WO2009050050A1 - Energiespeicher - Google Patents

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WO2009050050A1
WO2009050050A1 PCT/EP2008/063324 EP2008063324W WO2009050050A1 WO 2009050050 A1 WO2009050050 A1 WO 2009050050A1 EP 2008063324 W EP2008063324 W EP 2008063324W WO 2009050050 A1 WO2009050050 A1 WO 2009050050A1
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WO
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operating parameters
energy storage
unit
energy
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PCT/EP2008/063324
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Inventor
Gerhard Rombach
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Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to an energy store, in particular for a motor vehicle.
  • the object underlying the invention is to provide an energy storage device which is to be operated as safely and efficiently as possible.
  • the object is solved by the features of the independent claim.
  • Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
  • the invention is characterized by an energy store with an application unit, which is designed to detect and / or process predetermined operating parameters of the energy store, and a security unit, which is designed to process the acquired and / or processed operating parameters cryptologically, and a communication interface to provide the cryptologically processed operating parameters.
  • an application unit which is designed to detect and / or process predetermined operating parameters of the energy store
  • a security unit which is designed to process the acquired and / or processed operating parameters cryptologically
  • a communication interface to provide the cryptologically processed operating parameters.
  • the security unit is designed to encrypt the acquired and / or processed operating parameters.
  • the operating parameters are transmitted securely, so that manipulation of these can be prevented.
  • the security unit is designed to generate a checksum depending on detected and / or processed operating parameters.
  • the checksum is determined depending on the acquired operating parameters before their transmission. This can be transmitted in addition to the operating parameters to reliably detect a change during transmission. This can be used to ensure the integrity of the parameters.
  • the security unit is designed to authenticate the energy store by means of the cryptological processing of the operating parameters.
  • the energy storage may be authenticated over the receiver of the operating parameters.
  • Unsuitable energy stores can thus be easily and securely rather recognize, whereby z. B. warranty claims in cases of damage can be clearly clarified.
  • a suitably identified energy storage can be operated particularly efficiently.
  • the security unit is designed as a smart card controller with a secure non-volatile memory for storing data to be protected.
  • Smart card controllers are particularly preferably designed for encryption and checksum generation.
  • the cryptographic keys used for encryption or checksum generation are used only within the smart card controller, so that tampering can be reliably prevented.
  • operating parameters can also be stored on the secure non-volatile memory.
  • smart card controllers are proven components that are particularly cost-effective.
  • the application unit comprises an application controller with peripheral interfaces for detecting and / or processing operating parameters of the energy store.
  • the application controller is preferably designed to be particularly powerful in order to detect the operating parameters and to process them particularly quickly.
  • the application controller can also be used particularly suitably as a master controller in order, in addition to the detection and / or processing of the operating parameters, to also control the safety unit.
  • the security unit and the application unit are integrated on a chip.
  • the detection and processing of the operating parameters of the energy storage can be ensured particularly quickly and safely.
  • the application unit comprises the communication interface.
  • the Ap- ratashim preferably comprises the peripheral interfaces and can thus be used very easily for the transmission of the operating parameters.
  • the communication interface is designed to transmit the operating parameters wirelessly.
  • the wireless transmission is particularly suitable for providing the operating parameters to external receivers. In this case, for example, by means of diagnostic device of the energy storage can be checked.
  • the application unit comprises a measuring unit, which is designed to detect operating parameters of the energy store. This makes it particularly easy to record the operating parameters of the energy store.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an energy-saving device
  • Figure 2 is another schematic representation of an energy storage.
  • a motor vehicle VEH is shown schematically.
  • the motor vehicle VEH comprises, as an energy store, a battery BAT for supplying the vehicle electrical system.
  • the energy supply can also be configured as a double-layer capacitor, in particular as a so-called UltraCap or SuperCap in hybrid vehicles.
  • the energy storage BAT comprises a measuring and authentication unit MAU, which is assigned to the input side a supply line SL, which is typically connected to the terminals of the energy storage BAT.
  • the measuring and authentication unit MAU is also supplied via the supply line SL.
  • the supply line SL of the energy storage BAT is connected to an energy distribution DIST and thus to the electrical system of the motor vehicle VEH.
