WO2012052218A2 - Method for recognizing manipulations in the high-voltage network of electric and/or hybrid vehicles - Google Patents
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- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Definitions
- the present invention relates to a method for the detection of
- High-voltage batteries in particular lithium-ion high-voltage batteries, as
- BMS battery management system
- High-voltage network of the vehicle done, for example, to increase the range of the vehicle.
- Such manipulations may include, for example, the introduction of additional battery cells in the high-voltage network, z.
- the additional cells usually have no own protection against battery hazards such as overvoltage, undervoltage, overcurrent and overtemperature.
- the introduction of additional cells can also cause an external short circuit less well by the already existing monitoring of the
- High-voltage network and possibly the entire vehicle are not designed for such additional cells, the safety of the high-voltage network and thus the entire vehicle can not be guaranteed.
- a method is provided, which is a detection of manipulation in the high-voltage network of electric or
- the method according to the invention is characterized by the steps:
- High-voltage battery and at one or more locations in the external
- Addition of additional battery cells changes the total voltage or the total current in a given high-voltage network. If additional battery cells are connected in series to the high-voltage battery of the vehicle, the high-voltage network, this leads to an increase in the total voltage in the external high-voltage network, while the total voltage of the high-voltage battery remains unchanged. Be additional battery cells parallel to the high-voltage battery the Added high-voltage network of the vehicle, this leads to an increase in the total current in the external high-voltage network, while the total current of the high-voltage battery remains unchanged.
- the manipulation of an existing high-voltage network by adding battery cells can thus be determined by the fact that the total current and / or the total voltage of the known
- High-voltage battery of the vehicle with a measured at another location, located in the external high-voltage network location measured total power and / or
- Total voltage of the high-voltage network is adjusted. If a deviation is detected that exceeds a certain, previously defined threshold value, then a manipulation of the high-voltage network can be detected and, if necessary, countermeasures can be triggered.
- the method according to the invention serves to detect manipulations in the high-voltage network of electric or hybrid vehicles.
- the term "manipulation" includes in particular the addition of additional battery cells to the already existing high-voltage battery in the high-voltage network of the vehicle.
- the additional battery cells can be present, for example, in series with the existing high-voltage battery of the vehicle or parallel to it in the high-voltage network.
- Under electric and hybrid vehicles such vehicles are understood to have a high-voltage battery for at least partially supplying an electric drive for moving the vehicle. It does not matter if the vehicle next to the electric drive more
- Devices for driving the vehicle has (for example, an additional
- HEV electric hybrid vehicles
- PHEV plug-in hybrid vehicles
- the high-voltage network of an electric or hybrid vehicle comprises at least one
- High-voltage battery an electric drive for moving the vehicle and lines for the functional connection of the high-voltage battery with the electric drive.
- the high-voltage network can have other components and consumers.
- Under a high-voltage battery is an electrochemical energy storage understood that can save energy by means of electrochemical processes and provide again when needed. Basically, that is suitable
- Method according to the invention for high-voltage networks with a high-voltage battery of each accumulator or battery cell type is high-voltage networks with a high-voltage battery of the type of lithium-ion battery, in particular of the type Li-ion lithium-ion battery, LiPo lithium polymer battery,
- LiFe Lithium Metal Battery Li-Mn Lithium Manganese Battery
- High-voltage battery measured, ie the voltage or current across all cells of the high-voltage battery.
- the total current and / or the total voltage in the high-voltage battery are measured immediately before or immediately after the main contactors of the high-voltage battery.
- external high-voltage network refers to the entire high-voltage network of the vehicle excluding the existing ones
- High-voltage battery Suitable devices for current or voltage measurement are known in the art. It is particularly advantageous if the total current is determined in the electric drive or the total voltage is measured.
- the control unit for the electric drive regularly requires the voltage or the current value in the external high-voltage network for the control and torque monitoring of the electric drive.
- the electric drive or the associated control device usually already comprises devices for measuring the total current and the total voltage in the external
- the measurement data for the total current and / or the total voltage of the external high-voltage network from the control unit related to the electric drive can be done for example via a CAN bus.
- Both the respective total current and the respective total voltage are preferably measured in the high-voltage battery and in the external high-voltage network.
- a deviation between the measured values for the high-voltage battery and the measured values for the external high-voltage network is determined.
