EP2591374A1 - Classification of electric contacting between two connecting elements - Google Patents

Classification of electric contacting between two connecting elements

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Publication number
EP2591374A1
EP2591374A1 EP11743037.1A EP11743037A EP2591374A1 EP 2591374 A1 EP2591374 A1 EP 2591374A1 EP 11743037 A EP11743037 A EP 11743037A EP 2591374 A1 EP2591374 A1 EP 2591374A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
battery
connection element
control device
temperature
temperature sensor
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Withdrawn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
EP11743037.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Günter Fendt
Manfred Kulesch
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.)
Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic 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 Conti Temic Microelectronic GmbH filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Publication of EP2591374A1 publication Critical patent/EP2591374A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66—Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • G01R31/67—Testing the correctness of wire connections in electric apparatus or circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio
    • 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]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • 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
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66—Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B1/00—Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • 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
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0045—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
    • 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
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • 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
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a concept for checking an electrical contact between two connection elements, wherein a first connection element is assigned to a battery and a second connection element is assigned to an electrical connection
  • the electrical load is in particular the drive train of an electric and / or
  • the present invention relates insbeson ⁇ particular to an apparatus and a method for classifying an electrical contact between a first check circuit element of a battery and a second Ranele ⁇ ment, which is connected directly or indirectly to an electrical load.
  • the present invention further relates to a battery system and a battery receiving system with such a device for classifying an electrical contact.
  • the present invention relates to an electric power supply system with such a battery system and such a battery receiving system.
  • driving ⁇ witnesses that are partially or completely driven by electrical energy.
  • These vehicles require one or more strong-performance ⁇ batteries to store energy to provide sufficient power and / or a sufficient amount of energy available to the vehicle in question.
  • the former is needed to provide at least a certain drive power and thus a certain ride comfort.
  • the latter is required so that the vehicle can achieve a certain range between two battery charges.
  • Batteries of electric and / or hybrid vehicles can be charged in various ways. According to a first charging principle, the batteries are charged directly in the vehicle by means of so-called charging stations. According to a second charging principle, the batteries are charged directly in the vehicle by means of so-called charging stations. According to a second charging stations.
  • the batteries are charged outside the vehicle at specially designated service stations. Power is supplied to the vehicle by replacing a complete battery module, replacing an at least partially discharged battery module ("empty battery module”) with an at least partially and preferably fully charged battery module (“full battery module”).
  • the battery In contrast to conventional vehicles having an internal combustion engine, in which the battery only has to provide a so-called starter current for a short period of time, in the case of electric and / or hybrid vehicles, the battery must have the
  • the electrical contacts between the battery poles (pole contacts) and corresponding vehicle-side connection terminals are required to have a particularly low contact resistance, so it does not occur in a long-term power drain from the battery to undesirable clamping ⁇ voltage drops across the corresponding contact points.
  • the present invention has for its object to provide a device and a method with which to check the quality of a contact between a first terminal of a battery and a second terminal element, which is directly or indirectly connected to an electrical load, in a simple and reliable manner ,
  • This object is achieved by the subjects of inde ⁇ Gigen claims.
  • Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
  • the battery is in particular a battery for an electric and / or a hybrid vehicle.
  • the device described has (a) a temperature sensor for detecting the temperature of the first connection element and / or of the second
  • connection element and (b) a control device, which is coupled to the temperature sensor and which is arranged based on a detection signal of the Temperatursen ⁇ sors to classify the electrical contact between the first connection element and the second connection element.
  • the described device is based on the finding that by a thermal monitoring of the electrical
  • Power determines which is introduced into the contact region and which further increases the temperature of the first connection element and / or the second connection element. In particularly critical operating conditions, this could even happen lead, that the two connection elements permanently miteinan ⁇ be welded.
  • the term "electrical connection elements" refers to those contacts with which the battery or a battery module makes electrical contact with a vehicle-side battery or battery module receptacle. According to the invention, the control device classifies the
  • control device can then take appropriate measures which prevent further overheating of the electrical contact area.
  • the battery-side first connection element can be, for example, the connection pole of a battery.
  • the receptacle-side second connection element can also be referred to as a connection terminal.
  • the electrical connection between the two connection elements can be realized by means of any mechanical connection, for example a clamping connection, a screw connection, a plug connection or any combination of several connection types.
  • the control device is further configured such that, if the detection signal exceeds a predetermined reference value, the strength of a current flowing via the two connection elements is reduced.
  • the described measure of reducing the current which measure should preferably be taken as a so-called immediate measure, if an impermissible temperature is detected within the con ⁇ tact range, can be realized in various ways.
  • the current flow can be fully ⁇ constantly interrupted by opening a suitable switching element.
  • the switching element can be closed again, so that again a flow of current through the two connection elements is possible.
  • the detection signal may be an analog or a digital signal depending on the particular application. In the case of an analog detection signal, comparison with the reference value is made on the basis of analog levels. For a digital detection signal, the detection signal is compared with a digital reference value.
  • the extent of the reduction in the magnitude of the current depends on the difference between the level or the value of the detection signal, a predetermined reference value. This may mean in an advantageous manner that when a significant excess over the reference value of the current flow is more graces redu ⁇ than a merely slight excess over the reference value. To put it clearly, this means that a reduction of the current flow than the over ⁇ underrange an allowed maximum temperature threshold advantageously
  • the current flow follows by means of a throttling the power output of the battery ⁇ .
  • this may mean, for example, that the electrical power output to a drive motor or to a drive train of the vehicle is reduced. That there is only a reduced power available for the driver is taken for reasons of operational safety in purchasing.
  • a reduction or throttling of the current flow can take place on the batte- side, for example by means of a suitable battery management controller.
  • a power flow reduction can take place by means of a power management controller or a so-called vehicle controller of an electric and / or hybrid vehicle.
  • the temperature sensor is at one of the two connection elements arranged or integ ⁇ in one of the two connection elements.
  • the temperature sensor can be any temperaturempfind ⁇ Liche element such as a thermal resistance.
  • the thermoresistor may be formed as a thermistor (low resistance at high temperature) or alternatively as a thermistor (low resistance at low temperature). A combination of different temperature sensors, for example, to achieve a redundancy in terms of temperature detection is possible.
  • the device further comprises a data memory, which is coupled to the control device.
  • the controller is further configured to store a result of the CLASSIFICA ⁇ tion of the electrical contact in the data store.
  • This has the advantage that a detected excess temperature or an excessively high contact resistance at one or more of contact pairs, which are each formed by a first connection element and a second connection element, can be stored as errors in the data memory.
  • the data memory which is in particular a non-volatile data memory, can then be advantageously made accessible, for example, in the context of a diagnosis and / or a maintenance.
  • Warning signaling can be deposited, which informs a person in a suitable manner of the fact that an elevated temperature was measured by the temperature sensor.
  • the warning signaling can take place in any desired manner, for example in an optical, in an acoustic and / or in a haptic manner.
  • the described data memory may be a data memory which is separate from the control device.
  • the data memory can also be integrated in the control device and optionally contain further information for the operation of the described device.
  • the device further comprises at least one further temperature sensor for detecting the temperature of at least one further first connection element of the battery and / or at least another second connection element which is connected directly or indirectly to the electrical load.
  • the control device is coupled to the further temperature sensor and further configured to classify the electrical contact between the further first connection element and the further second connection element based on a detection signal of the further temperature sensor.
  • the battery or the battery module in principle have any number of connection elements which are each connected to a complementary connection element electrical more or less well.
  • the additional temperature sensor can be mounted in a corresponding manner as the above-mentioned temperature sensor to a (further) connection element or integrated in a (further) connection element.
  • the device further comprises a measuring device for measuring a voltage difference (a) between the first connection element and a further first connection element or (b) between the second connection element and a further second connection element.
  • the measuring device is coupled to the control device or integrated into the control device. This means that in addition to at least one temperature measurement, which is possibly characteristic of a voltage drop within a contact pair, also a voltage measurement between two different contact pairs can be performed. In this way, if necessary, a voltage information which is redundant relative to the at least one temperature measurement can be obtained. This has the advantage that the result (s) of the temperature measurement can be subjected to a plausibility check.
  • a battery system which has a battery with at least one first connection element and a device of the aforementioned type for classifying an electrical contact.
  • the temperature sensor is arranged and configured for detecting the temperature of the first connection element.
  • the battery system described is based on the finding that the device described above for classifying an electrical contact can be advantageously integrated in the battery system. In this way, the functionality of the contact classification and possibly the functionality of the current reduction are advantageously integrated into the battery system.
  • the battery system described may be a battery module, which can be used in a simple manner in an electric and / or hybrid vehicle ⁇ and possibly replaced with another battery system.
  • the battery system can be an exchangeable system which, after at least partial discharge, can be exchanged for a system with a charged battery in a specially designated service station.
  • the battery may include one or more battery cells. In this case, several battery cells can be connected in series and / or in parallel depending on the specific requirement.
  • the control device of the battery system described can be for example a so-called. Battery Management Controller, which controls the operation and in particular the charge and / or discharge of individual battery cells in terms of optimal performance and / or the longest possible life.
  • a battery receiving system has a receiving device for receiving a battery, at least one second connecting element, which is attached to the up ⁇ sampling device, and tion a device of the above type for classifying an electrical Kunststoffie-.
  • the temperature sensor is arranged and concentrated ⁇ oriented for sensing the temperature of the second Ranele- management.
  • the battery receiving system described is based on the finding that the device described above for classi ⁇ fying an electrical contact can be integrated in an advantageous manner in a battery holder. This completes the functionality of contact classification and, if necessary, the functionality of the power reduction integrated in an advantageous manner in the battery holder.
  • the battery receptacle may in particular be a vehicle-side battery receptacle of an electric or a hybrid vehicle.
  • the control device of the described battery receiving system can be, for example, a so-called power management controller, which determines the electrical power requirement of the drive train of an electric and / or hybrid vehicle
  • an electrical energy supply system for a vehicle in particular for an electric and / or hybrid vehicle, is described.
  • the energy supply system described has a Batterieier ⁇ acquisition system of the above type and a battery system of the above type.
  • the second connection element of the battery receiving system is coupled to the first connection element of the battery system.
  • the electrical power supply system according to the invention is based on the finding that the above-described device for classifying an electrical contact can advantageously be integrated into both a battery system and a battery receiving system. This means that a total of two devices of the type described above are used in order to detect temperature increases of the electrical contact area and thus a poor electrical contact quality between the (at least) a first connection element and the (at least one) second connection element particularly reliable. According to one embodiment of the invention, the
  • Battery system to a first data interface, which is coupled to the controller of the battery system. Furthermore, the battery receiving system has a second data interface, which communicates with the control device of the
  • Battery receiving system is coupled.
  • the first data interface and the second data interface are coupled to each other and set up such that an exchange of temperature data between the two control devices is possible.
  • the described interfaces can be any physical interfaces such as a Controller Area Network (CAN) interface, a Local Interconnect Network (LIN) interface, a Media Oriented Systems Transport (MOST) interface and / or a FlexRay interface.
  • CAN Controller Area Network
  • LIN Local Interconnect Network
  • MOST Media Oriented Systems Transport
  • the battery system has a first measuring device for measuring a first voltage difference between the first connecting element and a further first connecting element of the battery.
  • the first measuring device is coupled to the control device ⁇ of the battery system or integrated into the control device ⁇ the battery system.
  • the battery receiving system has a second measuring device for measuring a second voltage difference between the second connecting element and a further second connecting element, which is connected directly or indirectly to the electrical load.
  • the second measuring device is coupled to the control device of the battery receiving system or integrated into the control device of the battery receiving system.
  • the two data interfaces are set in such a way. directed that information regarding the two measured voltage differences between the two control devices can be exchanged.
  • an exchange of voltage differences may in particular mean that (a) the control device of the battery system informs the controller of the battery receiving system about the magnitude of the first voltage difference and b) the control device of the battery receiving system controls the controller of the battery system over the level of the second Voltage difference informed.
  • Voltage differences have the advantage that a plausibility check with regard to the detected temperature values can be carried out by at least one of the two control devices. As a result, the data security and the reliability of the entire electrical power supply ⁇ system can be significantly increased.
  • At least one of the two control devices or a further control device is set up to compare the two voltage differences with one another.
  • Comparison of the voltage differences can be done for example by a simple difference.
  • Transfer resistance indicates which can be ⁇ considered to be that the corresponding temperature measurement is not accurate in this case.
  • a method for classifying an electrical contact between a first connection element of a battery and a two ⁇ th connection element, which is directly or indirectly connected to an electrical consumer ⁇ cher described.
  • the battery is in particular a battery for an electric and / or a hybrid vehicle.
  • the method comprises (a) detecting the temperature of the first connection element and / or the second connection element by means of a Temperatursen ⁇ sors, and (b) classifying the electrical contact between the first connection element and the second connection element by means of a control device, which with the Temperature sensor is coupled based on a
  • the described method is also based on the knowledge that thermal monitoring of the electrical energy supply is the result of thermal monitoring
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electrical energy supply system which has two control devices and corresponding temperature sensors for monitoring the temperature of contact pairs, with which a battery system and a battery receiving system of the energy supply system are connected to one another.