  • the measuring and authentication unit MAU can for example be integrated in a separate area in the housing of the energy store BAT, so that the measuring and authentication unit MAU is non-detachably connected to the energy store BAT and is mechanically protected.
  • An encapsulation of the measuring and authentication unit MAU and its attachment outside the energy store is also conceivable, it being important to ensure that the attachment is mechanically non-detachable.
  • the measuring and authentication unit MAU comprises a security unit CU and an application unit AU.
  • the security unit CU and the application unit AU are interconnected, so that data can be exchanged bidirectionally between the two units, such. B. by SPI. Furthermore, further signal lines for the transmission of drive signals between the units may be present.
  • the safety unit CU is designed as a smart card controller and typically does not include any additional peripheral modules in addition to the communication option with the application unit. Smart card controllers are typically designed for cryptological processing, such as encryption and / or decryption of data streams, as well as generation and / or verification of checksums suitable.
  • the application unit AU comprises a measuring unit MU required for detecting the operating parameters.
  • the application unit AU also includes a first and a second communication interface IF1 and IF2.
  • the application unit AU is assigned to a control unit CTRL, which is embodied, for example, as an energy management system.
  • the first communication interface IF1 is typically designed as a CAN interface, so that the operating parameters of the energy storage BAT are available not only to the energy management system CTRL, but also to other control devices.
  • the first communication interface IF1 can also be configured wirelessly. But also other known to the expert communication interfaces, such. B. LIN, are conceivable.
  • the second communication unit IF2 is typically designed as a wireless interface, such. B. Bluetooth or WLAN.
  • a wireless interface such. B. Bluetooth or WLAN.
  • the operating parameters of a diagnostic device can, for example, also be used for billing at a filling station for charging the energy store.
  • a wired second communication interface such. B. CAN, USB or RS232, conceivable.
  • the operating parameters of the energy store BAT are detected on the supply line SL and processed in the application unit AU.
  • the processed operating parameters are then supplied to the security unit CU and processed by means of this cryptology.
  • a checksum can be added to the operating parameters and / or the operating parameters are encrypted.
  • the encrypted and / or provided with a checksum operating parameters are cached in the security unit CU and / or transmitted back to the application unit AU and by means of this the e- energy management system CTRL or the diagnostic device ü- transmits.
  • the operating parameters of the energy store are, for example, a voltage, a current, a capacitance, a temperature or a type of the energy store. Depending on these parameters, the voltage and current behavior of the energy storage device BAT can be determined and thus a charging and discharging process can be adapted so that the energy storage device BAT is used efficiently.
  • FIG. 2 shows the measurement and authentication unit MAU comprising the application unit AU and the security unit CU.
  • the application unit AU comprises not only the first and second communication interface IF1 and IF2 and the measuring unit MU but also an application controller ⁇ C.
  • This typically includes peripheral modules for connection to the communication interfaces IFL and IF2 and the measuring unit MU.
  • the application controller .mu.C can also be designed such that it comprises the measuring unit MU and / or the communication interfaces IF1 and IF2.
  • the security unit CU is designed as a smart card controller with a non-volatile memory MEM.
  • the current is detected as an example of an operating parameter of the energy store BAT by the measuring unit MU, which in this case can be designed, for example, as an analog-to-digital converter.
  • the current through the shunt resistor R_S is determined by means of the application controller .mu.C depending on the acquired analog-digital values and supplied to the smart card controller.
  • the application controller ⁇ C is typically embodied as a master controller and controls the smart card controller embodied as a slave controller such that the transmitted current value is encrypted and / or a checksum is generated dependent thereon.
  • the cryptological keys required for encryption and / or checksum generation are stored in the non-volatile memory MEM of the smart card controller.
  • the smart card Controller is designed such that the access to the non-volatile memory MEM can be performed only by itself. External access to the non-volatile memory is not possible.
  • the encrypted and / or provided with a checksum current value can be cached in the non-volatile memory MEM depending on the control of the application controller .mu.C.
  • charge and discharge parameters as well as identification parameters of the energy store can also be stored in the non-volatile memory MEM.