- U ß att is the measured total voltage of the high-voltage battery.
- UxHV is the total measured current in the external high-voltage network
- Ißatt is the measured total current of the high-voltage battery.
- a manipulation in the high-voltage network is then determined when the deviation exceeds a predetermined threshold.
- the threshold S for both the voltage and the current could be at 0 and near 0, respectively.
- the threshold for a specific high-voltage network topology should be determined and determined individually, so both wrong negative as well as false positive findings of manipulation by the
- inventive method can be limited to a minimum.
- the error rate of the method according to the invention can additionally be minimized by debugging errors and / or filtering the measured values.
- a manipulation is only detected when the steps a) measuring the total current and / or the total voltage in the high-voltage battery and the external high-voltage network and b) determining a deviation between the measured values for the high-voltage battery and the external high-voltage network have been performed several times and more than one of the deviations determined thereby exceeds the threshold.
- steps a) and b) have been carried out at least four times and that at least two of the deviations determined thereby exceed the threshold value.
- steps a) and b) have been carried out at least four times and that at least two of the deviations determined thereby exceed the threshold value.
- High-voltage network topology can be determined and determined without difficulty and without undue burden. It is also possible that through
- the filtering leads to the fact that not even then a manipulation is determined, if only one, possibly coincidentally deviating measured value was determined.
- the filtering may include, for example, measures such as the formation of average values from a plurality of measured values. It is also possible to achieve filtering by using a linear, time invariant transmission element which has a proportional transmission behavior with a 1st order lag, e.g. B. a PT member.
- the inventive method in particular steps b) and c) or steps b), c) and d) of the method according to the invention, be performed by the battery management system of the vehicle.
- the thus executed battery management system of the vehicle can be connected via a secure connection, eg. B. a CAN bus to be connected to the control unit of the electric drive of the vehicle, so that the measured values of the external high-voltage network can be obtained from the control unit of the electric drive and then processed in the battery management system.
- the inventive method can as an additional step yet another
- Countermeasures include in particular those measures which are suitable for averting danger or damage to the driver of the vehicle or other vehicle occupants and / or to avoid impairments or damage to the vehicle.
- Such countermeasures preferably include disconnecting the high-voltage battery from the external one High-voltage network, requesting an emergency operation of the vehicle control and / or the issue of a warning message to the driver.
- the method according to the invention is preferably carried out at least once each time the electric or hybrid vehicle is put into service.
- the present invention also includes a battery management system which is designed and equipped such that it has means for carrying out the method according to the invention, in particular for carrying out method steps b) and c) or b), c) and d).
- the subject of the present invention is also a battery comprising a battery management system according to the invention.
- the invention also relates to an electric or hybrid vehicle, which is such a battery management system according to the invention or such
Abstract
A method for recognizing manipulations in the high-voltage network of electric or hybrid vehicles is described. The disclosed method is characterized by the following steps: First, the total current and/or the total voltage in the high-voltage battery and at one or more points in the external high-voltage network of the vehicle are measured; then a difference between the measured values for the high-voltage battery and the measured values for the external high-voltage network is determined. Finally, a manipulation is recognized when the difference exceeds a predefined threshold value.
Description
Beschreibung Titel Description title
Verfahren zur Erkennung von Manipulationen im Hochvoltnetz von Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen Method for detecting manipulations in the high-voltage network of electric and / or hybrid vehicles
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von The present invention relates to a method for the detection of
Manipulationen im Hochvoltnetz von Elektro- oder Hybridfahrzeugen sowie ein Batteriemanagementsystem zur Ausführung eines solchen Verfahrens. Manipulations in the high-voltage network of electric or hybrid vehicles and a battery management system for carrying out such a method.