  • Figure 2a shows a time course of a current drain as a function of a temperature of a contact point, which exceeds a predetermined reference temperature at a time.
  • FIG. 2b shows a temporal profile of a current drain as a function of a difference between (a) a first battery-side voltage which is measured at a first and a further first connection element, and (b) a second reception-side voltage which at a second and at a second another second connection element is measured, wherein the difference at a time exceeds a pre ⁇ given voltage difference.
  • the power supply system 100 shown in FIG. 1 has a battery 110 and a receiving device 150. Since in the battery 110 in addition to not shown battery cell len also described below functionalities for monitoring the operation of the battery 110 are present, the battery is also referred to as a battery module or battery system 110 in this document. In a corresponding manner, the illustrated receiving device 150, which likewise has monitoring functionalities, is referred to as a battery receiving system 150.
  • the battery system 110 has two battery posts.
  • a first connection element 112 represents the plus pole of the battery and a further first connection element 122 represents the
  • the battery receiving system 150 has two connection terminals for contacting the battery ⁇ system 110.
  • a second connecting element 152 serves as terminal ⁇ terminal for the positive pole 112.
  • Another second on ⁇ closing element 162 serves as a connection terminal for the negative pole 122 of the battery system 110.
  • the Battery system 110 may optionally have further connection elements, which are shown in dashed lines in Figure 1 and not provided with a reference numeral.
  • the battery receiving system 150 can optionally also have corresponding further connection terminals, which are also shown in dashed lines. Such further connection elements or connection terminals are particularly useful when the battery 110 has several ⁇ re battery cells, which are connected in series and / or parallel to each other. Then, if necessary, power can be taken from different subunits of the battery independently.
  • the battery system 110 has a control device 140, which may be a so-called battery management controller, for example.
  • the control device 140 is connected to a temperature sensor 114 via a measuring line 114a.
  • the temperature sensor 114 is on attached to the first connection element 112 or integrated in this.
  • the control device 140 is connected to a temperature sensor 124 via a measuring line 124a.
  • the temperature sensor 124 is attached to the further first connection element 122 or integ ⁇ riert in this.
  • the battery receiving system 150 likewise has a control device 180, which may be, for example, a so-called power management controller.
  • the control device 180 is connected to a temperature sensor 154 via a measuring line 154a.
  • Temperature sensor 154 mounted in the second connection element 152 or integrated in this.
  • the control device 180 is connected to a temperature sensor 164 via a measuring line 164a.
  • the temperature sensor 164 is attached to or integrated in the further second connection element 162.
  • the temperature sensors 114 and 124 respectively provide the control device 140 with a temperature signal which evaluates the corresponding temperature information. If an impermissibly elevated temperature of the first connection elements 112 and / or 122 is detected, appropriate measures are taken by the control device 140 which reduce the current strength taken from the battery 110.
  • the temperature sensors 154 and 164 provide the control device 180 are each a Temperatursig- nal are available, which also evaluates the corresponding Tempe ⁇ raturdes.
  • suitable measures are taken by the control device 180 to reduce the magnitude of the current which flows over the contact pairs 112, 152 or 122, 162.
  • the battery system 110 further includes an interface 145 which is also coupled to the controller 140.
  • the battery receiving system 150 also has an interface 195, which is coupled to the control device 180.
  • the two interfaces are known. Controller Area Network (CAN) data interfaces.
  • CAN Controller Area Network
  • the two data interfaces ⁇ 145 and 195 connected by a physical connector.
  • This connector comprises a battery-side interface contact 146 and a receiving-side interface contact 196.
  • Each of the two interface contacts can have a plurality of contact ⁇ elements such as pins or contact receptacles.
  • the two control devices 140 and 195 can thus communicate with each other and exchange temperature data, for example. By comparing the temperature data recorded on the battery side with the temperature data recorded on the intake side, the temperature measurements can be checked for their consistency. By such a plausibility check of the data security, and thus the reliability of the entire Energyversor ⁇ supply system 100 can be increased.
  • the battery receiving system 150 further includes a data memory 182 which is coupled to the controller 180.
  • the data memory 182 is preferably a non-volatile memory.
  • temperature data be stored from where they can be read, for example, in the context of a diagnosis and / or maintenance.
  • supervision in which the temperature information is exchanged and / or evaluates a complementary surveil ⁇ monitoring concept (eg for plausibility purposes) are applied.
  • a voltage U Ba ti detected by the control device 140 via two measuring lines 114b and 124b which is applied between the terminal poles 112 and 122 of the battery system 110.
  • This voltage information can also be evaluated by the control device 140 and / or provided to the control device 180 via the two interfaces 145 and 195 and the two interface contacts 146 and 196.
  • control device 180 and the two measuring lines 154b and 164b also detect the voltage U Ba t2, which is applied between the two connecting poles 152 and 162 of the battery receiving system 150.
  • This voltage information can also be evaluated by the control device 180 and / or provided to the control device 140 via the two interfaces 145 and 195 and the two interface contacts 146 and 196.
  • a comparison of the detected voltages U Ba ti and U Ba t2 takes place by exchanging the two information determined as voltage values via the interfaces 145 and 195 and via the interface contacts 146 and 196 and compared with each other.
  • the comparison can in the simplest case, only a subtraction of the detected voltages (U Ba ti minus U Bat 2) have ⁇ , the corresponding difference in the battery management controller 140 and / or the power management Cont ⁇ roller can be carried 180th Provided that the difference shows that theistsdiffe ⁇ ence between U Ba ti and U Ba t2 is too large, as a ⁇ deutiges signs of too high a resistance to at least one of the two contact pairs 112, 152, 122, 162, this is considered. As an immediate countermeasure, the magnitude of the current flowing across these pairs of contacts is then reduced. This can be done by reducing the power drawn from the battery system 110 by means of the receiving-side power management controller 180. This can be achieved, for example, by throttling the power output to a drive motor or to a drive train of an electric or hybrid vehicle.
  • the magnitude of the current provided by the battery 110 can be directly measured. As ersich ⁇ tlich from Figure 1, this is done by means of a current measurement via a measurement line 124c to the connecting pole 122 of the battery 110.
  • the current flow extraction can be used with the above-described temperature information and, if necessary, with the also described above voltage information as additional information for a classification of the quality of the contact connections between the connection elements 112, 152 and 122, 162 are used.
  • this current measurement which may be accomplished, for example, by a magnetic sensor, such as e.g. a Hall sensor can also take place at another point of the power supply system 100.
  • FIG. 2 a shows a time profile of a current drain ⁇ load i n dependence of a temperature 0 of a contact point between two connection contacts.
  • the temperature 0 exceeds a one by a dashed horizontal at a time ti
  • Figure 2b shows a time course of a current drain as a function of a difference between (a) a first battery-side voltage U ati / which is measured at a first and at a further first connection element, and (b) a second recording-side voltage Ubat2, which is measured at a second and at a further second connection element.
  • the current drain ⁇ load from the battery initially increases.
  • the voltage difference "U ba ti ⁇ U ba t2" which at a time tl exceeds a predetermined reference value shown in dashed lines.
  • the current drain ⁇ load is immediately started to continuously reduzie ⁇ ren.
  • ⁇ load increases as a result of reduction of the current drain, the clamping ⁇ voltage difference "Ubati ⁇ U bat 2" initially not as quickly until they after reaching a maximum at a time ⁇ point t 2 again reaches the predetermined reference value. From the time t 2, the further reduction of Stroment ⁇ exception is stopped.
  • Darges ⁇ tellten embodiment in further comprising an at least approxi- hernd constant voltage difference "Ubati ⁇ U ba t2" -

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Abstract

The invention relates to a device for classifying electrical contacting between a first connecting element (112) of a battery (110) and a second connecting element (152), which is directly or indirectly connected to an electrical load. The system comprises (a) a temperature sensor (114 or 154) for detecting the temperature of the first connecting element (112) and/or of the second connecting element (152) and (b) a control device (140 or 180), which is coupled to the temperature sensor (114 or 154) and which is designed, on the basis of a detecting signal of the temperature sensor (114 or 154), to classify the electrical contacting between the first connecting element (112) and the second connecting element (152). The invention further relates to a corresponding method and to a battery system (110) and a battery receiving system (150) comprising such a device for classifying electrical contacting. Moreover, an electrical power supply system (100) comprising such a battery system (110) and such a battery receiving system (150) are described.

Description

Beschreibung description
Klassifizierung einer elektrischen Kontaktierung zwischen zwei Anschlusselementen Classification of an electrical contact between two connection elements
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Konzept zum Überprüfen eines elektrischen Kontakts zwischen zwei Anschlusselementen, wobei ein erstes Anschlusselement einer Batterie zugeordnet ist und ein zweites Anschlusselement einem elektrischen The present invention relates to a concept for checking an electrical contact between two connection elements, wherein a first connection element is assigned to a battery and a second connection element is assigned to an electrical connection
Verbraucher zugeordnet ist. Der elektrische Verbraucher ist insbesondere der Antriebsstrang eines Elektro- und/oder Consumer is assigned. The electrical load is in particular the drive train of an electric and / or
Hybridfahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft insbeson¬ dere eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Klassifizieren einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem ersten An- Schlusselement einer Batterie und einem zweiten Anschlussele¬ ment, welches mit einem elektrischen Verbraucher direkt oder indirekt verbunden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Batteriesystem sowie ein Batterieaufnahmesystem mit einer derartigen Vorrichtung zum Klassifizieren einer elektrischen Kontaktierung. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein elektrisches Energieversorgungssystem mit einem derartigen Batteriesystem sowie einem derartigen Batterieaufnahmesystem. Als Hybrid- oder Elektrofahr zeuge bezeichnet man Fahr¬ zeuge, die teilweise bzw. vollständig durch elektrische Energie angetrieben werden. Dazu benötigen diese Fahrzeuge als Energiespeicher eine oder mehrere leistungs¬ starke Batterien, um dem betreffenden Fahrzeug eine ausrei- chende Leistung und/oder eine ausreichende Energiemenge zur Verfügung zu stellen. Ersteres wird benötigt, um zumindest eine gewisse Antriebsleistung und damit einen gewissen Fahrkomfort zur Verfügung zu stellen. Letzteres ist erforderlich, damit das Fahrzeug zwischen zwei Batterie-Aufladungen eine gewisse Reichweite erzielen kann. Batterien von Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen können auf verschiedene Weisen aufgeladen werden. Gemäß einem ersten Aufladungsprinzip werden die Batterien direkt im Fahrzeug mittels sog. Ladestationen geladen. Gemäß einem zweiten Hybrid vehicle. The present invention relates insbeson ¬ particular to an apparatus and a method for classifying an electrical contact between a first check circuit element of a battery and a second Anschlussele ¬ ment, which is connected directly or indirectly to an electrical load. The present invention further relates to a battery system and a battery receiving system with such a device for classifying an electrical contact. Moreover, the present invention relates to an electric power supply system with such a battery system and such a battery receiving system. As a hybrid or electric vehicles called driving ¬ witnesses that are partially or completely driven by electrical energy. , These vehicles require one or more strong-performance ¬ batteries to store energy to provide sufficient power and / or a sufficient amount of energy available to the vehicle in question. The former is needed to provide at least a certain drive power and thus a certain ride comfort. The latter is required so that the vehicle can achieve a certain range between two battery charges. Batteries of electric and / or hybrid vehicles can be charged in various ways. According to a first charging principle, the batteries are charged directly in the vehicle by means of so-called charging stations. According to a second
Aufladungsprinzip werden die Batterien außerhalb des Fahrzeugs an speziell dafür vorgesehenen Servicestationen aufgeladen. Dem Fahrzeug wird die Energie dadurch zugeführt, indem ein Austausch eines kompletten Batteriemoduls vorgenommen wird, wobei ein zumindest teilweise entladenes Batteriemodul ("leeres Batteriemodul") durch ein zumindest teilweise und bevorzugt vollständig aufgeladenes Batteriemodul ("volles Batteriemodul") ersetzt wird. Charging principle, the batteries are charged outside the vehicle at specially designated service stations. Power is supplied to the vehicle by replacing a complete battery module, replacing an at least partially discharged battery module ("empty battery module") with an at least partially and preferably fully charged battery module ("full battery module").
Im Gegensatz zu herkömmlichen einen Verbrennungsmotor aufwei- senden Fahrzeugen, bei denen die Batterie nur für eine kurze Zeitdauer einen sog. Anlasserstrom bereitstellen muss, muss die Batterie bei Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen die In contrast to conventional vehicles having an internal combustion engine, in which the battery only has to provide a so-called starter current for a short period of time, in the case of electric and / or hybrid vehicles, the battery must have the
Gesamtheit bzw. einen Teil der Energie, die für den konti¬ nuierlichen Fahrzeugbetrieb erforderlich ist, zur Verfügung stellen. Demzufolge sind für Elektro- und/oder Hybridfahrzeu¬ ge wesentlich leistungsstärkere Batterien erforderlich. Entity or a portion of the energy that is required for the conti ¬ vious vehicle operation provide. Accordingly Hybridfahrzeu ¬ ge much more powerful batteries are needed for electrical and / or.