  • other non-volatile memories may also be present in the application unit AU, for example, in which the parameters can preferably be encrypted or provided with a check sum.
  • the encrypted and / or provided with the checksum current value back to the Apéessi- onscontroller ⁇ C and transmitted via the first or second communication interface IFl or IF2 to the energy management system CTRL or the external diagnostic device.
  • the energy storage device BAT In addition to the transmission of identification parameters of the energy storage device BAT, it can also be authenticated in relation to the energy management system CTRL or the other control devices in such a way that suitable encryption and / or checksum methods such as, for example, are provided.
  • suitable encryption and / or checksum methods such as, for example, are provided.
  • the energy store BAT can thus identify itself as suitable or unsuitable. If the energy storage BAT is identified as not suitable or is manipulated between the measuring and authentication unit MAU, such. As messages changed, they can be clearly identified and electronically logged, for example in non-volatile memory. Does it come through through the use of inappropriate energy save to damage cases, can be clarified on the basis of logging warranty claims.
  • the respective energy store BAT is identified as a suitable energy store and if the operating and charging and discharging parameters are communicated to the respective control unit, the respective energy store can be efficiently operated by suitable adaptation of the energy absorption and delivery.
  • the entire system architecture of the motor vehicle can be operated more efficiently.
  • energy storage devices outside of motor vehicles can also be equipped and operated with such units.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Energiespeicher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Applikationseinheit (AU), die dazu ausgebildet ist, vorgegebene Betriebsparameter des Energiespeichers zu erfassen und/oder zu verarbeiten. Ferner umfasst der Energiespeicher eine Sicherheitseinheit (CU), die dazu ausgebildet ist, die erfassten und/oder verarbeiteten Betriebsparameter kryptologisch zu verarbeiten. Des Weiteren umfasst der Energiespeicher eine Kommunikationsschnittstelle (IFl, IF2), um die kryptologisch verarbeiteten Betriebsparameter zur Verfügung zu stellen.

Description

Beschreibung
Energiespeieher
Die Erfindung bezieht sich auf einen Energiespeicher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
In modernen Kraftfahrzeugen sind Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit des elektrischen Bordnetzes besonders hoch. Insbesondere in einem Hybrid- oder Elektro- fahrzeug mit vorwiegend elektrischen Antrieben spielen die Energiespeicher eine wichtige Rolle. Darüber hinaus steigt die Anzahl von elektrisch betriebenen Systemen in heutigen Kraftfahrzeugen ständig. Dadurch erhöht sich der Leitungsbe- darf derartiger Kraftfahrzeuge erheblich. Energiemanagementsysteme in modernen Kraftfahrzeugen versuchen den Energiebedarf im gesamten Kraftfahrzeug geeignet zu steuern, so dass es zu keinen Ausfällen des jeweiligen Energiespeichers aufgrund von zu hohen Stromverbräuchen kommt .
Der Artikel „Friend or Foe - Battery-Authentication ICs separate the good guys from the bad" von Margery Conner, publiziert am 2. Februar 2006 in EDN offenbart eine Verwendung von Authentifikationschips in Batterien, sowie Akkumulatoren für Mobilfunktelefonen oder Laptops. Mittels dieser Authenti- fikations-Chips werden Batterien oder Akkumulatoren gegenüber dem jeweiligen Gerät eindeutig identifiziert, so dass nur geeignete Batterien oder Akkumulatoren verwendet werden können.