Stand der Technik State of the art
Hochvoltbatterien, insbesondere Lithium-Ionen-Hochvoltbatterien, die als High-voltage batteries, in particular lithium-ion high-voltage batteries, as
Energiequelle in Elektro- oder Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, verfügen meist über ein Batteriemanagementsystem (BMS), mit dem sicherheitsrelevante Größen der Hochvoltbatterie wie Zellen-Spannungen, Batteriegesamtspannung, Batteriegesamtstrom sowie Zellen- bzw. Batterietemperatur erfasst und Energy source are used in electric or hybrid vehicles, usually have a battery management system (BMS), with the safety-related variables of the high-voltage battery such as cell voltages, battery total voltage, total battery current and cell or battery temperature recorded and
überwacht werden können. Diese Größen müssen auf Überschreitung von can be monitored. These sizes must be exceeded by
Grenz- oder Schwellenwerten hin überwacht werden, da bei Überschreitung dieser Grenz- oder Schwellenwerte chemische Reaktionen in den Zellen in Gang gesetzt werden können (so genannter "thermal runaway"), die zu einer Limit values or threshold values, since exceeding these limit values or threshold values can initiate chemical reactions in the cells (so-called "thermal runaway") that lead to a
Gefährdung von Personen sowie zur Beeinträchtigung des Fahrzeugs oder der Umgebung führen können. Es kann beispielsweise zu einem Brand, einer Danger to persons and damage to the vehicle or the environment. It can be a fire, for example
Explosion oder unerwünschten Einwirkungen von freigesetzten chemischen Explosion or undesired effects of released chemical
Verbindungen kommen. Insbesondere bei Überspannung, Unterspannung, Connections come. Especially with overvoltage, undervoltage,
Überstrom und/oder Übertemperatur ist mit einer Zunahme der Gefährdungslage zu rechnen. Zusätzlich müssen auch Kurzschlüsse außerhalb der Overcurrent and / or overtemperature is expected to increase the risk situation. In addition, short circuits outside the
Hochvoltbatterie im externen Hochvoltnetz durch Messung des Stroms High-voltage battery in the external high-voltage network by measuring the current
überwacht und gegebenenfalls erkannt werden.
Neben unkontrollierbaren Umwelteinflüssen kann es vorkommen, dass monitored and recognized if necessary. In addition to uncontrollable environmental influences, it may happen that
Manipulationen an der Hochvoltbatterie oder am restlichen externen Manipulation of the high-voltage battery or the rest of the external
Hochvoltnetz des Fahrzeugs erfolgen, die beispielsweise die Reichweite des Fahrzeugs erhöhen sollen. Solche Manipulationen können beispielsweise das Einbringen von zusätzlichen Batteriezellen in das Hochvoltnetz umfassen, z. B. inHigh-voltage network of the vehicle done, for example, to increase the range of the vehicle. Such manipulations may include, for example, the introduction of additional battery cells in the high-voltage network, z. In
Reihe oder parallel zur vorhandenen Hochvoltbatterie. Die zusätzlichen Zellen weisen meist keine eigene Absicherung gegen Batteriegefährdungen wie Überspannung, Unterspannung, Überstrom und Übertemperatur auf. Das Einbringen von zusätzlichen Zellen kann auch dazu führen, dass ein externer Kurzschluss weniger gut durch die bereits vorhandene Überwachung desRow or parallel to the existing high-voltage battery. The additional cells usually have no own protection against battery hazards such as overvoltage, undervoltage, overcurrent and overtemperature. The introduction of additional cells can also cause an external short circuit less well by the already existing monitoring of the
Stromes im Hochvoltnetz des Fahrzeugs erkannt werden kann. Da das Current can be detected in the high voltage network of the vehicle. Since that
Hochvoltnetz und gegebenenfalls das gesamte Fahrzeug nicht auf solche Zusatzzellen ausgelegt sind, kann die Sicherheit des Hochvoltnetzes und damit des ganzen Fahrzeugs nicht mehr gewährleitstet werden. High-voltage network and possibly the entire vehicle are not designed for such additional cells, the safety of the high-voltage network and thus the entire vehicle can not be guaranteed.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, welches eine Erkennung von Manipulationen im Hochvoltnetz von Elektro- oder According to the invention, a method is provided, which is a detection of manipulation in the high-voltage network of electric or