Außerdem müssen die elektrischen Kontakte zwischen den Batteriepolen (Pol-Kontakte) und entsprechenden fahrzeugseitigen Anschlussterminals einen besonders niedrigen Übergangswider- stand aufweisen, damit es bei einer lang andauernden Leistungsentnahme aus der Batterie nicht zu unerwünschten Span¬ nungsabfällen an den entsprechenden Kontaktstellen kommt. In addition, the electrical contacts between the battery poles (pole contacts) and corresponding vehicle-side connection terminals are required to have a particularly low contact resistance, so it does not occur in a long-term power drain from the battery to undesirable clamping ¬ voltage drops across the corresponding contact points.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen die Qualität einer Kontaktierung zwischen einem ersten Anschlusselement einer Batterie und einem zweiten Anschlusselement, welches mit einem elektrischen Verbraucher direkt oder indirekte verbunden ist, auf einfache und zuverlässige Weise zu überprüfen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhän¬ gigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben . The present invention has for its object to provide a device and a method with which to check the quality of a contact between a first terminal of a battery and a second terminal element, which is directly or indirectly connected to an electrical load, in a simple and reliable manner , This object is achieved by the subjects of inde ¬ Gigen claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Klassifizieren einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem ersten Anschlusselement einer Batterie und einem zwei¬ ten Anschlusselement, welches mit einem elektrischen Verbrau- eher direkt oder indirekt verbunden ist, beschrieben. Die Batterie ist insbesondere eine Batterie für ein Elektro- und/oder ein Hybridfahrzeug. Die beschriebene Vorrichtung weist auf (a) einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des ersten Anschlusselements und/oder des zweiten According to a first aspect of the invention, a device for classifying an electrical contact between a first connection element of a battery and a two ¬ th connection element, which is connected to an electrical consumer rather directly or indirectly described. The battery is in particular a battery for an electric and / or a hybrid vehicle. The device described has (a) a temperature sensor for detecting the temperature of the first connection element and / or of the second
Anschlusselements und (b) eine Steuereinrichtung, welche mit dem Temperatursensor gekoppelt ist und welche eingerichtet ist, basierend auf einem Erfassungssignal des Temperatursen¬ sors die elektrische Kontaktierung zwischen dem ersten Anschlusselement und dem zweiten Anschlusselement zu klassifi- zieren. Connection element and (b) a control device, which is coupled to the temperature sensor and which is arranged based on a detection signal of the Temperatursen ¬ sors to classify the electrical contact between the first connection element and the second connection element.
Der beschriebenen Vorrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine thermische Überwachung des elektrischen The described device is based on the finding that by a thermal monitoring of the electrical
Kontaktbereichs zwischen einer Batterie und einer entspre- chenden Batterieaufnahme eine schlechte elektrische Kontakt¬ qualität frühzeitig erkannt werden kann. Dabei resultiert eine schlechte elektrische Kontaktierung typischerweise aus einem erhöhten elektrischen Übergangswiderstand zwischen dem batterieseitigen ersten Anschlusselement und dem aufnahmesei- tigen zweiten Anschlusselement. Dies bedeutet jedoch, dass bei einer Stromentnahme aus der Batterie zwischen den beiden Anschlusselementen ein Spannungsabfall auftritt, welcher zusammen mit der aktuellen Stromstärke eine dissipative Contact area between a battery and a corresponding battery receptacle poor electrical contact ¬ quality can be detected early. In this case, a poor electrical contact typically results from an increased electrical contact resistance between the battery-side first connection element and the receptacle-side second connection element. However, this means that when a current drain from the battery between the two terminal elements, a voltage drop occurs, which together with the current current dissipative
Leistung bestimmt, welche in den Kontaktbereich eingebracht wird und welche die Temperatur des ersten Anschlusselements und/oder des zweiten Anschlusselements weiter erhöht. Bei besonders kritischen Betriebszuständen könnte dies sogar dazu führen, dass die beiden Anschlusselemente dauerhaft miteinan¬ der verschweißt werden. Power determines which is introduced into the contact region and which further increases the temperature of the first connection element and / or the second connection element. In particularly critical operating conditions, this could even happen lead, that the two connection elements permanently miteinan ¬ be welded.
Als elektrische Anschlusselemente sind im Lichte der vorlie- genden Erfindung diejenigen Kontakte zu verstehen, mit denen von der Batterie oder von einem Batteriemodul eine elektrische Kontaktierung zur einer fahrzeugseitigen Batterie- bzw. Batteriemodul-Aufnahme hergestellt wird. Erfindungsgemäß klassifiziert die Steuereinrichtung die In the light of the present invention, the term "electrical connection elements" refers to those contacts with which the battery or a battery module makes electrical contact with a vehicle-side battery or battery module receptacle. According to the invention, the control device classifies the
Qualität der elektrischen Kontaktierung anhand der Höhe des Erfassungssignals, welche für die aktuelle Temperatur der Temperatur in dem Kontaktbereich charakteristisch ist. Sofern anhand des Erfassungssignals beispielsweise festgestellt wird, dass die Temperatur unterhalb einer vorgegebenen Refe¬ renztemperatur liegt, kann davon ausgegangen werden, dass der Übergangswiderstand zwischen den beiden Anschlusselementen so gering ist, dass keine weiteren Maßnahmen erforderlich sind. Falls die Temperatur jedoch höher ist als die Referenztempe- ratur, dann ist davon auszugehen, dass der Übergangswiderstand zumindest etwas gegenüber einem vorgegebenen bzw. Quality of the electrical contact based on the height of the detection signal, which is characteristic of the current temperature of the temperature in the contact area. Is determined provided that the basis of the detection signal, for example, that the temperature is below a predetermined Refe ¬ ence temperature, it can be assumed that the contact resistance between the two connecting elements is so low that no further action is required. However, if the temperature is higher than the reference temperature, then it can be assumed that the contact resistance is at least somewhat above a predetermined or
zulässigen Referenzwiderstand erhöht ist. Auf diese Weise kann eine thermische Überlastung bzw. Überhitzung in dem Kontaktbereich frühzeitig erkannt werden. Die Steuereinrich- tung kann dann geeignete Maßnahmen ergreifen, welche eine weitere Überhitzung des elektrischen Kontaktbereichs verhindern . permissible reference resistance is increased. In this way, a thermal overload or overheating in the contact area can be detected early. The control device can then take appropriate measures which prevent further overheating of the electrical contact area.
Das batterieseitige erste Anschlusselement kann beispielswei- se der Anschlusspol einer Batterie sein. Das aufnahmeseitige zweite Anschlusselement kann auch als Anschlussterminal bezeichnet werden. Die elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlusselementen kann mittels jeder beliebigen mechanischen Verbindung, beispielsweise einer Klemmverbin- dung, einer Schraubverbindung, einer Steckverbindung oder einer beliebigen Kombination aus mehreren Verbindungstypen, realisiert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuer¬ einrichtung ferner derart eingerichtet ist, dass, sofern das Erfassungssignal einen vorgegebenen Referenzwert überschrei- tet, die Stärke eines über die beiden Anschlusselemente fließenden Stroms reduziert wird. The battery-side first connection element can be, for example, the connection pole of a battery. The receptacle-side second connection element can also be referred to as a connection terminal. The electrical connection between the two connection elements can be realized by means of any mechanical connection, for example a clamping connection, a screw connection, a plug connection or any combination of several connection types. According to one exemplary embodiment of the invention, the control device is further configured such that, if the detection signal exceeds a predetermined reference value, the strength of a current flowing via the two connection elements is reduced.
Die beschriebene Maßnahme der Reduzierung des Stroms, welche Maßnahme bevorzugt als sog. Sofortmaßnahme ergriffen werden sollte, wenn eine unzulässige Temperatur innerhalb des Kon¬ taktbereichs detektiert wird, kann auf verschiedene Art und Weise realisiert werden. So kann beispielsweise der Strom- fluss durch ein Öffnen eines geeigneten Schaltelements voll¬ ständig unterbrochen werden. Optional kann nach einem ent- sprechenden Abkühlen des Kontaktbereichs das Schaltelement wieder geschlossen werden, so dass erneut ein Stromfluss über die beiden Anschlusselemente möglich ist. The described measure of reducing the current, which measure should preferably be taken as a so-called immediate measure, if an impermissible temperature is detected within the con ¬ tact range, can be realized in various ways. For example, the current flow can be fully ¬ constantly interrupted by opening a suitable switching element. Optionally, after a corresponding cooling of the contact region, the switching element can be closed again, so that again a flow of current through the two connection elements is possible.
Durch die beschriebene Vorrichtung können somit unerwünschte Spannungsabfälle an den Batterie-Pol-Kontakten sowie damit einhergehenden Erwärmungen an den Batterie-Pol-Kontakten zuverlässig verhindert werden. Dabei wird die Qualität der elektrischen Kontaktierung zunächst überprüft bzw. klassifiziert. Danach wird als Reaktion auf eine Fehlererkennung (Erkennung einer Unregelmäßigkeit im Erfassungssignal des Temperatursensors bzw. einer zu großen Temperaturerhöhung) als Sofort-Maßnahme die Stromentnahme aus der Batterie redu¬ ziert . Es wird darauf hingewiesen, dass das Erfassungssignal je nach spezieller Anwendung ein analoges oder ein digitales Signal sein kann. In Falle eines analogen Erfassungssignals erfolgt der Vergleich mit dem Referenzwert auf der Basis von analogen Pegeln. Bei einem digitalen Erfassungssignal wird das Erfas- sungssignal mit einem digitalen Referenzwert verglichen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wobei das Ausmaß der Reduzierung der Stärke des Stroms von der Differenz zwischen dem Pegel oder dem Wert des Erfassungssignals einen vorgegebenen Referenzwert abhängt. Dies kann auf vorteilhafte Weise bedeuten, dass bei einer deutlichen Überschreitung des Referenzwertes der Stromfluss stärker redu¬ ziert wird als bei einem lediglich geringfügigen Überschreiten des Referenzwertes. Anschaulich ausgedrückt bedeutet dies, dass bei der Über¬ schreitung einer zulässigen maximalen Temperaturschwelle eine Reduzierung des Stromflusses in vorteilhafter Weise als By the described device thus unwanted voltage drops can be reliably prevented at the battery-pole contacts and associated heating to the battery-pole contacts. The quality of the electrical contact is first checked or classified. Thereafter, in response to an error detection (detection of an irregularity in the detection signal of the temperature sensor or a too large temperature increase) as an immediate measure, the current drain from the battery redu ¬ graces. It should be noted that the detection signal may be an analog or a digital signal depending on the particular application. In the case of an analog detection signal, comparison with the reference value is made on the basis of analog levels. For a digital detection signal, the detection signal is compared with a digital reference value. According to a further exemplary embodiment of the invention, the extent of the reduction in the magnitude of the current depends on the difference between the level or the value of the detection signal, a predetermined reference value. This may mean in an advantageous manner that when a significant excess over the reference value of the current flow is more graces redu ¬ than a merely slight excess over the reference value. To put it clearly, this means that a reduction of the current flow than the over ¬ underrange an allowed maximum temperature threshold advantageously
Funktion der ermittelten Übertemperatur erfolgt. Wie oben bereits angemerkt, kann ein entsprechend reduzierter Strom- fluss so lange beibehalten werden, bis diese maximale Tempe¬ raturschwelle oder auch eine andere Temperaturschwelle wieder unterschritten ist. Function of the determined overtemperature takes place. As noted above, a correspondingly reduced current flow can be maintained until this maximum Tempe ¬ raturschwelle or even a different temperature threshold is exceeded again.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung er- folgt der Stromfluss mittels einer Drosselung der Leistungs¬ abgabe der Batterie. Dies kann im Falle eines Elektro- und/oder eines Hybridfahrzeuges beispielsweise bedeuten, dass die elektrische Leistungsabgabe an einen Antriebsmotor bzw. an einen Antriebsstrang des Fahrzeugs reduziert wird. Dass dabei für den Fahrer nur noch eine reduzierte Leistung zu Verfügung steht wird aus Gründen der Betriebssicherheit in Kauf genommen. ER- According to a further embodiment of the invention, the current flow follows by means of a throttling the power output of the battery ¬. In the case of an electric vehicle and / or a hybrid vehicle, this may mean, for example, that the electrical power output to a drive motor or to a drive train of the vehicle is reduced. That there is only a reduced power available for the driver is taken for reasons of operational safety in purchasing.