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, einen Energiespeicher zu schaffen, der möglichst sicher und effizient zu betreiben ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung zeichnet sich aus durch einen Energiespeicher mit einer Applikationseinheit, die dazu ausgebildet ist, vorgegebene Betriebsparameter des Energiespeichers zu erfassen und/oder zu verarbeiten, und einer Sicherheitseinheit, die dazu ausgebildet ist, die erfassten und/oder verarbeiteten Betriebsparameter kryptologisch zu verarbeiten, und einer Kommunikationsschnittstelle, um die kryptologisch verarbeiteten Betriebsparameter zur Verfügung zu stellen. Mittels der erfassten Betriebsparameter lässt sich das Lade- und Entlade- verhalten des Energiespeichers besonders gut ermitteln, wodurch ein besonders effizienter Betrieb des Energiespeichers gewährleistet werden kann. Durch die kryptologische Verarbeitung der erfassten Betriebsparameter vor deren Übermittlung kann eine Manipulation besonders sicher erkannt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sicherheitseinheit dazu ausgebildet, die erfassten und/oder verarbeiteten Betriebsparameter zu verschlüsseln. Somit werden die Betriebsparameter sicher übermittelt, so dass auch Manipulatio- nen an diesen verhindert werden können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sicherheitseinheit dazu ausgebildet, abhängig von erfassten und/oder verarbeiteten Betriebsparametern eine Prüfsumme zu erzeugen. Dazu wird abhängig von den erfassten Betriebsparametern vor deren Übermittlung die Prüfsumme ermittelt. Diese kann zusätzlich zu den Betriebsparametern übermittelt werden, um eine Änderung während der Übermittlung sicher zu erkennen. Dadurch kann die Integrität der Parameter sicher gewährleis- tet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sicherheitseinheit dazu ausgebildet, mittels der kryptologischen Verarbeitung der Betriebsparameter den Energiespeicher zu authentifizieren. Durch eine geeignete Verschlüsselung und Prüfsummengenerierung kann der Energiespeicher gegebenüber dem Empfänger der Betriebsparameter authentifiziert werden. Ungeeignete Energiespeicher lassen sich somit einfach und si- eher erkennen, wodurch z. B. Gewährleistungsansprüche in Schadensfällen eindeutig geklärt werden können. Ein als geeignet identifizierter Energiespeicher kann besonders effizient betrieben werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sicherheitseinheit als Smart-Card-Controller ausgebildet mit einem sicheren nicht-flüchtigen Speicher zu Speicherung von zu schützenden Daten. Smart-Card-Controller sind besonders bevorzugt für Verschlüsselungen und Prüfsummengenerierungen ausgebildet. Die zur Verschlüsselung oder Prüfsummengenerie- rung verwendeten kryptologischen Schlüssel werden nur innerhalb des Smart-Card-Controllers verwendet, so dass Manipulation sicher verhindert werden können. Auf dem sicheren nicht- flüchtigen Speicher können neben den kryptologischen Schlüsseln auch Betriebsparameter abgespeichert sein. Darüber hinaus sind Smart-Card-Controller bewährte Bauelemente, die besonders kostengünstig sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Applikationseinheit einen Applikationscontroller mit Peripherieschnittstellen zum Erfassen und/oder Verarbeiten von Betriebsparametern des Energiespeichers. Der Applikationscontroller wird bevorzugt als besonders leistungsfähig ausgebil- det, um die Betriebsparameter zu erfassen und besonders schnell verarbeiten zu können. Besonders geeignet kann der Applikationscontroller auch als Master-Controller eingesetzt werden, um neben der Erfassung und/oder Verarbeitung der Betriebsparameter auch die Sicherheitseinheit anzusteuern.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Sicherheitseinheit und die Applikationseinheit auf einem Chip integriert. Dadurch kann die Erfassung und die Verarbeitung der Betriebsparameter des Energiespeichers besonders schnell und sicher gewährleistet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Applikationseinheit die Kommunikationsschnittstelle. Die Ap- plikationseinheit umfasst bevorzugt die Peripherieschnittstellen und kann somit besonders einfach zur Übermittlung der Betriebsparameter verwendet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kommunikationsschnittstelle dazu ausgebildet, die Betriebsparameter drahtlos zu übermitteln. Die drahtlose Übermittlung ist besonders geeignet externen Empfängern die Betriebsparameter zur Verfügung zu stellen. Dabei kann beispielsweise mittels Diagnosevorrichtung der Energiespeicher überprüft werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Applikationseinheit eine Messeinheit, die dazu ausgebildet ist, Betriebsparameter des Energiespeichers zu erfassen. So- mit lassen sich die Betriebsparameter des Energiespeichers besonders einfach erfassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Energiespei ehers,
Figur 2 eine weitere schematische Darstellung eines Energiespeichers.
Elemente gleicher Konstruktion und/oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet .
In einem ersten Ausführungsbeispiel (Figur 1) ist ein Kraftfahrzeug VEH schematisch dargestellt. Das Kraftfahrzeug VEH umfasst als einen Energiespeicher eine Batterie BAT zur Versorgung des Bordnetzes. Typischerweise kann der Energiespei- eher aber auch als Doppelschicht-Kondensator, insbesondere als sogenannter UltraCap oder SuperCap in Hybridfahrzeugen ausgebildet sein. Aber auch andere dem Fachmann bekannte Ausführungen von Energiespeichern sind denkbar. Der Energiespeicher BAT umfasst eine Mess- und Authentisie- rungseinheit MAU, der eingangsseitig eine Versorgungsleitung SL zugeordnet ist, die typischerweise mit den Anschlussklem- men des Energiespeichers BAT verbunden ist. Typischerweise wird die Mess- und Authentisierungseinheit MAU auch über die Versorgungsleitung SL versorgt. Mittels der Versorgungsleitung SL ist der Energiespeicher BAT mit einer Energieverteilung DIST und somit mit dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs VEH verbunden. Die Mess- und Authentisierungseinheit MAU kann beispielsweise in einem separaten Bereich im Gehäuse des E- nergiespeichers BAT integriert sein, so dass die Mess- und Authentisierungseinheit MAU nicht-lösbar mit dem Energiespeicher BAT verbunden ist und mechanisch geschützt ist. Auch ei- ne Kapselung der Mess- und Authentisierungseinheit MAU und deren Befestigung außerhalb des Energiespeichers ist denkbar, wobei darauf zu achten ist, dass die Befestigung mechanisch nicht-lösbar ist.
Des Weiteren umfasst die Mess- und Authentisierungseinheit MAU eine Sicherheitseinheit CU und eine Applikationseinheit AU. Die Sicherheitseinheit CU und die Applikationseinheit AU sind miteinander verbunden, so dass Daten zwischen beiden Einheiten bidirektional ausgetauscht werden können, so z. B. mittels SPI. Ferner können weitere Signalleitungen zur Übermittlung von Ansteuersignalen zwischen den Einheiten vorhanden sein. Die Sicherheitseinheit CU ist als Smart-Card- Controller ausgebildet und umfasst typischerweise neben der Kommunikationsmöglichkeit mit der Applikationseinheit keine weiteren Peripheriemodule. Smart-Card-Controller sind typischerweise für kryptologische Verarbeitungen, wie Ver- und/oder Entschlüsselungen von Datenströmen, sowie Generierung und/oder Überprüfung von Prüfsummen geeignet ausgebildet. Die Applikationseinheit AU umfasst eine für eine Erfas- sung der Betriebsparameter benötigte Messeinheit MU. Neben der Messeinheit MU umfasst die Applikationseinheit AU auch eine erste und eine zweite Kommunikationsschnittstelle IFl und IF2. Mittels der ersten Kommunikationsschnittstelle IFl ist die Applikationseinheit AU einem Steuergerät CTRL zugeordnet, das beispielsweise als Energiemanagementsystem ausgebildet ist. Die erste Kommunikationsschnittstelle IFl ist typischerweise als CAN-Schnittstelle ausgebildet, so dass die Betriebsparameter des Energiespeichers BAT nicht nur dem E- nergiemanagementsystem CTRL zur Verfügung stehen, sondern auch anderen Steuergeräten. Die erste Kommunikationsschnittstelle IFl kann auch drahtlos ausgebildet sein. Aber auch andere dem Fachmann bekannte Kommunikationsschnittstellen, so z. B. LIN, sind denkbar.
Die zweite Kommunikationseinheit IF2 ist typischerweise als drahtlose Schnittstelle ausgebildet, so z. B. Bluetooth oder WLAN. Mittels dieser können die Betriebsparameter des Ener- giespeichers BAT auch anderen Vorrichtungen außerhalb des
Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise können dadurch die Betriebsparameter einer Diagnosevorrichtung in einer Werkstatt übermittelt werden. Die mittels der zweiten Kommunikationsschnittstelle IF2 übertragenen Be- triebsparameter können beispielsweise auch zur Abrechnung an einer Tankstelle zum Laden des Energiespeichers verwendet werden. Generell ist aber auch eine drahtgebundene zweite Kommunikationsschnittstelle, so z. B. CAN, USB oder RS232, denkbar .