Hybridfahrzeugen erlaubt. Dabei ist das erfindungsgemäße Verfahren charakterisiert durch die Schritte: Hybrid vehicles allowed. The method according to the invention is characterized by the steps:
a) Messung des Gesamtstroms und/oder der Gesamtspannung in der a) Measurement of the total current and / or the total voltage in the
Hochvoltbatterie und an einer oder mehreren Stellen im externen High-voltage battery and at one or more locations in the external
Hochvoltnetz des Fahrzeugs; High voltage network of the vehicle;
b) Bestimmung einer Abweichung zwischen den Messwerten für die b) Determination of a deviation between the measured values for the
Hochvoltbatterie und den Messwerten für das externe Hochvoltnetz; und c) Feststellung einer Manipulation, wenn die Abweichung einen vorher High-voltage battery and the measured values for the external high-voltage network; and c) detecting a manipulation if the deviation is one before
festgelegten Schwellenwert überschreitet. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Tatsache, dass sich durch die exceeds the specified threshold. The inventive method makes use of the fact that by the
Hinzufügung von zusätzlichen Batteriezellen die Gesamtspannung oder der Gesamtstrom in einem gegebenen Hochvoltnetz ändert. Werden zusätzliche Batteriezellen in Reihe zur Hochvoltbatterie des Fahrzeugs dem Hochvoltnetz geschaltet, so führt dies zu einer Erhöhung der Gesamtspannung im externen Hochvoltnetz, während die Gesamtspannung der Hochvoltbatterie unverändert bleibt. Werden zusätzliche Batteriezellen parallel zur Hochvoltbatterie dem
Hochvoltnetz des Fahrzeugs hinzugefügt, so führt dies zu einer Erhöhung des Gesamtstroms im externen Hochvoltnetz, während der Gesamtstrom der Hochvoltbatterie unverändert bleibt. Die Manipulation eines bestehenden Hochvoltnetzes durch Hinzufügung von Batteriezellen lässt sich also dadurch feststellen, dass der Gesamtstrom und/oder die Gesamtspannung der bekanntenAddition of additional battery cells changes the total voltage or the total current in a given high-voltage network. If additional battery cells are connected in series to the high-voltage battery of the vehicle, the high-voltage network, this leads to an increase in the total voltage in the external high-voltage network, while the total voltage of the high-voltage battery remains unchanged. Be additional battery cells parallel to the high-voltage battery the Added high-voltage network of the vehicle, this leads to an increase in the total current in the external high-voltage network, while the total current of the high-voltage battery remains unchanged. The manipulation of an existing high-voltage network by adding battery cells can thus be determined by the fact that the total current and / or the total voltage of the known
Hochvoltbatterie des Fahrzeugs mit einem an einer anderen, im externen Hochvoltnetz gelegenen Stelle gemessenen Gesamtstrom und/oder High-voltage battery of the vehicle with a measured at another location, located in the external high-voltage network location measured total power and / or
Gesamtspannung des Hochvoltnetzes abgeglichen wird. Wird eine Abweichung festgestellt, die einen bestimmten, vorher festgelegten Schwellenwert überschreitet, so kann eine Manipulation des Hochvoltnetzes festgestellt werden und es können gegebenenfalls Gegenmaßnahmen ausgelöst werden. Total voltage of the high-voltage network is adjusted. If a deviation is detected that exceeds a certain, previously defined threshold value, then a manipulation of the high-voltage network can be detected and, if necessary, countermeasures can be triggered.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Erkennung von Manipulationen im Hochvoltnetz von Elektro- oder Hybridfahrzeugen. Dabei umfasst der Begriff "Manipulation" insbesondere die Hinzufügung von zusätzlichen Batteriezellen zur bereits vorhandenen Hochvoltbatterie im Hochvoltnetz des Fahrzeugs. Die zusätzlichen Batteriezellen können beispielsweise in Reihe zur vorhandenen Hochvoltbatterie des Fahrzeugs oder parallel dazu in das Hochvoltnetz integriert vorliegen. The method according to the invention serves to detect manipulations in the high-voltage network of electric or hybrid vehicles. In this case, the term "manipulation" includes in particular the addition of additional battery cells to the already existing high-voltage battery in the high-voltage network of the vehicle. The additional battery cells can be present, for example, in series with the existing high-voltage battery of the vehicle or parallel to it in the high-voltage network.