Eine Reduzierung bzw. Drosselung des Stromflusses kann batte- rieseitig beispielsweise mittels eines geeigneten Batterie- Management-Controllers erfolgen. Fahrzeugseitig kann eine derartige Stromflussreduzierung mittels eines Power- Management-Controllers oder eines sog. Fahrzeug-Controllers eines Elektro- und/oder eines Hybridfahrzeuges erfolgen. A reduction or throttling of the current flow can take place on the batte- side, for example by means of a suitable battery management controller. On the vehicle side, such a power flow reduction can take place by means of a power management controller or a so-called vehicle controller of an electric and / or hybrid vehicle.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Temperatursensor an einem der beiden Anschlusselemente angeordnet oder in einem der beiden Anschlusselemente integ¬ riert. Dies hat den Vorteil, dass die Temperatur des jeweili¬ gen Anschlusselements ohne größere thermische Widerstände erfasst werden kann. Dadurch kann die thermische Trägheit der beschriebenen Vorrichtung auf vorteilhafte Weise reduziert werden, so dass bei einem Überschreiten der o.g. Referenztemperatur ohne größere zeitliche Verzögerung geeignete According to a further embodiment of the invention, the temperature sensor is at one of the two connection elements arranged or integ ¬ in one of the two connection elements. This has the advantage that the temperature of the respec ¬ mer connection element can be detected without major thermal resistance. As a result, the thermal inertia of the device described can be reduced in an advantageous manner, so that when the abovementioned reference temperature is exceeded without a significant time delay, it is suitable
Maßnahmen zur Stromreduzierung ergriffen werden können. Der Temperatursensor kann jedes beliebige temperaturempfind¬ liche Element wie zum Beispiel ein Thermowiderstand sein. Der Thermowiderstand kann als Heißleiter (geringer Widerstand bei hoher Temperatur) oder alternativ als Kaltleiter (geringer Widerstand bei niedriger Temperatur) ausgebildet sein. Auch eine Kombination von verschiedenen Temperatursensoren beispielsweise zur Erzielung einer Redundanz hinsichtlich der Temperaturerfassung ist möglich. Measures to reduce power can be taken. The temperature sensor can be any temperaturempfind ¬ Liche element such as a thermal resistance. The thermoresistor may be formed as a thermistor (low resistance at high temperature) or alternatively as a thermistor (low resistance at low temperature). A combination of different temperature sensors, for example, to achieve a redundancy in terms of temperature detection is possible.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung ferner einen Datenspeicher auf, welcher mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist. Dabei ist die Steuereinrichtung ferner eingerichtet, ein Ergebnis der Klassifizie¬ rung der elektrischen Kontaktierung in dem Datenspeicher zu hinterlegen. Dies hat den Vorteil, dass eine detektierte Übertemperatur bzw. ein zu hoher Übergangswiderstand an einem oder an mehreren von Kontaktpaaren, welche durch jeweils ein erstes Anschlusselement und ein zweites Anschlusselement gebildet sind, als Fehler in dem Datenspeicher abgelegt werden können. Der Datenspeicher, welcher insbesondere ein nicht-flüchtiger Datenspeicher ist, kann dann beispielsweise im Rahmen einer Diagnose und/oder einer Wartung auf vorteilhafte Weise zugänglich gemacht werden. According to a further embodiment of the invention, the device further comprises a data memory, which is coupled to the control device. The controller is further configured to store a result of the CLASSIFICA ¬ tion of the electrical contact in the data store. This has the advantage that a detected excess temperature or an excessively high contact resistance at one or more of contact pairs, which are each formed by a first connection element and a second connection element, can be stored as errors in the data memory. The data memory, which is in particular a non-volatile data memory, can then be advantageously made accessible, for example, in the context of a diagnosis and / or a maintenance.
Es wird darauf hingewiesen, dass in dem Datenspeicher auch andere Informationen wie beispielsweise eine entsprechendeIt should be noted that in the data store, other information such as a corresponding
Warnsignalisierung hinterlegt sein kann, welche einer Person auf geeignete Weise von der Tatsache in Kenntnis setzt, dass eine erhöhte Temperatur von dem Temperatursensor gemessen wurde. Dabei kann die Warnsignalisierung auf beliebige Weise beispielsweise in optischer, in akustischer und/oder in haptischer Weise erfolgen. Warning signaling can be deposited, which informs a person in a suitable manner of the fact that an elevated temperature was measured by the temperature sensor. The warning signaling can take place in any desired manner, for example in an optical, in an acoustic and / or in a haptic manner.
Der beschriebene Datenspeicher kann ein von der Steuereinrichtung getrennter Datenspeicher sein. Alternativ kann der Datenspeicher auch in der Steuereinrichtung integriert sein und ggf. für den Betrieb der beschriebenen Vorrichtung weite- rer Informationen enthalten. The described data memory may be a data memory which is separate from the control device. Alternatively, the data memory can also be integrated in the control device and optionally contain further information for the operation of the described device.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung ferner auf zumindest einen weiteren Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur von zumindest einem weiteren ersten Anschlusselement der Batterie und/oder von zumindest weiteren zweiten Anschlusselement, welches mit dem elektrischen Verbraucher direkt oder indirekte verbunden ist. Die Steuereinrichtung ist mit dem weiteren Temperatursensor gekoppelt und ferner eingerichtet, basierend auf einem Erfas- sungssignal des weiteren Temperatursensors die elektrische Kontaktierung zwischen dem weiteren ersten Anschlusselement und dem weiteren zweiten Anschlusselement zu klassifizieren. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur ein Kontaktpaar (zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlusselement) auf eine erhöhte Temperatur bzw. einen erhöhten Übergangswiderstand überprüft werden kann, sondern dass auch noch weitere Kontaktpaare auf derartige Fehlerzustände überprüft werden können. Auf diese Weise kann eine umfassende Diagnose bzgl. der elektrischen Kontaktierung einer Batterie oder eines Batteriemoduls, welches mehrere in beliebiger Weise seriell und/oder parallel geschaltete Batteriezellen aufweist, vorge¬ nommen werden. Dabei kann die Batterie bzw. das Batteriemodul im Prinzip beliebig viele Anschlusselemente aufweisen, die jeweils mit einem komplementären Anschlusselement elektrische mehr oder weniger gut verbunden sind. Es wird darauf hingewiesen, dass auch der weitere Temperatursensor in entsprechender Weise wie der o.g. Temperatursensor an einem (weiteren) Anschlusselement angebracht oder in einem (weiteren) Anschlusselement integriert sein kann. According to a further embodiment of the invention, the device further comprises at least one further temperature sensor for detecting the temperature of at least one further first connection element of the battery and / or at least another second connection element which is connected directly or indirectly to the electrical load. The control device is coupled to the further temperature sensor and further configured to classify the electrical contact between the further first connection element and the further second connection element based on a detection signal of the further temperature sensor. This has the advantage that not only a contact pair (between the first and the second connection element) can be checked for an elevated temperature or an increased contact resistance, but also that further contact pairs can be checked for such error conditions. In this way, a comprehensive diagnosis with respect to the electrical contacting of a battery or a battery module, which has a plurality of serially and / or parallel-connected battery cells in any way, be pre ¬ taken. In this case, the battery or the battery module in principle have any number of connection elements which are each connected to a complementary connection element electrical more or less well. It should be noted that the additional temperature sensor can be mounted in a corresponding manner as the above-mentioned temperature sensor to a (further) connection element or integrated in a (further) connection element.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung ferner auf eine Messeinrichtung zum Messen einer Spannungsdifferenz (a) zwischen dem ersten Anschlusselement und einem weiteren ersten Anschlusselement oder (b) zwischen dem zweiten Anschlusselement und einem weiteren zweiten Anschlusselement. Dabei ist die Messeinrichtung mit der Steuereinrichtung gekoppelt oder in die Steuereinrichtung integriert. Dies bedeutet, dass zusätzlich zu zumindest einer Temperaturmessung, welche ggf. für einen Spannungsabfall innerhalb eines Kontaktpaares charakteristisch ist, auch noch eine Spannungsmessung zwischen zwei unterschiedlichen Kontaktpaaren durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann ggf. eine zu der zumindest einen Temperaturmessung redundante Spannungsinformation erlangt werden. Dies hat den Vorteil, dass das (die) Ergebnis (se) der Temperaturmessung einer Plau- sibilitätsüberprüfung unterzogen werden können. According to a further embodiment of the invention, the device further comprises a measuring device for measuring a voltage difference (a) between the first connection element and a further first connection element or (b) between the second connection element and a further second connection element. In this case, the measuring device is coupled to the control device or integrated into the control device. This means that in addition to at least one temperature measurement, which is possibly characteristic of a voltage drop within a contact pair, also a voltage measurement between two different contact pairs can be performed. In this way, if necessary, a voltage information which is redundant relative to the at least one temperature measurement can be obtained. This has the advantage that the result (s) of the temperature measurement can be subjected to a plausibility check.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Batteriesystem beschrieben, welches eine Batterie mit zumindest einem ersten Anschlusselement und eine Vorrichtung des o.g. Typs zum Klassifizieren einer elektrischen Kontaktierung aufweist. Dabei ist der Temperatursensor angeordnet und eingerichtet zum Erfassen der Temperatur des ersten Anschlusselements. Dem beschriebenen Batteriesystem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben beschriebene Vorrichtung zum Klassifizieren einer elektrischen Kontaktierung auf vorteilhafte Weise in dem Batteriesystem integriert werden kann. Damit wird die Funktionalität der Kontaktklassifizierung und ggf. die Funk- tionalität der Stromreduzierung auf vorteilhafte Weise in das Batteriesystem integriert. Das beschriebene Batteriesystem kann ein Batteriemodul sein, welches auf einfache Weise in einem Elektro- und/oder Hybrid¬ fahrzeug verwendet und ggf. gegen ein anderes Batteriesystem ausgetauscht werden kann. Das Batteriesystem kann insbesonde- re ein wechselbares System sein, welche nach einer zumindest teilweisen Entladung in einer speziell dafür vorgesehenen Servicestation gegen ein System mit einer geladenen Batterie ausgetauscht werden kann. Die Batterie kann eine oder mehrere Batteriezellen aufweisen. Dabei können mehrere Batteriezellen je nach spezifischer Anforderung in Serie und/oder parallel zueinander geschalten sein . Die Steuereinrichtung des beschriebenen Batteriesystems kann beispielsweise ein sog. Batterie Management Controller sein, welcher den Betrieb und insbesondere die Ladung und/oder die Entladung von einzelnen Batteriezellen in Hinblick auf eine optimale Leistungsfähigkeit und/oder eine möglichst lange Lebensdauer steuert. According to a further aspect of the invention, a battery system is described, which has a battery with at least one first connection element and a device of the aforementioned type for classifying an electrical contact. In this case, the temperature sensor is arranged and configured for detecting the temperature of the first connection element. The battery system described is based on the finding that the device described above for classifying an electrical contact can be advantageously integrated in the battery system. In this way, the functionality of the contact classification and possibly the functionality of the current reduction are advantageously integrated into the battery system. The battery system described may be a battery module, which can be used in a simple manner in an electric and / or hybrid vehicle ¬ and possibly replaced with another battery system. In particular, the battery system can be an exchangeable system which, after at least partial discharge, can be exchanged for a system with a charged battery in a specially designated service station. The battery may include one or more battery cells. In this case, several battery cells can be connected in series and / or in parallel depending on the specific requirement. The control device of the battery system described can be for example a so-called. Battery Management Controller, which controls the operation and in particular the charge and / or discharge of individual battery cells in terms of optimal performance and / or the longest possible life.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Batterieaufnahmesystem beschreiben. Das Batterieaufnahmesystem weist auf eine Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen einer Batterie, zumindest ein zweites Anschlusselement, welches an der Auf¬ nahmevorrichtung angebracht ist, und eine Vorrichtung des o.g. Typs zum Klassifizieren einer elektrischen Kontaktie- rung. Dabei ist der Temperatursensor angeordnet und einge¬ richtet zum Erfassen der Temperatur des zweiten Anschlussele- ments. According to another aspect of the invention, a battery receiving system is described. The battery receiving system has a receiving device for receiving a battery, at least one second connecting element, which is attached to the up ¬ sampling device, and tion a device of the above type for classifying an electrical Kontaktie-. Here, the temperature sensor is arranged and concentrated ¬ oriented for sensing the temperature of the second Anschlussele- management.
Dem beschriebenen Batterieaufnahmesystem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben beschriebene Vorrichtung zum Klassi¬ fizieren einer elektrischen Kontaktierung auf vorteilhafte Weise in einer Batterieaufnahme integriert werden kann. Damit wird die Funktionalität der Kontaktklassifizierung und ggf. die Funktionalität der Stromreduzierung auf vorteilhafte Weise in die Batterieaufnahme integriert. The battery receiving system described is based on the finding that the device described above for classi ¬ fying an electrical contact can be integrated in an advantageous manner in a battery holder. This completes the functionality of contact classification and, if necessary, the functionality of the power reduction integrated in an advantageous manner in the battery holder.
Die Batterieaufnahme kann insbesondere eine fahrzeugseitige Batterieaufnahme eines Elektro- oder eines Hybridfahrzeugs sein . The battery receptacle may in particular be a vehicle-side battery receptacle of an electric or a hybrid vehicle.