Mittels der Messeinheit MU in der Applikationseinheit AU werden die Betriebsparameter des Energiespeichers BAT an der Versorgungsleitung SL erfasst und in der Applikationseinheit AU verarbeitet. Die verarbeiteten Betriebsparameter werden danach der Sicherheitseinheit CU zugeführt und mittels dieser kryptologisch verarbeitet. Dabei kann den Betriebsparametern eine Prüfsumme hinzugefügt werden und/oder die Betriebsparameter verschlüsselt werden. Die verschlüsselten und/oder mit einer Prüfsumme versehenden Betriebsparameter werden in der Sicherheitseinheit CU zwischengespeichert und/oder wieder zur Applikationseinheit AU übermittelt und mittels dieser dem E- nergiemanagementsystem CTRL oder der Diagnosevorrichtung ü- bermittelt . Die Betriebsparameter des Energiespeichers sind beispielsweise eine Spannung, ein Strom, eine Kapazität, eine Temperatur oder ein Typ des Energiespeichers. Abhängig von diesen Para- metern kann das Spannung- und Stromverhalten des Energiespeichers BAT ermittelt werden und somit ein Lade- und Entladevorgang angepasst werden, so dass der Energiespeicher BAT effizient genutzt wird.
In Figur 2 ist die Mess- und Authentisierungseinheit MAU dargestellt umfassend die Applikationseinheit AU und die Sicherheitseinheit CU. Die Applikationseinheit AU umfasst neben der ersten und zweiten Kommunikationsschnittstelle IFl und IF2 und der Messeinheit MU auch einen Applikationscontroller μC . Dieser umfasst typischerweise Peripheriemodule zur Anbindung an die Kommunikationsschnittstellen IFl und IF2 und die Messeinheit MU. Dabei kann der Applikationscontroller μC auch derart ausgebildet sein, dass er die Messeinheit MU und/oder die Kommunikationsschnittstellen IFl und IF2 umfasst.
Die Sicherheitseinheit CU ist als Smart-Card-Controller mit einem nicht-flüchtigen Speicher MEM ausgebildet.
Mittels eines Shuntwiderstandes R_S wird der Strom als Bei- spiel für einen Betriebsparameter des Energiespeichers BAT von der Messeinheit MU erfasst, der in diesem Fall beispielsweise als Analog-Digital-Wandler ausgeführt sein kann. Mittels des Applikationscontrollers μC wird abhängig von den er- fassten Analog-Digital-Werten der Strom durch den Shunt- Widerstand R_S ermittelt und dem Smart-Card-Controller zugeführt. Der Applikationscontroller μC ist typischerweise als Master-Controller ausgebildet und steuert den als Slave- Controller ausgebildeten Smart-Card-Controller derart an, dass der übermittelte Stromwert verschlüsselt und/oder abhän- gig von diesem eine Prüfsumme generiert wird. Dabei sind die zur Verschlüsselung und/oder Prüfsummengenerierung benötigten kryptologischen Schlüssel in dem nicht-flüchtigen Speicher MEM des Smart-Card-Controllers gespeichert. Der Smart-Card- Controller ist derart ausgebildet, dass der Zugriff auf den nicht-flüchtigen Speicher MEM nur durch ihn selbst durchgeführt werden kann. Ein externer Zugriff auf den nichtflüchtigen Speicher ist nicht möglich.
Der verschlüsselte und/oder mit einer Prüfsumme versehende Stromwert kann abhängig von der Ansteuerung des Applikationscontrollers μC in dem nicht-flüchtigen Speicher MEM zwischengespeichert werden. Darüberhinaus können in dem nicht- flüchtigen Speicher MEM auch Lade- und Entladeparameter, sowie Identifikationsparameter des Energiespeichers abgespeichert sein. Es können aber auch weitere nicht-flüchtige Speicher beispielsweise in der Applikationseinheit AU vorhanden sein, in den die Parameter bevorzugt verschlüsselt oder mit einer Prüfsumme versehen abgespeichert werden können.