Unter Elektro- und Hybridfahrzeugen werden solche Fahrzeuge verstanden, die eine Hochvoltbatterie zur mindestens teilweisen Versorgung eines elektrischen Antriebs zur Fortbewegung des Fahrzeugs aufweisen. Dabei spielt es keine Rolle, ob das Fahrzeug neben dem elektrischen Antrieb noch weitere Under electric and hybrid vehicles such vehicles are understood to have a high-voltage battery for at least partially supplying an electric drive for moving the vehicle. It does not matter if the vehicle next to the electric drive more
Vorrichtungen zum Antrieb des Fahrzeugs aufweist (z. B. einen zusätzlichenDevices for driving the vehicle has (for example, an additional
Verbrennungsmotor o. ä.). Insbesondere sind folgende Fahrzeuge umfasst: elektrische Hybridfahrzeuge (HEV), Plug-In-Hybridfahrzeuge (PHEV), Internal combustion engine o. Ä.). In particular, the following vehicles are included: electric hybrid vehicles (HEV), plug-in hybrid vehicles (PHEV),
Elektrofahrzeuge (EV) und Brennstoffzellenfahrzeuge. Das Hochvoltnetz eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs umfasst mindestens eineElectric vehicles (EV) and fuel cell vehicles. The high-voltage network of an electric or hybrid vehicle comprises at least one
Hochvoltbatterie, einen elektrischen Antrieb zur Fortbewegung des Fahrzeugs sowie Leitungen zur funktionalen Verbindung der Hochvoltbatterie mit dem elektrischen Antrieb. Daneben kann das Hochvoltnetz weitere Komponenten und Verbraucher aufweisen.
Unter einer Hochvoltbatterie wird dabei ein elektrochemischer Energiespeicher verstanden, der eine Energie mittels elektrochemischer Prozesse speichern und bei Bedarf wieder bereitstellen kann. Grundsätzlich eignet sich das High-voltage battery, an electric drive for moving the vehicle and lines for the functional connection of the high-voltage battery with the electric drive. In addition, the high-voltage network can have other components and consumers. Under a high-voltage battery is an electrochemical energy storage understood that can save energy by means of electrochemical processes and provide again when needed. Basically, that is suitable
erfindungsgemäße Verfahren für Hochvoltnetze mit einer Hochvoltbatterie jedes Akkumulator- oder Batteriezelltyps. Bevorzugt handelt es sich um Hochvoltnetze mit einer Hochvoltbatterie vom Typ der Lithium-Ionen-Batterie, insbesondere vom Typ Li-Ion-Lithium-Ionen-Akku, LiPo-Lithium-Polymer-Akku, Method according to the invention for high-voltage networks with a high-voltage battery of each accumulator or battery cell type. Preferably, it is high-voltage networks with a high-voltage battery of the type of lithium-ion battery, in particular of the type Li-ion lithium-ion battery, LiPo lithium polymer battery,
LiFe-Lithium-Metall-Akku, Li-Mn-Lithium-Mangan-Akku, LiFe Lithium Metal Battery, Li-Mn Lithium Manganese Battery,
LiFeP04-Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator, LiTi-Lithium-Titanat-Akku. LiFeP0 4 lithium iron phosphate battery, LiTi lithium titanate battery.
Es werden der Gesamtstrom und/oder die Gesamtspannung in der It will be the total current and / or the total voltage in the
Hochvoltbatterie gemessen, also die Spannung bzw. der Strom über alle Zellen der Hochvoltbatterie. Geeignete Vorrichtungen zur Strom- bzw. High-voltage battery measured, ie the voltage or current across all cells of the high-voltage battery. Suitable devices for current or
Spannungsmessung sind dem Fachmann bekannt. An der Hochvoltbatterie der meisten Elektro- oder Hybridfahrzeuge sind solche Messvorrichtungen ohnehin bereits angebracht bzw. vorgesehen. Bevorzugt werden der Gesamtstrom und/oder die Gesamtspannung in der Hochvoltbatterie unmittelbar vor oder unmittelbar nach den Hauptschützen der Hochvoltbatterie gemessen. Es werden der Gesamtstrom und/oder die Gesamtspannung an einer bzw. Voltage measurement are known in the art. At the high-voltage battery of most electric or hybrid vehicles such measuring devices are already installed or provided anyway. Preferably, the total current and / or the total voltage in the high-voltage battery are measured immediately before or immediately after the main contactors of the high-voltage battery. The total current and / or the total voltage at one or
mehreren Stellen im externen Hochvoltnetz des Fahrzeugs gemessen, also die Spannung bzw. der Strom, der als Summe aller Stromquellen am externen Hochvoltnetz anliegt. Der Begriff "externes Hochvoltnetz" bezeichnet dabei das gesamte Hochvoltnetz des Fahrzeugs exklusive der vorhandenen measured in several locations in the external high-voltage network of the vehicle, ie the voltage or the current that is present as the sum of all power sources on the external high-voltage network. The term "external high-voltage network" refers to the entire high-voltage network of the vehicle excluding the existing ones