Die Steuereinrichtung des beschriebenen Batterieaufnahmesystems kann beispielsweise ein sog. Power Management Controller sein, welcher den elektrischen Leistungsbedarf des Antriebsstrangs eines Elektro- und/oder eines Hybridfahrzeugs The control device of the described battery receiving system can be, for example, a so-called power management controller, which determines the electrical power requirement of the drive train of an electric and / or hybrid vehicle
steuert . controls.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein elektri- sches Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektro- und/oder Hybridfahrzeug, beschrieben. Das beschriebene Energieversorgungssystem weist ein Batterieauf¬ nahmesystem des o.g. Typs und ein Batteriesystem des o.g. Typs auf. Dabei ist das zweite Anschlusselement des Batterie- aufnahmesystems mit dem ersten Anschlusselement des Batterie¬ systems gekoppelt. According to a further aspect of the invention, an electrical energy supply system for a vehicle, in particular for an electric and / or hybrid vehicle, is described. The energy supply system described has a Batterieauf ¬ acquisition system of the above type and a battery system of the above type. In this case, the second connection element of the battery receiving system is coupled to the first connection element of the battery system.
Dem erfindungsgemäßen elektrischen Energieversorgungssystem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben beschriebene Vorrichtung zum Klassifizieren einer elektrischen Kontaktie- rung auf vorteilhafte Weise sowohl in ein Batteriesystem als auch in ein Batterieaufnahmesystem integriert werden kann. Dies bedeutet, dass insgesamt zwei Vorrichtungen des oben beschriebenen Typs zum Einsatz kommen, um Temperaturerhöhun- gen des elektrischen Kontaktbereichs und damit eine schlechte elektrische Kontaktqualität zwischen dem (zumindest) einen ersten Anschlusselement und dem (zumindest einen) zweiten Anschlusselement besonders zuverlässig zu erkennen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das The electrical power supply system according to the invention is based on the finding that the above-described device for classifying an electrical contact can advantageously be integrated into both a battery system and a battery receiving system. This means that a total of two devices of the type described above are used in order to detect temperature increases of the electrical contact area and thus a poor electrical contact quality between the (at least) a first connection element and the (at least one) second connection element particularly reliable. According to one embodiment of the invention, the
Batteriesystem eine erste Daten-Schnittstelle auf, welche mit der Steuereinrichtung des Batteriesystems gekoppelt ist. Ferner weist das Batterieaufnahmesystem eine zweite Daten- Schnittstelle auf, welche mit der Steuereinrichtung des Battery system to a first data interface, which is coupled to the controller of the battery system. Furthermore, the battery receiving system has a second data interface, which communicates with the control device of the
Batterieaufnahmesystems gekoppelt ist. Dabei sind die erste Datenschnittstelle und die zweite Datenschnittsteller derart miteinander gekoppelt und eingerichtet, dass ein Austausch von Temperaturdaten zwischen den beiden Steuereinrichtungen möglich ist. Battery receiving system is coupled. In this case, the first data interface and the second data interface are coupled to each other and set up such that an exchange of temperature data between the two control devices is possible.
Dies hat den Vorteil, dass die erfassten Temperaturdaten zwischen dem Batteriesystem und dem Batterieaufnahmesystem miteinander verglichen und auf ihre Plausibilität hin überprüft werden können. Dadurch kann eine Redundanz hinsichtlich der erlangten Temperaturwerte erreicht und somit eine erhöhte Datensicherheit erlangt werden. This has the advantage that the recorded temperature data between the battery system and the battery receiving system can be compared and checked for plausibility. As a result, a redundancy with regard to the obtained temperature values can be achieved and thus increased data security can be achieved.
Die beschriebenen Schnittstellen können beliebige physikalische Schnittstellen wie beispielsweise eine Controller Area Network (CAN) Schnittstelle, eine Local Interconnect Network (LIN) Schnittstelle, eine Media Oriented Systems Transport (MOST) Schnittstelle und/oder eine FlexRay Schnittstelle sein . The described interfaces can be any physical interfaces such as a Controller Area Network (CAN) interface, a Local Interconnect Network (LIN) interface, a Media Oriented Systems Transport (MOST) interface and / or a FlexRay interface.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Batteriesystem eine erste Messeinrichtung zum Messen einer ersten Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Anschlusselement und einem weiteren ersten Anschlusselement der Batterie auf. Die erste Messeinrichtung ist mit der Steuer¬ einrichtung des Batteriesystems gekoppelt oder in die Steuer¬ einrichtung des Batteriesystems integriert. Ferner weist das Batterieaufnahmesystem eine zweite Messeinrichtung zum Messen einer zweiten Spannungsdifferenz zwischen dem zweiten Anschlusselement und einem weiteren zweiten Anschlusselement auf, welches mit dem elektrischen Verbraucher direkt oder indirekte verbunden ist. Die zweite Messeinrichtung ist mit der Steuereinrichtung des Batterieaufnahmesystems gekoppelt oder in die Steuereinrichtung des Batterieaufnahmesystems integriert. Die beiden Datenschnittstellen sind derart einge- richtet, dass Informationen bezüglich der beiden gemessenen Spannungsdifferenzen zwischen den beiden Steuereinrichtungen ausgetauscht werden können. In diesem Zusammenhang kann ein Austausch von Spannungsdifferenzen insbesondere bedeuten, dass (a) die Steuereinrichtung des Batteriesystems die Steuereinrichtung des Batterieaufnahmesystems über die Höhe der ersten Spannungsdifferenz informiert und dass (b) die Steuereinrichtung des Batterieaufnah- mesystems die Steuereinrichtung des Batteriesystems über die Höhe der zweiten Spannungsdifferenz informiert. According to a further exemplary embodiment of the invention, the battery system has a first measuring device for measuring a first voltage difference between the first connecting element and a further first connecting element of the battery. The first measuring device is coupled to the control device ¬ of the battery system or integrated into the control device ¬ the battery system. Furthermore, the battery receiving system has a second measuring device for measuring a second voltage difference between the second connecting element and a further second connecting element, which is connected directly or indirectly to the electrical load. The second measuring device is coupled to the control device of the battery receiving system or integrated into the control device of the battery receiving system. The two data interfaces are set in such a way. directed that information regarding the two measured voltage differences between the two control devices can be exchanged. In this context, an exchange of voltage differences may in particular mean that (a) the control device of the battery system informs the controller of the battery receiving system about the magnitude of the first voltage difference and b) the control device of the battery receiving system controls the controller of the battery system over the level of the second Voltage difference informed.
Der beschriebenen Informationsaustauch bzgl. der beiden The described information exchange regarding the two
Spannungsdifferenzen hat den Vorteil, dass von zumindest einer der beiden Steuereinrichtungen eine Plausibilitätsüber- prüfung hinsichtlich der erfassten Temperaturwerte durchgeführt werden kann. Dadurch kann die Datensicherheit und die Zuverlässigkeit des gesamten elektrischen Energieversorgungs¬ systems erheblich gesteigert werden. Voltage differences have the advantage that a plausibility check with regard to the detected temperature values can be carried out by at least one of the two control devices. As a result, the data security and the reliability of the entire electrical power supply ¬ system can be significantly increased.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest eine der beiden Steuereinrichtungen oder eine weitere Steuereinrichtung derart eingerichtet, die beiden Spannungsdifferenzen miteinander zu vergleichen. Dies hat den Vorteil, dass die erfassten Spannungsdifferenzen zu einer einzelnen Spannungsinformation zusammengefasst werden, welche auf einfache Weise für eine Plausibilitätsüberprüfung der erfassten Temperaturwerte herangezogen werden kann. Der According to a further exemplary embodiment of the invention, at least one of the two control devices or a further control device is set up to compare the two voltage differences with one another. This has the advantage that the detected voltage differences are combined into a single voltage information, which can be used in a simple way for a plausibility check of the detected temperature values. Of the
Vergleich der Spannungsdifferenzen kann beispielsweise durch eine einfache Differenzbildung erfolgen. Comparison of the voltage differences can be done for example by a simple difference.
Falls diese Differenz zumindest annähernd eine Spannungsdif¬ ferenz von Null ergibt, dann sollten auch die elektrischen Übergangswiderstände der beiden Kontaktpaare (erstes und zweites Anschlusselement bzw. weiteres erstes und weiteres zweites Anschlusselement) zumindest annähernd gleich sein. Da es sehr unwahrscheinlich ist, dass beide Kontaktpaare einen in gleicher Weise erhöhten Kontaktwiderstand aufweisen, kann davon ausgegangen werden, dass die Qualität der elektrischen Kontaktierung nicht beeinträchtigt ist. Falls trotzdem zumin¬ dest eine Temperaturmessung einen erhöhten elektrischen If this difference is at least approximately yields a Spannungsdif ¬ ferenz from zero, then also the electric resistances of the two contact pairs should be (first and second connection element or further first and further second connection element) is at least approximately equal. Since it is very unlikely that both pairs of contacts one have in the same way increased contact resistance, it can be assumed that the quality of the electrical contact is not impaired. Nevertheless, if at least a temperature measurement ¬ increased electrical
Übergangswiderstand anzeigt, kann in diesem Fall davon ausge¬ gangen werden, dass die entsprechende Temperaturmessung nicht korrekt ist. Transfer resistance indicates which can be ¬ considered to be that the corresponding temperature measurement is not accurate in this case.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Klassifizieren einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem ersten Anschlusselement einer Batterie und einem zwei¬ ten Anschlusselement, welches mit einem elektrischen Verbrau¬ cher direkt oder indirekt verbunden ist, beschrieben. Die Batterie ist insbesondere eine Batterie für ein Elektro- und/oder ein Hybridfahrzeug. Das Verfahren weist auf (a) ein Erfassen der Temperatur des ersten Anschlusselements und/oder des zweiten Anschlusselements mittels eines Temperatursen¬ sors, und (b) ein Klassifizieren der elektrischen Kontaktierung zwischen dem ersten Anschlusselement und dem zweiten Anschlusselement mittels einer Steuereinrichtung, welche mit dem Temperatursensor gekoppelt ist, basierend auf einem According to a further aspect of the invention, a method for classifying an electrical contact between a first connection element of a battery and a two ¬ th connection element, which is directly or indirectly connected to an electrical consumer ¬ cher, described. The battery is in particular a battery for an electric and / or a hybrid vehicle. The method comprises (a) detecting the temperature of the first connection element and / or the second connection element by means of a Temperatursen ¬ sors, and (b) classifying the electrical contact between the first connection element and the second connection element by means of a control device, which with the Temperature sensor is coupled based on a
Erfassungssignal des Temperatursensors. Detection signal of the temperature sensor.
Auch dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrun- de, dass durch eine thermische Überwachung des elektrischenThe described method is also based on the knowledge that thermal monitoring of the electrical energy supply is the result of thermal monitoring
Kontaktbereichs zwischen einer Batterie und eine entsprechen¬ den Batterieaufnahme eine schlechte elektrische Kontaktquali¬ tät frühzeitig erkannt werden kann. Falls dabei eine Tempera¬ tur erfasst wird, welche im Vergleich zu der bei einem norma- len Betriebszustand auftretenden Temperatur signifikant erhöht ist, dann können, wie oben genauer beschrieben, geeignete Maßnahmen zur Reduzierung einer Stromentnahme aus der Batterie getroffen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsfor- men der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Contact area between a battery and a corresponding ¬ the battery receptacle poor electrical Kontaktquali ¬ ity can be detected early. If doing a tempera ture ¬ is detected, which is compared to the occurring in a normal operating state len temperature significantly increased, can, as described in detail above, suitable measures to reduce a current consumption are taken from the battery. It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters. In particular, some embodiments are men of the invention with device claims and others
Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Embodiments of the invention described with method claims. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, in addition to a combination of features belonging to a type of subject matter, any combination of features that may result in different types of features is also possible Subject matters belong. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description of presently preferred embodiments.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein elektri- sches Energieversorgungssystem, welche zwei Steuereinrichtungen und entsprechende Temperatursensoren zur Überwachung der Temperatur von Kontaktpaaren aufweist, mit denen ein Batteriesystem und ein Batterieaufnahmesystem des Energieversorgungssystems miteinander verbunden sind. FIG. 1 shows a schematic representation of an electrical energy supply system which has two control devices and corresponding temperature sensors for monitoring the temperature of contact pairs, with which a battery system and a battery receiving system of the energy supply system are connected to one another.
Figur 2a zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Stromentnahme in Abhängigkeit einer Temperatur einer Kontaktstelle, welche zu einem Zeitpunkt eine vorgegebene Referenztemperatur überschreitet . Figure 2a shows a time course of a current drain as a function of a temperature of a contact point, which exceeds a predetermined reference temperature at a time.
