnen Batterien als auch den Gesamtzustand ermittelt und die Zustandsermittlungen insbesondere aufeinanderfolgend durchführt7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device comprises at least one computer or processor which determines the battery state from the quantities supplied by means of predefinable algorithms, the computer or processor determining both the state of the individual batteries and the overall state and in particular carries out the status determinations in succession
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Batteriezustandsbestimmung Cluster von Einzelzellen, die gleiche physikalische Eigenschaften aufweisen zusammengefasst werden und ein Auswertealgorithmus aufgestellt wird, der berücksichtigt, dass deren physikalische Größen sich zeitabhängig im Wesentlichen gleich ändern.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that when determining the battery state, clusters of individual cells that have the same physical properties are combined and an evaluation algorithm is set up that takes into account that their physical quantities change essentially the same over time.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Mittel vorhanden sind, die einen Ladungsausgleich oder eine Ladungsanpassung in den Batterien oder Clustem ermöglichen.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that additional means are available which enable a charge equalization or a charge adjustment in the batteries or clusters.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Mittel, die einen Ladungsausgleich oder eine Ladungsanpassung ermöglichen so ausgestaltet sind, dass die Batterie mit dem schlechteren Ladezustand selektiv ladbar ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the additional means that enable a charge equalization or a charge adjustment are designed so that the battery with the poorer state of charge can be selectively charged.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Mittel, wenigstens einen Generator, einen Spannungswandler sowie Umschalter umfassen, die so ansteuerbar sind, dass die selektiv zu ladende Batterie zeitweilig mit dem Spannungswandler verbindbar sind und die andere Batterie gleichzeitig abgetrennt ist 11. The device according to claim 10, characterized in that the additional means, at least one generator, a voltage converter and changeover switch, which can be controlled so that the battery to be selectively charged can be temporarily connected to the voltage converter and the other battery is disconnected at the same time
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Mittel einen Strommesser umfassen, der den Ladestrom misst und der gemessenen Ladestrom IL bei der Batteriezustandsermittlung berücksichtigt wird.12. The device according to claim 11, characterized in that the additional means comprise a current meter, which measures the charging current and the measured charging current IL is taken into account in the battery state determination.
13. Vorrichtung nach Ansprach 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Mittel, die einen Ladungsausgleich oder eine Ladungsanpassung ermöglichen so ausgestaltet sind, dass die Batterie mit dem besseren Ladezustand selektiv entladbar ist.13. The device according spoke 9, characterized in that the additional means that allow a charge balance or charge adjustment are designed so that the battery with the better state of charge can be selectively discharged.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Mittel, wenigstens einen Entladewiderstand sowie Umschalter umfassen, die so ansteuerbar sind, dass die selektiv zu entladende Batterie zeitweilig mit dem Entladewiderstand verbindbar ist und die andere Batterie gleichzeitig abgetrennt ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the additional means comprise at least one discharge resistor and changeover switch, which can be controlled so that the battery to be selectively discharged can be temporarily connected to the discharge resistor and the other battery is disconnected at the same time.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladung über das Steuergerät selbst erfolgt, das über einen Umschalter mit der zu entladenden Batterie verbindbar ist.15. The apparatus according to claim 13, characterized in that the discharge takes place via the control unit itself, which can be connected to the battery to be discharged via a changeover switch.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Batterie ein Steuergerät zugeordnet ist und die Entladung über das der zu entladenden Batterie zugeordnete Steuergerät erfolgt, wobei das Steuergerät dann seinen Stromverbrauch erhöht, insbesondere durch geeignete Taktung des Prozessors des Steuergerätes.16. The apparatus according to claim 13, characterized in that a control device is assigned to each battery and the discharge takes place via the control device assigned to the battery to be discharged, the control device then increasing its current consumption, in particular by suitable clocking of the processor of the control device.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Batterie gleichzeitig entladbar sind, durch entsprechende Ansteuerung der zugeordneten Steuergeräte.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that a plurality of batteries can be discharged at the same time by appropriate control of the associated control devices.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strommesser vorhanden ist, der den Entladestrom E) misst und der gemessene Entladestrom (IE) bei der Batteriezustandsermittlung berücksichtigt wird.18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a current meter is present which measures the discharge current E) and the measured discharge current (IE) is taken into account when determining the battery state.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezustandsermittlung zentral von jedem Steuergerät vorgenommen wird und die Information dem übergeordnete Energiemanagement zuführbar ist und das Energiemanagement bestimmt, welche Batterie zu entladen ist. 19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the battery state is determined centrally by each control device and the information can be fed to the higher-level energy management and the energy management determines which battery is to be discharged.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezustandsermittlung vom übergeordneten Energiemanagement vorgenommen wird und dieses die einzelnen Steuergeräte über eine Kommunikationsverbindung mit den erforderlichen Zustandsinformationen versorgt und jedes Steuergerät unter Berücksichtigung der zugeführten Informationen dezentral entscheidet, welche Batterie entladen wird.20. The apparatus according to claim 18, characterized in that the battery state is determined by the higher-level energy management and this supplies the individual control devices with the required status information via a communication link and each control device decides, taking into account the information supplied, which battery is being discharged.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Durchführen des der Ladungsausgleichs der Batterien diesen beenden, wenn eine vorgebbare Zustandsangleichung erkannt wird.21. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for carrying out the charge equalization of the batteries terminate the latter when a predeterminable state adjustment is recognized.
22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriesteuerung so aufgebaut ist, dass eine wählbare CPU einsetzbar ist, insbesondere zum Erhalt einer skalierbaren und standardisierbaren Steuergerätefamilie undoder das Gesamtsystem für beliebige Spannungen einsetzbar ist.22. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the battery control is constructed in such a way that a selectable CPU can be used, in particular to obtain a scalable and standardized family of control units and or the entire system can be used for any voltages.
23. Verfahren zur Batteriezustandserkennung dadurch gekennzeichnet, dass es in wenigstens einer der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche abläuft. 23. A method for battery status detection, characterized in that it runs in at least one of the devices according to one of the preceding claims.
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