Hochvoltbatterie. Geeignete Vorrichtungen zur Strom- bzw. Spannungsmessung sind dem Fachmann bekannt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn im elektrischen Antrieb der Gesamtstrom bestimmt bzw. die Gesamtspannung gemessen wird. So benötigt das Steuergerät für den elektrischen Antrieb regelmäßig den Spannungs- bzw. den Stromwert im externen Hochvoltnetz für die Regelung und Momentüberwachung des elektrischen Antriebs. Der elektrische Antrieb bzw. das dazugehörige Steuergerät umfasst in der Regel bereits Vorrichtungen zur Messung des Gesamtstroms und der Gesamtspannung im externen High-voltage battery. Suitable devices for current or voltage measurement are known in the art. It is particularly advantageous if the total current is determined in the electric drive or the total voltage is measured. Thus, the control unit for the electric drive regularly requires the voltage or the current value in the external high-voltage network for the control and torque monitoring of the electric drive. The electric drive or the associated control device usually already comprises devices for measuring the total current and the total voltage in the external
Hochvoltnetz des Fahrzeugs. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Messdaten zum Gesamtstrom und/oder zur Gesamtspannung des externen Hochvoltnetzes vom Steuergerät
des elektrischen Antriebs bezogen. Dies kann beispielsweise über einen CAN-Bus erfolgen. High voltage network of the vehicle. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the measurement data for the total current and / or the total voltage of the external high-voltage network from the control unit related to the electric drive. This can be done for example via a CAN bus.
Bevorzugt werden in der Hochvoltbatterie und im externen Hochvoltnetz sowohl der jeweilige Gesamtstrom als auch die jeweilige Gesamtspannung gemessen. Both the respective total current and the respective total voltage are preferably measured in the high-voltage battery and in the external high-voltage network.
Nachdem die Messwerte für die Hochvoltbatterie und das externe Hochvoltnetz ermittelt worden sind, wird eine Abweichung zwischen den Messwerten für die Hochvoltbatterie und den Messwerten für das externe Hochvoltnetz bestimmt. After the measured values for the high-voltage battery and the external high-voltage network have been determined, a deviation between the measured values for the high-voltage battery and the measured values for the external high-voltage network is determined.
Dies kann für die Spannung U beispielsweise nach folgender Formel erfolgen: This can be done for the voltage U, for example, according to the following formula:
Au = I UexHV " Ußatt | wobei Au = I UexHV "Ußatt | where
Au die Abweichung für die Spannung U, Au the deviation for the voltage U,
UexHv die gemessene Gesamtspannung im externen Hochvoltnetz, und UexHv the measured total voltage in the external high-voltage network, and
Ußatt die gemessene Gesamtspannung der Hochvoltbatterie ist. U ß att is the measured total voltage of the high-voltage battery.
Dies kann für den Strom I beispielsweise nach folgender Formel erfolgen: This can be done for the current I, for example, according to the following formula:
A| = I xHV " Ißatt | wobei A | = I xHV "Ißatt |
A, die Abweichung für den Strom I, A, the deviation for the current I,
UxHV der gemessene Gesamtstrom im externen Hochvoltnetz, und UxHV is the total measured current in the external high-voltage network, and
Ißatt der gemessene Gesamtstrom der Hochvoltbatterie ist. Ißatt is the measured total current of the high-voltage battery.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird dann eine Manipulation im Hochvoltnetz festgestellt, wenn die Abweichung einen vorher festgelegten Schwellenwert überschreitet. In the method according to the invention a manipulation in the high-voltage network is then determined when the deviation exceeds a predetermined threshold.
Dies lässt sich für die Spannung folgendermaßen ausdrücken: This can be expressed as follows for the voltage:
Au > Su => Manipulation
wobei Au> Su => Manipulation in which
Au die bestimmte Abweichung für die Spannung und Au the specific deviation for the voltage and
Su der Schwellenwert für die Spannung ist. Su is the voltage threshold.