Wird der Stromwert beispielsweise von dem Energiemanagementsystem CTRL angefordert, so wird der verschlüsselte und/oder mit der Prüfsumme versehende Stromwert zurück zum Applikati- onscontroller μC und mittels der ersten oder zweiten Kommunikationsschnittstelle IFl oder IF2 zu dem Energiemanagementsystem CTRL oder der externen Diagnosevorrichtung übermittelt.
Neben der Übermittlung von Identifikationsparametern des E- nergiespeichers BAT kann sich dieser gegenüber dem Energiemanagementsystem CTRL oder den anderen Steuergeräten auch derart authentifizieren, dass geeignete Verschlüsselungs- und/oder des Prüfsummenverfahren, so z. B. Message- Authentication-Code-Verfahren oder Challenge-Response-
Verfahren, verwendet werden. Der Energiespeicher BAT kann sich somit als geeignet oder nicht-geeignet identifizieren. Wird der Energiespeicher BAT als nicht-geeignet identifiziert oder wird zwischen der Mess- und Authentisierungseinheit MAU manipuliert, so z. B. Nachrichten verändert, können diese eindeutig erkannt werden und beispielsweise im nichtflüchtigen Speicher elektronisch protokolliert werden. Kommt es durch durch die Verwendung von nicht-geeigneten Energie- speichern zu Schadenfällen, können anhand der Protokollierung Gewährleistungsansprüche geklärt werden.
Identifiziert sich der Energiespeicher BAT dagegen als geeig- neter Energiespeicher und werden die Betriebs, sowie Lade- und Entladeparameter dem jeweiligen Steuergerät übermittelt, kann der jeweilige Energiespeicher durch geeignete Anpassung der Energieaufnahme und -abgäbe effizient betrieben werden. Darüber hinaus lässt sich durch die Einbeziehung der Energie- Speicher die gesamte System-Architektur des Kraftfahrzeugs effizienter betreiben.
Neben der separat verwendeten Applikationseinheit AU und der Sicherheitseinheit CU ist auch eine Integration der Einheiten auf einem Chip denkbar.
Neben der Verwendung der Applikationseinheit AU und der Sicherheitseinheit CU in Energiespeichern in Kraftfahrzeugen lassen sich auch Energiespeicher außerhalb von Kraftfahrzeu- gen mit derartigen Einheiten ausstatten und betreiben.

Claims

Patentansprüche
1. Energiespeicher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Applikationseinheit (AU) , die dazu ausgebil- det ist, vorgegebene Betriebsparameter des Energiespeichers zu erfassen und/oder zu verarbeiten, und einer Sicherheitseinheit (CU) , die dazu ausgebildet ist, die erfassten und/oder verarbeiteten Betriebsparameter kryptologisch zu verarbeiten, und einer Kommunikations- schnittsteile (IFl, IF2) , um die kryptologisch verarbeiteten Betriebsparameter zur Verfügung zu stellen.
2. Energiespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Sicherheitseinheit (CU) dazu ausgebildet ist, die erfassten und/oder verarbeiteten Betriebsparameter zu verschlüsseln.
3. Energiespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Sicherheitseinheit (CU) dazu ausgebildet ist, abhängig von erfassten und/oder verarbeiteten Betriebsparametern eine Prüfsumme zu erzeugen.
4. Energiespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Sicherheitseinheit (CU) dazu ausgebildet ist, mittels der kryptologischen Verarbeitung der Betriebsparameter den Energiespeicher zu authentifizieren .
5. Energiespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Sicherheitseinheit (CU) als Smart-Card-
Controller ausgebildet ist mit einem nicht-flüchtigen Speicher zu Speicherung von zu schützenden Daten.
6. Energiespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Applikationseinheit (AU) einen Applikationscontroller umfasst mit Peripherieschnittstellen zum Erfassen und/oder Verarbeiten von Betriebsparametern des Energiespeichers.
7. Energiespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Sicherheitseinheit (CU) und die Applikationseinheit (AU) auf einem Chip integriert sind.
8. Energiespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Applikationseinheit (AU) die Kommunikationsschnittstelle (IFl, IF2) umfasst.
9. Energiespeicher nach Anspruch 8, bei dem die Kommunikationsschnittstelle (IFl, IF2) dazu ausgebildet ist, die Betriebsparameter drahtlos zu übermitteln.
10. Energiespeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Applikationseinheit (AU) eine Messeinheit
(MU) umfasst, die dazu ausgebildet ist, Betriebsparameter des Energiespeichers zu erfassen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102195106A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 博格华纳贝鲁系统有限责任公司 用于电动车辆的蓄电池

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010011645A1 (de) * 2010-03-16 2011-09-22 Francotyp-Postalia Gmbh Anordnung und Verfahren zur Datenverarbeitung in einem Fahrzeug
DE102011007099B4 (de) 2011-04-11 2023-12-14 Zf Friedrichshafen Ag System zum Versorgen eines Energiespeichers eines Elektroantriebs eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie aus einem Stromnetz
FR2976365B1 (fr) * 2011-06-08 2015-04-17 St Microelectronics Sa Procede et dispositif pour fournir une information fiable d'usure d'une batterie
DE102014114120A1 (de) * 2014-09-29 2016-03-31 e-bility GmbH Verfahren zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs, Akkumulator für ein Elektrofahrzeug und Elektrofahrzeug
CN105676695A (zh) * 2016-01-19 2016-06-15 江苏小牛电动科技有限公司 一种基于电动车中控系统的数据传输系统和方法
JP6869818B2 (ja) * 2017-06-08 2021-05-12 株式会社クボタ 作業機

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003079032A1 (en) 2002-03-14 2003-09-25 Midtronics, Inc. Method and apparatus for auditing a battery test
US20050017726A1 (en) 2001-03-19 2005-01-27 Koran Matthew H. Handheld tester for starting/charging systems
EP1786057A2 (de) 2005-11-14 2007-05-16 Hitachi Vehicle Energy, Ltd. Sekundärbatterie und Batterieverwaltung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5164652A (en) 1989-04-21 1992-11-17 Motorola, Inc. Method and apparatus for determining battery type and modifying operating characteristics
US7092914B1 (en) * 1997-11-06 2006-08-15 Intertrust Technologies Corporation Methods for matching, selecting, narrowcasting, and/or classifying based on rights management and/or other information
US6759849B2 (en) * 2000-03-27 2004-07-06 Kevin I. Bertness Battery tester configured to receive a removable digital module
FR2812769B1 (fr) * 2000-08-04 2003-08-29 Cit Alcatel Laser accordable en semi-conducteur a emission par la tranche
DE10127423B4 (de) * 2001-06-06 2005-10-06 Infineon Technologies Ag Elektronische Schaltung mit Energiesteuerung
RU2269186C2 (ru) * 2004-03-05 2006-01-27 Евгений Владиславович Двойченко Автономный аккумулятор
DE202004012366U1 (de) * 2004-08-06 2004-10-21 Robbe Modellsport Gmbh & Co. Kg Einrichtung für die Identifizierung von Parametern elektrisch auf- und entladbarer Speicher
DE202006011062U1 (de) * 2006-07-18 2006-09-28 Varnai, Erzsebet Ein Gerät für Befestigung bzw. Auswertung der Faktoren, die die Gebrauchsdauer der Akkumulatoren beeinflussen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050017726A1 (en) 2001-03-19 2005-01-27 Koran Matthew H. Handheld tester for starting/charging systems
WO2003079032A1 (en) 2002-03-14 2003-09-25 Midtronics, Inc. Method and apparatus for auditing a battery test
EP1786057A2 (de) 2005-11-14 2007-05-16 Hitachi Vehicle Energy, Ltd. Sekundärbatterie und Batterieverwaltung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MARGERY CONNER, FRIEND OR FOE - BATTERY-AUTHENTICATION ICS SEPARATE THE GOOD GUYS FROM THE BAD, 2 February 2006 (2006-02-02)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102195106A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 博格华纳贝鲁系统有限责任公司 用于电动车辆的蓄电池

Also Published As

Publication number Publication date
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