Figur 2b zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Stromentnahme in Abhängigkeit einer Differenz zwischen (a) einer ersten batterieseitigen Spannung, welche an einem ersten und an einem weiteren ersten Anschlusselement gemessen wird, und (b) einer zweiten aufnahmeseitigen Spannung, welche an einem zweiten und an einem weiteren zweiten Anschlusselement gemessen wird, wobei die Differenz zu einem Zeitpunkt eine vorge¬ gebene Spannungsdifferenz überschreitet. Das in Figur 1 dargestellte Energieversorgungssystem 100 weist eine Batterie 110 und eine Aufnahmevorrichtung 150 auf. Da in der Batterie 110 neben nicht dargestellten Batteriezel- len auch nachfolgend beschriebene Funktionalitäten zur Überwachung des Betriebs der Batterie 110 vorhanden sind, wird in diesem Dokument die Batterie auch als Batteriemodul oder als Batteriesystem 110 bezeichnet. In entsprechender Weise wird die dargestellte Aufnahmevorrichtung 150, welche ebenfalls Überwachungsfunktionalitäten aufweist, als Batterieaufnahme¬ system 150 bezeichnet. FIG. 2b shows a temporal profile of a current drain as a function of a difference between (a) a first battery-side voltage which is measured at a first and a further first connection element, and (b) a second reception-side voltage which at a second and at a second another second connection element is measured, wherein the difference at a time exceeds a pre ¬ given voltage difference. The power supply system 100 shown in FIG. 1 has a battery 110 and a receiving device 150. Since in the battery 110 in addition to not shown battery cell len also described below functionalities for monitoring the operation of the battery 110 are present, the battery is also referred to as a battery module or battery system 110 in this document. In a corresponding manner, the illustrated receiving device 150, which likewise has monitoring functionalities, is referred to as a battery receiving system 150.
Das Batteriesystem 110 weist zwei Batteriepole auf. Ein erstes Anschlusselement 112 stellt den Plus-Pol der Batterie und ein weiteres erstes Anschlusselement 122 stellt den The battery system 110 has two battery posts. A first connection element 112 represents the plus pole of the battery and a further first connection element 122 represents the
Minus-Pol der Batterie dar. Das Batterieaufnahmesystem 150 weist zwei Anschlussterminals zum Kontaktieren des Batterie¬ systems 110 auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbei- spiel dient ein zweites Anschlusselement 152 als Anschluss¬ terminal für den Plus-Pol 112. Ein weiteres zweites An¬ schlusselement 162 dient als Anschlussterminal für den Minus- Pol 122 des Batteriesystems 110. Es wird darauf hingewiesen, dass das Batteriesystem 110 optional noch weitere Anschlusselemente aufweisen kann, die in Figur 1 gestrichelt und nicht mit einem Bezugszeichen versehen dargestellt sind. Ebenso kann das Batterieaufnahme¬ system 150 optional noch entsprechende weitere Anschlusster- minals aufweisen, die ebenfalls gestrichelt dargestellt sind. Derartige weitere Anschlusselemente bzw. Anschlussterminals sind insbesondere dann sinnvoll, wenn die Batterie 110 mehre¬ re Batteriezellen aufweist, die in Serie und/oder parallel miteinander geschalten sind. Dann kann nämlich ggf. aus verschiedenen Untereinheiten der Batterie unabhängig Strom entnommen werden. Negative pole of the battery. The battery receiving system 150 has two connection terminals for contacting the battery ¬ system 110. According to the exemplary embodiment illustrated here, a second connecting element 152 serves as terminal ¬ terminal for the positive pole 112. Another second on ¬ closing element 162 serves as a connection terminal for the negative pole 122 of the battery system 110. It should be noted that the Battery system 110 may optionally have further connection elements, which are shown in dashed lines in Figure 1 and not provided with a reference numeral. Likewise, the battery receiving system 150 can optionally also have corresponding further connection terminals, which are also shown in dashed lines. Such further connection elements or connection terminals are particularly useful when the battery 110 has several ¬ re battery cells, which are connected in series and / or parallel to each other. Then, if necessary, power can be taken from different subunits of the battery independently.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, weist das Batteriesystem 110 eine Steuereinrichtung 140 auf, welche beispielsweise ein sog. Batterie Management Controller sein kann. Die Steuereinrichtung 140 ist über eine Messleitung 114a mit einem Temperatursensor 114 verbunden. Der Temperatursensor 114 ist an dem ersten Anschlusselement 112 angebracht oder in diesem integriert. In entsprechender Weise ist die Steuereinrichtung 140 über eine Messleitung 124a mit einem Temperatursensor 124 verbunden. Der Temperatursensor 124 ist an dem weiteren ersten Anschlusselement 122 angebracht oder in diesem integ¬ riert . As can be seen from FIG. 1, the battery system 110 has a control device 140, which may be a so-called battery management controller, for example. The control device 140 is connected to a temperature sensor 114 via a measuring line 114a. The temperature sensor 114 is on attached to the first connection element 112 or integrated in this. In a corresponding manner, the control device 140 is connected to a temperature sensor 124 via a measuring line 124a. The temperature sensor 124 is attached to the further first connection element 122 or integ ¬ riert in this.
Wie ferner aus Figur 1 ersichtlich, weist das Batterieaufnahmesystem 150 ebenfalls eine Steuereinrichtung 180 auf, welche beispielsweise ein sog. Power Management Controller sein kann. Die Steuereinrichtung 180 ist über eine Messleitung 154a mit einem Temperatursensor 154 verbunden. Der As can also be seen from FIG. 1, the battery receiving system 150 likewise has a control device 180, which may be, for example, a so-called power management controller. The control device 180 is connected to a temperature sensor 154 via a measuring line 154a. Of the
Temperatursensor 154 in an dem zweiten Anschlusselement 152 angebracht oder in diesem integriert. In entsprechender Weise ist die Steuereinrichtung 180 über eine Messleitung 164a mit einem Temperatursensor 164 verbunden. Der Temperatursensor 164 ist an dem weiteren zweiten Anschlusselement 162 angebracht oder in diesem integriert. Die Temperatursensoren 114 und 124 stellen der Steuereinrichtung 140 jeweils ein Temperatursignal zu Verfügung, welche die entsprechenden Temperaturinformationen auswertet. Sofern dabei eine unzulässig erhöhte Temperatur der ersten An¬ schlusselemente 112 und/oder 122 erkannt wird, werden von der Steuereinrichtung 140 geeignete Maßnahmen ergriffen, welche die von der Batterie 110 entnommene Stromstärke reduzieren. Temperature sensor 154 mounted in the second connection element 152 or integrated in this. In a corresponding manner, the control device 180 is connected to a temperature sensor 164 via a measuring line 164a. The temperature sensor 164 is attached to or integrated in the further second connection element 162. The temperature sensors 114 and 124 respectively provide the control device 140 with a temperature signal which evaluates the corresponding temperature information. If an impermissibly elevated temperature of the first connection elements 112 and / or 122 is detected, appropriate measures are taken by the control device 140 which reduce the current strength taken from the battery 110.
In entsprechender Weise stellen die Temperatursensoren 154 und 164 der Steuereinrichtung 180 jeweils ein Temperatursig- nal zu Verfügung, welche ebenfalls die entsprechenden Tempe¬ raturinformationen auswertet. Bei einer unzulässig erhöhten Temperatur des zweiten Anschlusselements 152 und/oder des weiteren zweiten Anschlusselements 162 werden von der Steuereinrichtung 180 geeignete Maßnahmen ergriffen, um die Stärke des Stroms zu reduzieren, welcher über die Kontaktpaare 112, 152 bzw. 122, 162 fließt. Durch eine Reduzierung der Stromentnahme aus der Batterie 110 können insbesondere dann, wenn die Temperaturerhöhung auf einem erhöhten Übergangswiderstand eines Kontaktpaares 112, 152 bzw. 122, 162 beruht, kritische Betriebszustände des beschriebenen Energieversorgungssystems 100 auf wirkungsvolle Weise vermieden werden. In a corresponding manner, the temperature sensors 154 and 164 provide the control device 180 are each a Temperatursig- nal are available, which also evaluates the corresponding Tempe ¬ raturinformationen. At an inadmissibly elevated temperature of the second connection element 152 and / or the further second connection element 162, suitable measures are taken by the control device 180 to reduce the magnitude of the current which flows over the contact pairs 112, 152 or 122, 162. By reducing the current drain from the battery 110, in particular when the temperature increase is based on an increased contact resistance of a contact pair 112, 152 or 122, 162, critical operating states of the described power supply system 100 can be effectively avoided.
Das Batteriesystem 110 weist ferner eine Schnittstelle 145 auf, welche ebenfalls mit der Steuereinrichtung 140 gekoppelt ist. In entsprechender Weise weist das Batterieaufnahmesystem 150 ebenfalls eine Schnittstelle 195 auf, welche mit der Steuereinrichtung 180 gekoppelt ist. Gemäß dem hier darges¬ tellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Schnittstellen sog. Controller Area Network (CAN) Datenschnittstellen. The battery system 110 further includes an interface 145 which is also coupled to the controller 140. Correspondingly, the battery receiving system 150 also has an interface 195, which is coupled to the control device 180. According to the here Darges ¬ tellten embodiment, the two interfaces are known. Controller Area Network (CAN) data interfaces.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind die beiden Datenschnitt¬ stellen 145 und 195 mittels einer physikalischen Steckverbindung miteinander verbunden. Diese Steckverbindung umfasst einen batterieseitigen Schnittstellenkontakt 146 und einen aufnahmeseitigen Schnittstellenkontakt 196. Jeder der beiden Schnittstellenkontakte kann dabei eine Mehrzahl von Kontakt¬ elementen wie zum Beispiel Kontaktstifte bzw. Kontaktaufnahmen aufweisen. Die beiden Steuereinrichtungen 140 und 195 können damit miteinander kommunizieren und beispielsweise Temperaturdaten austauschen. Durch einen Abgleich zwischen den batterieseitig erfassten Temperaturdaten und den aufnah- meseitig erfassten Temperaturdaten können die Temperaturmessungen auf ihre Konsistenz hin überprüft werden. Durch eine derartige Plausibilitätsüberprüfung kann die Datensicherheit und damit die Zuverlässigkeit des gesamten Energieversor¬ gungssystems 100 erhöht werden. As seen in Figure 1, the two data interfaces ¬ 145 and 195 connected by a physical connector. This connector comprises a battery-side interface contact 146 and a receiving-side interface contact 196. Each of the two interface contacts can have a plurality of contact ¬ elements such as pins or contact receptacles. The two control devices 140 and 195 can thus communicate with each other and exchange temperature data, for example. By comparing the temperature data recorded on the battery side with the temperature data recorded on the intake side, the temperature measurements can be checked for their consistency. By such a plausibility check of the data security, and thus the reliability of the entire Energieversor ¬ supply system 100 can be increased.
Das Batterieaufnahmesystem 150 weist ferner einen Datenspeicher 182 auf, welcher mit der Steuereinrichtung 180 gekoppelt ist. Der Datenspeicher 182 ist bevorzugt ein nicht-flüchtiger Speicher. In dem Datenspeicher 182 können Temperaturdaten gespeichert werden, von wo sie beispielsweise im Rahmen einer Diagnose und/oder einer Wartung ausgelesen werden können. The battery receiving system 150 further includes a data memory 182 which is coupled to the controller 180. The data memory 182 is preferably a non-volatile memory. In the data memory 182, temperature data be stored from where they can be read, for example, in the context of a diagnosis and / or maintenance.
Optional kann zusätzlich zu dem bisher beschriebenen Überwa- chungskonzept , bei welchem die Temperaturinformationen ausgetauscht und/oder auswertet werden, ein ergänzendes Überwa¬ chungskonzept (z.B. für Plausibilitätszwecke) angewendet werden. Dabei wird beispielsweise von der Steuereinrichtung 140 über zwei Messleitungen 114b und 124b eine Spannung UBati erfasst, welche zwischen den Anschlusspolen 112 und 122 des Batteriesystems 110 anliegt. Auch diese Spannungsinformation kann von der Steuereinrichtung 140 ausgewertet und/oder der Steuereinrichtung 180 über die beiden Schnittstellen 145 und 195 sowie den beiden Schnittstellenkontakten 146 und 196 bereitgestellt werden. Optionally, in addition to the monitoring concept described so far, supervision, in which the temperature information is exchanged and / or evaluates a complementary surveil ¬ monitoring concept (eg for plausibility purposes) are applied. In this case, for example, a voltage U Ba ti detected by the control device 140 via two measuring lines 114b and 124b, which is applied between the terminal poles 112 and 122 of the battery system 110. This voltage information can also be evaluated by the control device 140 and / or provided to the control device 180 via the two interfaces 145 and 195 and the two interface contacts 146 and 196.
In analoger Weise erfolgt auch durch die Steuereinrichtung 180 und über die beiden Messleitungen 154b und 164b eine Erfassung der Spannung UBat2, welche zwischen an den beiden Anschlusspolen 152 und 162 des Batterieaufnahmesystems 150 anliegt. Auch diese Spannungsinformation kann von der Steuereinrichtung 180 ausgewertet und/oder der Steuereinrichtung 140 über die beiden Schnittstellen 145 und 195 sowie den beiden Schnittstellenkontakten 146 und 196 bereitgestellt werden. In an analogous manner, the control device 180 and the two measuring lines 154b and 164b also detect the voltage U Ba t2, which is applied between the two connecting poles 152 and 162 of the battery receiving system 150. This voltage information can also be evaluated by the control device 180 and / or provided to the control device 140 via the two interfaces 145 and 195 and the two interface contacts 146 and 196.
Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt also ein Abgleich der erfassten Spannungen UBati und UBat2, indem die beiden als Spannungswerte ermittelten Informationen über die Schnittstellen 145 und 195 sowie über die Schnittstellenkontakte 146 und 196 ausgetauscht und miteinander verglichen werden. Der Vergleich kann im einfachsten Fall lediglich eine Subtraktion der erfassten Spannungen (UBati minus UBat2) auf¬ weisen, wobei die entsprechende Differenzbildung im Batterie Management Controller 140 und/oder im Power Management Cont¬ roller 180 erfolgen kann. Sofern die Differenzbildung zeigt, dass die Spannungsdiffe¬ renz zwischen UBati und UBat2 zu groß ist, wird dies als ein¬ deutiges Anzeichen für einen zu hohen Übergangswiderstand an zumindest einem der beiden Kontaktpaare 112, 152 bzw. 122, 162 angesehen. Als Sofort-Gegenmaßnahme wird dann die Stärke des Stroms reduziert, welcher über diese Kontaktpaare fließt. Dies kann dadurch erfolgen, dass mittels des aufnahmeseitigen Power Management Controllers 180 die aus dem Batteriesystem 110 entnommene Leistung reduziert wird. Dies kann beispiels- weise durch eine Drosselung der Leistungsabgabe an einen Antriebsmotor bzw. an einen Antriebsstrang eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs erreicht werden. According to the embodiment shown here, therefore, a comparison of the detected voltages U Ba ti and U Ba t2 takes place by exchanging the two information determined as voltage values via the interfaces 145 and 195 and via the interface contacts 146 and 196 and compared with each other. The comparison can in the simplest case, only a subtraction of the detected voltages (U Ba ti minus U Bat 2) have ¬, the corresponding difference in the battery management controller 140 and / or the power management Cont ¬ roller can be carried 180th Provided that the difference shows that the Spannungsdiffe ¬ ence between U Ba ti and U Ba t2 is too large, as a ¬ deutiges signs of too high a resistance to at least one of the two contact pairs 112, 152, 122, 162, this is considered. As an immediate countermeasure, the magnitude of the current flowing across these pairs of contacts is then reduced. This can be done by reducing the power drawn from the battery system 110 by means of the receiving-side power management controller 180. This can be achieved, for example, by throttling the power output to a drive motor or to a drive train of an electric or hybrid vehicle.
Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel kann ferner direkt die Stärke des Stroms gemessen werden, welcher von der Batterie 110 bereit gestellt wird. Wie aus Figur 1 ersich¬ tlich, erfolgt dies mittels einer Strommessung über eine Messleitung 124c an dem Anschlusspol 122 der Batterie 110. Die aktuelle Stromentnahme kann zusammen mit den oben be- schriebenen Temperaturinformationen und ggf. mit den ebenfalls oben beschriebenen Spannungsinformationen als weitere Information für eine Klassifizierung der Qualität der Kontaktverbindungen zwischen den Anschlusselementen 112, 152 bzw. 122, 162 herangezogen werden. Further, according to the embodiment shown here, the magnitude of the current provided by the battery 110 can be directly measured. As ersich ¬ tlich from Figure 1, this is done by means of a current measurement via a measurement line 124c to the connecting pole 122 of the battery 110. The current flow extraction can be used with the above-described temperature information and, if necessary, with the also described above voltage information as additional information for a classification of the quality of the contact connections between the connection elements 112, 152 and 122, 162 are used.
Es wird darauf hingewiesen, dass diese Strommessung, welche beispielsweise durch einen magnetischen Sensor wie z.B. einem Hallsensor erfolgen kann, auch an einer anderen Stelle des Energieversorgungssystems 100 stattfinden kann. It should be noted that this current measurement, which may be accomplished, for example, by a magnetic sensor, such as e.g. a Hall sensor can also take place at another point of the power supply system 100.
Figur 2a zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Stromentnahme ±Last in Abhängigkeit einer Temperatur 0 einer Kontaktstelle zwischen zwei Anschlusskontakten. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel überschreitet zu einem Zeitpunkt ti die Temperatur 0 eine durch eine gestrichelte horizontaleFIG. 2 a shows a time profile of a current drain ± load i n dependence of a temperature 0 of a contact point between two connection contacts. According to the exemplary embodiment illustrated here, the temperature 0 exceeds a one by a dashed horizontal at a time ti
Linie dargestellte vorgegebene Referenztemperatur. Daraufhin wird die Stromentnahme kontinuierlich reduziert. Als Folge der Reduzierung der Stromentnahme steigt die Temperatur 0 zunächst nicht mehr so schnell an, bis sie nach dem Erreichen eines Maximums zu einem späteren Zeitpunkt t2 wieder die vorgegebene Referenztemperatur erreicht. Ab dem Zeitpunkt t2 wird die weitere Reduzierung der Stromentnahme gestoppt. Als Folge ergibt sich gemäß dem hier dargestellten Ausführungs¬ beispiel im Weiteren eine zumindest annähernd konstante Line shown predetermined reference temperature. Then the current drain is continuously reduced. As a result In order to reduce the current drain, the temperature 0 initially no longer rises so rapidly until, after reaching a maximum at a later time t 2, it reaches the predetermined reference temperature again. From the time t 2 , the further reduction of the current drain is stopped. As a result is obtained according to the illustrated example of execution ¬ hereinafter an at least approximately constant
Temperatur 0. Figur 2b zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Stromentnahme in Abhängigkeit einer Differenz zwischen (a) einer ersten batterieseitigen Spannung U ati/ welche an einem ersten und an einem weiteren ersten Anschlusselement gemessen wird, und (b) einer zweiten aufnahmeseitigen Spannung Ubat2, welche an einem zweiten und an einem weiteren zweiten Anschlusselement gemessen wird. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel steigt die Stromentnahme ±Last aus der Batterie zunächst an. Das gleiche gilt für die Spannungsdifferenz "Ubati ~ Ubat2", welche zu einem Zeitpunkt tl einen gestrichelt dargestellten vorgegebenen Referenzwert überschreitet. Danach wird sofort begonnen, die Stromentnahme ±Last kontinuierlich zu reduzie¬ ren. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel steigt als Folge der Reduzierung der Stromentnahme ±Last die Span¬ nungsdifferenz "Ubati ~ Ubat2" zunächst nicht mehr so schnell an, bis sie nach dem Erreichen eines Maximums zu einem Zeit¬ punkt t2 wieder den vorgegebenen Referenzwert erreicht. Ab dem Zeitpunkt t2 wird die weitere Reduzierung der Stroment¬ nahme gestoppt. Als Folge ergibt sich gemäß dem hier darges¬ tellten Ausführungsbeispiel im Weiteren eine zumindest annä- hernd konstante Spannungsdifferenz "Ubati ~ Ubat2"- Temperature is 0. Figure 2b shows a time course of a current drain as a function of a difference between (a) a first battery-side voltage U ati / which is measured at a first and at a further first connection element, and (b) a second recording-side voltage Ubat2, which is measured at a second and at a further second connection element. According to the exemplary embodiment illustrated here, the current drain ± load from the battery initially increases. The same applies to the voltage difference "U ba ti ~ U ba t2", which at a time tl exceeds a predetermined reference value shown in dashed lines. Thereafter, the current drain ± load is immediately started to continuously reduzie ¬ ren. According to the embodiment shown here, ± load increases as a result of reduction of the current drain, the clamping ¬ voltage difference "Ubati ~ U bat 2" initially not as quickly until they after reaching a maximum at a time ¬ point t 2 again reaches the predetermined reference value. From the time t 2, the further reduction of Stroment ¬ exception is stopped. As a result is obtained according to the here Darges ¬ tellten embodiment in further comprising an at least approxi- hernd constant voltage difference "Ubati ~ U ba t2" -
Es wird darauf hingewiesen, dass das Ausmaß der Reduzierung der Stromentnahme ±Last bzw. der Drosselung der Leistungsabga¬ be von der Höhe der ermittelten Temperatur 0 (vgl. Figur 2a) und/oder von der Größe der ermittelten Spannungsdifferenz (vgl. Figur 2b) abhängen kann. Bezugs zeichenliste It is pointed out that the extent of the reduction of the current drain ± load or the throttling of the power output depends on the height of the determined temperature 0 (see FIG. 2a) and / or on the magnitude of the determined voltage difference (see FIG. can depend. Reference sign list
100 Energieversorgungssystem 100 energy supply system
110 Batteriesystem / Batterie  110 battery system / battery
112 erstes Anschlusselement / Batterie-Pol (+)  112 first connection element / battery pole (+)
114 Temperatursensor  114 temperature sensor
114a Messleitung (Temperatursignal)  114a measuring line (temperature signal)
114b Messleitung (Spannungspegel)  114b measuring line (voltage level)
122 weiteres erstes Anschlusselement / Batterie-Pol (-) 122 further first connection element / battery pole (-)
124 weiterer Temperatursensor 124 additional temperature sensor
124a Messleitung (Temperatursignal)  124a measuring line (temperature signal)
124b Messleitung (Spannungspegel)  124b measuring line (voltage level)
124c Messleitung (Strommessung)  124c measuring line (current measurement)
140 Steuereinrichtung / Batterie Management Controller 140 controller / battery management controller
145 erste Datenschnittstelle / CAN Interface 145 first data interface / CAN interface
146 Schnittstellenkontakt  146 Interface contact
150 Batterieaufnahmesystem / Aufnahmevorrichtung 150 battery receiving system / cradle
152 zweites Anschlusselement / Anschlussterminal (+) 152 second connection element / connection terminal (+)
154 Temperatursensor 154 temperature sensor
154a Messleitung (Temperatursignal)  154a measuring line (temperature signal)
154b Messleitung (Spannungspegel)  154b measuring line (voltage level)
162 weiteres zweites Anschlusselement / Anschluss¬ terminal (-) 162 further second connection element / connection ¬ terminal (-)
164 weiterer Temperatursensor  164 additional temperature sensor
164a Messleitung (Temperatursignal)  164a measuring line (temperature signal)
164b Messleitung (Spannungspegel)  164b measuring line (voltage level)
180 Steuereinrichtung / Power Management Controller 180 control device / power management controller
182 Datenspeicher (nicht-flüchtig) 182 data storage (non-volatile)
195 zweite Datenschnittstelle / CAN Interface  195 second data interface / CAN interface
196 Schnittstellenkontakt  196 Interface contact

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Klassifizieren einer elektrischen Kontak- tierung zwischen einem ersten Anschlusselement (112) einer Batterie (110) und einem zweiten Anschlusselement (152), welches mit einem elektrischen Verbraucher direkt oder indirekt verbunden ist, wobei die Batterie (110) insbesondere eine Batterie für ein Elektro- und/oder ein Hybridfahrzeug ist, die Vorrichtung aufweisend 1. A device for classifying an electrical contact between a first connection element (112) of a battery (110) and a second connection element (152) which is directly or indirectly connected to an electrical load, wherein the battery (110) is in particular a battery for an electric and / or a hybrid vehicle, comprising the device
· einen Temperatursensor (114 bzw. 154) zum Erfassen der A temperature sensor (114 or 154) for detecting the
Temperatur des ersten Anschlusselements (112) und/oder des zweiten Anschlusselements (152) und  Temperature of the first connection element (112) and / or the second connection element (152) and
• eine Steuereinrichtung (140 bzw. 180), welche mit dem • a control device (140 or 180), which with the
Temperatursensor (114 bzw. 154) gekoppelt ist und welche eingerichtet ist, basierend auf einem Erfassungssignal des Temperatursensors (114 bzw. 154) die elektrische Kontaktie- rung zwischen dem ersten Anschlusselement (112) und dem zweiten Anschlusselement (152) zu klassifizieren.  Temperature sensor (114 or 154) is coupled and which is arranged based on a detection signal of the temperature sensor (114 or 154) to classify the electrical contact between the first connection element (112) and the second connection element (152).
2. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, wobei 2. Device according to the preceding claim, wherein
die Steuereinrichtung (140 bzw. 180) ferner derart eingerichtet ist, dass, sofern das Erfassungssignal einen vorgegebenen Referenzwert überschreitet, die Stärke eines über die beiden Anschlusselemente (112, 152) fließenden Stroms reduziert wird. the control device (140 or 180) is further arranged such that, if the detection signal exceeds a predetermined reference value, the strength of a current flowing through the two connection elements (112, 152) is reduced.
3. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, wobei 3. Device according to the preceding claim, wherein
das Ausmaß der Reduzierung der Stärke des Stroms von der Differenz zwischen dem Pegel oder dem Wert des Erfassungssig- nals einen vorgegebenen Referenzwert abhängt. the amount of reduction of the magnitude of the current depends on the difference between the level or the value of the detection signal a predetermined reference value.