Dies lässt sich für den Strom folgendermaßen ausdrücken: This can be expressed for the current as follows:
A| > Si => Manipulation wobei A | > Si => manipulation where
A, die bestimmte Abweichung für den Strom und A, the specific deviation for the current and
S, der Schwellenwert für den Strom ist. S, which is the threshold for the current.
In einem idealen System könnte der Schwellenwert S sowohl für die Spannung als auch für den Strom bei 0 bzw. nahe bei 0 liegen. Da allerdings in In an ideal system, the threshold S for both the voltage and the current could be at 0 and near 0, respectively. However, because in
Abhängigkeit von der Topologie des Hochvoltnetzes und gegebenenfalls aufgrund von weiteren Umständen, wie z. B. asynchrone Messungen oder Betriebszustand des Fahrzeugs oder des Hochvoltnetzes o. ä., mit nicht zu vernachlässigenden Einflüssen auf das Hochvoltnetz bzw. auf die Messwerte zu rechnen ist, sollte der Schwellenwert für eine spezifische Hochvoltnetztopologie individuell bestimmt und festgelegt werden, so dass sowohl falsch negative als auch falsch positive Feststellungen von Manipulationen durch das Depending on the topology of the high-voltage network and possibly due to other circumstances, such. B. asynchronous measurements or operating state of the vehicle or the high-voltage network o. Ä., With non-negligible influences on the high-voltage network or the measured values is to be expected, the threshold for a specific high-voltage network topology should be determined and determined individually, so both wrong negative as well as false positive findings of manipulation by the
erfindungsgemäße Verfahren auf ein Minimum beschränkt werden können. inventive method can be limited to a minimum.
Die Fehlerhäufigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich zusätzlich dadurch minimieren, dass eine Fehlerentprellung und/oder eine Filterung der Messwerte vorgenommen werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass im erfindungsgemäßen Verfahren eine Manipulation erst dann festgestellt wird, wenn die Schritte a) Messung des Gesamtstroms und/oder der Gesamtspannung in der Hochvoltbatterie und dem externen Hochvoltnetz und b) Bestimmung einer Abweichung zwischen den Messwerten für die Hochvoltbatterie und dem externen Hochvoltnetz mehrfach durchgeführt worden sind und mehr als eine der dabei bestimmten Abweichungen den Schwellenwert überschreitet. The error rate of the method according to the invention can additionally be minimized by debugging errors and / or filtering the measured values. For example, it may be provided that in the method according to the invention a manipulation is only detected when the steps a) measuring the total current and / or the total voltage in the high-voltage battery and the external high-voltage network and b) determining a deviation between the measured values for the high-voltage battery and the external high-voltage network have been performed several times and more than one of the deviations determined thereby exceeds the threshold.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schritte a) und b) mindestens viermal durchgeführt worden sind und mindestens zwei der dabei bestimmten Abweichungen den Schwellenwert überschreiten. Bevorzugt finden die In particular, it can be provided that steps a) and b) have been carried out at least four times and that at least two of the deviations determined thereby exceed the threshold value. Preferably find the
Mehrfacherfassungen von Messwerten in einem vorher festgelegten zeitlichen
Abstand voneinander statt. Die Anzahl an Mehrfachmessungen und für die Feststellung einer Manipulation hinreichenden Schwellenwertüberschreitungen sowie der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Messwerterfassungen der Mehrfachmessungen können vom Fachmann für eine gegebene Multiple acquisitions of readings in a predetermined time Distance from each other. The number of multiple measurements and for the determination of a manipulation sufficient threshold crossings as well as the time interval between the individual measured value captures of the multiple measurements can be determined by a person skilled in the art for a given
Hochvoltnetztopologie ohne Schwierigkeiten und ohne unzumutbaren Aufwand ermittelt und festgelegt werden. Es ist auch möglich, dass die durch High-voltage network topology can be determined and determined without difficulty and without undue burden. It is also possible that through
Mehrfachmessung ermittelten Messwerte einer Filterung unterzogen werden. Die Filterung führt dazu, dass nicht bereits dann eine Manipulation festgestellt wird, wenn lediglich ein, gegebenenfalls zufällig abweichender Messwert ermittelt wurde. Die Filterung kann beispielsweise Maßnahmen wie die Bildung von Mittelwerten aus einer Mehrzahl von Messwerten umfassen. Es ist auch möglich, eine Filterung zu erreichen durch Verwendung eines linearen, zeitinvarianten Übertragungsgliedes, welches ein proportionales Übertragungsverhalten mit einer Verzögerung der 1. Ordnung aufweist, z. B. ein PT Glied. Multiple measurement measured values are subjected to a filtering. The filtering leads to the fact that not even then a manipulation is determined, if only one, possibly coincidentally deviating measured value was determined. The filtering may include, for example, measures such as the formation of average values from a plurality of measured values. It is also possible to achieve filtering by using a linear, time invariant transmission element which has a proportional transmission behavior with a 1st order lag, e.g. B. a PT member.