4. Vorrichtung nach einem der beiden vorangehenden Ansprüche, wobei 4. Device according to one of the two preceding claims, wherein
der Stromfluss mittels einer Drosselung der Leistungsabgabe der Batterie (110) erfolgt. the current flow takes place by means of a throttling of the power output of the battery (110).
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Temperatursensor (114 bzw. 154) 5. Device according to one of the preceding claims, wherein the temperature sensor (114 or 154)
an einem der beiden Anschlusselemente (112 bzw. 152) angeordnet ist oder is arranged on one of the two connection elements (112 or 152) or
in einem der beiden Anschlusselemente (112 bzw. 152) integ- riert ist. in one of the two connection elements (112 or 152) is integrated.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend 6. Device according to one of the preceding claims, further comprising
• einen Datenspeicher (182), welcher mit der Steuereinrich- tung (180) gekoppelt ist,  A data memory (182) which is coupled to the control device (180),
wobei die Steuereinrichtung (180) ferner eingerichtet ist, ein Ergebnis der Klassifizierung der elektrischen Kontaktie- rung in dem Datenspeicher (182) zu hinterlegen. wherein the control device (180) is further configured to deposit a result of the classification of the electrical contact in the data memory (182).
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend 7. Device according to one of the preceding claims, further comprising
• zumindest einen weiteren Temperatursensor (124 bzw. 164) zum Erfassen der Temperatur von zumindest einem weiteren ersten Anschlusselement (122) der Batterie (110) und/oder von zumindest weiteren zweiten Anschlusselement (162), wel¬ ches mit dem elektrischen Verbraucher direkt oder indirekte verbunden ist, At least one further temperature sensor (124 or 164) for detecting the temperature of at least one further first connection element (122) of the battery (110) and / or at least one further second connection element (162), wel ¬ ches with the electrical load directly or indirect,
wobei die Steuereinrichtung (140 bzw. 180) mit dem weiteren Temperatursensor (124 bzw. 164) gekoppelt ist und ferner eingerichtet ist, basierend auf einem Erfassungssignal des weiteren Temperatursensors (124 bzw. 164) die elektrische Kontaktierung zwischen dem weiteren ersten Anschlusselement (122) und dem weiteren zweiten Anschlusselement (162) zu klassifizieren. wherein the control device (140 or 180) is coupled to the further temperature sensor (124 or 164) and is further set up, based on a detection signal of the further temperature sensor (124 or 164), the electrical contact between the further first connection element (122). and the further second connection element (162).
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend 8. Device according to one of the preceding claims, further comprising
• eine Messeinrichtung zum Messen einer Spannungsdifferenz • a measuring device for measuring a voltage difference
(a) zwischen dem ersten Anschlusselement (112) und einem weiteren ersten Anschlusselement (122) oder (A) between the first connection element (112) and a further first connection element (122) or
(b) zwischen dem zweiten Anschlusselement (152) und einem weiteren zweiten Anschlusselement (162), wobei die Messeinrichtung mit der Steuereinrichtung (140 bzw. 180) gekoppelt oder in die Steuereinrichtung (140 bzw. 180) integriert ist. (b) between the second connection element (152) and a further second connection element (162), wherein the measuring device is coupled to the control device (140 or 180) or integrated in the control device (140 or 180).
9. Batteriesystem (110) aufweisend 9. Battery system (110) comprising
• eine Batterie mit zumindest einem ersten Anschlusselement (112) und  A battery with at least one first connection element (112) and
• eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8 ,  A device according to one of the preceding claims 1 to 8,
wobei der Temperatursensor (114) angeordnet und eingerichtet ist zum Erfassen der Temperatur des ersten Anschlusselements (112) . wherein the temperature sensor (114) is arranged and arranged to detect the temperature of the first terminal member (112).
10. Batterieaufnahmesystem (150) aufweisend 10. Battery receiving system (150) comprising
· eine Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen einer Batterie · A pick-up device for picking up a battery
(110) ,  (110),
• zumindest ein zweites Anschlusselement (152), welches an der Aufnahmevorrichtung angebracht ist, und  At least one second connection element (152) which is attached to the receiving device, and
• eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8,  A device according to one of the preceding claims 1 to 8,
wobei der Temperatursensor (154) angeordnet und eingerichtet ist zum Erfassen der Temperatur des zweiten Anschlusselements (152) . wherein the temperature sensor (154) is arranged and arranged to detect the temperature of the second connection element (152).
11. Elektrisches Energieversorgungssystem (100) für ein 11. Electric power supply system (100) for a
Fahrzeug, insbesondere für ein Elektro- und/oder Hybridfahr¬ zeug, das elektrische Energieversorgungssystem aufweisendVehicle, in particular for an electric and / or hybrid driving ¬ imaging, the electrical energy supply system comprising
• ein Batterieaufnahmesystem (150) nach Anspruch 10 und• A battery receiving system (150) according to claim 10 and
• ein Batteriesystem (110) nach Anspruch 9, A battery system (110) according to claim 9,
wobei das zweite Anschlusselement (152) des Batterieaufnahme¬ systems (150) mit dem ersten Anschlusselement (112) des wherein the second connection element (152) of the battery receiving system (150) is connected to the first connection element (112) of the
Batteriesystems (110) gekoppelt ist. Battery system (110) is coupled.
12. Elektrisches Energieversorgungssystem gemäß Anspruch 11, bei dem das Batteriesystem (110) eine erste Daten-Schnittstelle (145) aufweist, welche mit der Steuereinrichtung (140) des Batte¬ riesystems (110) gekoppelt ist, und bei dem 12. Electrical power supply system according to claim 11, wherein the battery system (110) having a first data interface (145), which is coupled to the control device (140) of the Batte ¬ riesystems (110), and wherein
das Batterieaufnahmesystem (150) eine zweite Daten- Schnittstelle (195) aufweist, welche mit der Steuereinrich¬ tung (180) des Batterieaufnahmesystems (150) gekoppelt ist, wobei the battery receiving system (150) has a second data interface (195) which is coupled to the control device (180) of the battery receiving system (150), wherein
die erste Datenschnittstelle (145) und die zweite Daten¬ schnittsteller (195) derart miteinander gekoppelt und einge- richtet sind, dass ein Austausch von Temperaturdaten zwischen den beiden Steuereinrichtungen (140, 180) möglich ist. are the first data interface (145) and the second data ¬ cut dish (195) coupled to each other and einge- oriented such that an exchange of data between the two temperature control means (140, 180) is possible.
13. Elektrisches Energieversorgungssystem gemäß Anspruch 12,13. Electrical power supply system according to claim 12,
• das Batteriesystem (110) aufweisend eine erste Messeinrich- tung zum Messen einer ersten Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Anschlusselement (112) und einem weiteren ersten Anschlusselement (122) der Batterie, wobei • The battery system (110) comprising a first measuring device for measuring a first voltage difference between the first connection element (112) and a further first connection element (122) of the battery
die erste Messeinrichtung mit der Steuereinrichtung (140) des Batteriesystems gekoppelt oder in die Steuereinrichtung (140) des Batteriesystems (110) integriert ist, und  the first measuring device is coupled to the control device (140) of the battery system or is integrated in the control device (140) of the battery system (110), and
• das Batterieaufnahmesystem (150) aufweisend eine zweite  • the battery receiving system (150) having a second
Messeinrichtung zum Messen einer zweiten Spannungsdifferenz zwischen dem zweiten Anschlusselement (152) und einem weiteren zweiten Anschlusselement (162), welches mit dem elektrischen Verbraucher direkt oder indirekte verbunden ist, wobei  Measuring device for measuring a second voltage difference between the second connection element (152) and a further second connection element (162) which is connected directly or indirectly to the electrical load, wherein
die zweite Messeinrichtung mit der Steuereinrichtung (180) des Batterieaufnahmesystems (150) gekoppelt oder in die Steuereinrichtung (180) des Batterieaufnahmesystems (150) integriert ist,  the second measuring device is coupled to the control device (180) of the battery receiving system (150) or integrated into the control device (180) of the battery receiving system (150),
wobei die beiden Datenschnittstellen (145, 195) derart einge¬ richtet sind, dass Informationen bezüglich der beiden gemessenen Spannungsdifferenzen zwischen den beiden Steuereinrichtungen (140, 180) ausgetauscht werden können. wherein the two data interfaces (145, 195) are so turned ¬ oriented such that information regarding the two measured voltage differences between the two control devices (140, 180) can be exchanged.
14. Elektrisches Energieversorgungssystem gemäß Anspruch 13, wobei zumindest eine der beiden Steuereinrichtungen (140, 180) oder eine weitere Steuereinrichtung derart eingerichtet ist, die beiden Spannungsdifferenzen miteinander zu vergleichen. 14. Electrical power system according to claim 13, wherein at least one of the two control devices (140, 180) or a further control device is set up in such a way to compare the two voltage differences with each other.
15. Verfahren zum Klassifizieren einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem ersten Anschlusselement (112) einer Batterie (110) und einem zweiten Anschlusselement (152), welches mit einem elektrischen Verbraucher direkt oder indirekt verbunden ist, wobei die Batterie (110) insbesondere eine Batterie für ein Elektro- und/oder ein Hybridfahrzeug ist, das Verfahren aufweisend 15. A method for classifying an electrical contact between a first connection element (112) of a battery (110) and a second connection element (152) which is directly or indirectly connected to an electrical load, wherein the battery (110) in particular a battery for a Electric and / or a hybrid vehicle is having the method
• Erfassen der Temperatur des ersten Anschlusselements (112) und/oder des zweiten Anschlusselements (152) mittels eines Temperatursensors (114 bzw. 154), und  • detecting the temperature of the first connection element (112) and / or the second connection element (152) by means of a temperature sensor (114 or 154), and
• Klassifizieren der elektrischen Kontaktierung zwischen dem ersten Anschlusselement (112) und dem zweiten Anschlussele¬ ment (152) mittels einer Steuereinrichtung (140 bzw. 180), welche mit dem Temperatursensor (114 bzw. 154) gekoppelt ist, basierend auf einem Erfassungssignal des Temperatur¬ sensors (114 bzw. 154) . Classifying the electrical contact between the first connection element (112) and the second connection element (152) by means of a control device (140 or 180), which is coupled to the temperature sensor (114 or 154), based on a detection signal of the temperature ¬ sensors (114 or 154).
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012201170A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Device for transmitting sensor data
DE102014202394A1 (en) 2014-02-11 2015-08-13 Robert Bosch Gmbh Method for detecting a change of an electrical contact contact resistance in a battery system and for carrying out such a method designed battery system
DE102014006654A1 (en) 2014-05-07 2015-11-12 Man Truck & Bus Ag Electrical power interface of a vehicle
DE102014009853A1 (en) 2014-07-03 2016-01-07 Man Truck & Bus Ag Externally rechargeable vehicle with electric drive and charging station for the vehicle
JP6587694B2 (en) * 2015-11-02 2019-10-09 ヤマハ発動機株式会社 Mobile body using removable battery
JP6611917B2 (en) * 2016-04-13 2019-11-27 三菱電機株式会社 Charger / discharger
SE541183C2 (en) 2016-05-13 2019-04-23 Scania Cv Ab Motor Vehicle and Method for Charging a Motor Vehicle Battery
US10291015B2 (en) * 2016-08-26 2019-05-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Electrical apparatuses with connector overheating protection and methods thereof
KR102637308B1 (en) * 2018-07-05 2024-02-16 주식회사 엘지에너지솔루션 Method for detecting fault of battery pack and apparatus performing the same
US11228172B2 (en) * 2018-09-10 2022-01-18 TE Connectivity Services Gmbh Electrical contact thermal sensing system and method
CN109387738A (en) * 2018-12-14 2019-02-26 大连科技学院 A kind of subway train debugging apparatus
EP3977539A4 (en) * 2019-05-29 2023-06-28 Neutron Holdings, Inc. Power connector condition monitoring
KR20210004179A (en) * 2019-07-03 2021-01-13 주식회사 엘지화학 Secondary battery, method of manufacturing the same and battery module including the same
DE102021117916A1 (en) 2021-07-12 2023-01-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Battery device with combined temperature and cell voltage monitoring and motor vehicle

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04368780A (en) 1991-06-14 1992-12-21 Furukawa Battery Co Ltd:The Device for detecting presence or absence of connection of storage battery to battery charger
US5670861A (en) * 1995-01-17 1997-09-23 Norvik Tractions Inc. Battery energy monitoring circuits
US6160383A (en) * 1999-07-02 2000-12-12 Research In Motion Limited Indirect contact battery temperature detection for rechargeable battery system
JP3742253B2 (en) 1999-07-26 2006-02-01 株式会社オートネットワーク技術研究所 Vehicle power supply device
GB0424333D0 (en) * 2004-11-03 2004-12-08 Lem Heme Ltd Kelvin connector including temperature sensor
JP4931378B2 (en) * 2005-07-06 2012-05-16 三洋電機株式会社 Power supply for vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2012004302A1 *

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