Da Elektro- und Hybridfahrzeuge in der Regel bereits ein As electric and hybrid vehicles usually already one
Batteriemanagementsystem aufweisen, in dem regelmäßig Messwerte zur Gesamtspannung und Gesamtstrom in der Hochvoltbatterie erfasst werden, ist es besonders vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere die Schritte b) und c) oder die Schritte b), c) und d) des erfindungsgemäßen Verfahrens, vom Batteriemanagementsystem des Fahrzeugs durchgeführt werden. Somit ist kein neues, zusätzliches Bauteil mehr notwendig. Das derart ausgeführte Batteriemanagementsystem des Fahrzeugs kann über eine gesicherte Verbindung, z. B. einen CAN-Bus, mit dem Steuergerät des elektrischen Antriebs des Fahrzeugs verbunden sein, so dass die Messwerte des externen Hochvoltnetzes aus dem Steuergerät des elektrischen Antriebs bezogen werden können und anschließend im Batteriemanagementsystem verarbeitet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann als zusätzlichen Schritt noch eineHave battery management system in which measured values for total voltage and total current in the high-voltage battery are detected regularly, it is particularly advantageous if the inventive method, in particular steps b) and c) or steps b), c) and d) of the method according to the invention, be performed by the battery management system of the vehicle. Thus, no new, additional component is necessary. The thus executed battery management system of the vehicle can be connected via a secure connection, eg. B. a CAN bus to be connected to the control unit of the electric drive of the vehicle, so that the measured values of the external high-voltage network can be obtained from the control unit of the electric drive and then processed in the battery management system. The inventive method can as an additional step yet another
Auslösung von Gegenmaßnahmen vorsehen, wenn eine Manipulation festgestellt wurde. Gegenmaßnahmen umfassen insbesondere solche Maßnahmen, die geeignet sind, eine Gefährdung oder Schaden vom Fahrer des Fahrzeugs oder anderen Fahrzeuginsassen abzuwenden und/oder Beeinträchtigungen oder Beschädigungen des Fahrzeugs zu vermeiden. Solche Gegenmaßnahmen umfassen bevorzugt das Abtrennen der Hochvoltbatterie vom externen
Hochvoltnetz, das Anfordern eines Notlaufs der Fahrzeugsteuerung und/oder die Ausgabe einer Warnmeldung an den Fahrer. Provide countermeasures if tampering has been detected. Countermeasures include in particular those measures which are suitable for averting danger or damage to the driver of the vehicle or other vehicle occupants and / or to avoid impairments or damage to the vehicle. Such countermeasures preferably include disconnecting the high-voltage battery from the external one High-voltage network, requesting an emergency operation of the vehicle control and / or the issue of a warning message to the driver.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt bei jeder Inbetriebnahme des Elektro- oder Hybridfahrzeugs mindestens einmal durchgeführt. The method according to the invention is preferably carried out at least once each time the electric or hybrid vehicle is put into service.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Batteriemanagementsystem, welches derart ausgeführt und ausgestattet ist, dass es Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist, insbesondere zur Ausführung der Verfahrensschritte b) und c) oder b), c) und d). The present invention also includes a battery management system which is designed and equipped such that it has means for carrying out the method according to the invention, in particular for carrying out method steps b) and c) or b), c) and d).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Batterie, die ein erfindungsgemäßes Batteriemanagementsystem umfasst. The subject of the present invention is also a battery comprising a battery management system according to the invention.
Die Erfindung betrifft auch ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, welches ein solches erfindungsgemäßes Batteriemanagementsystem oder eine solche The invention also relates to an electric or hybrid vehicle, which is such a battery management system according to the invention or such
erfindungsgemäße Batterie aufweist.
has battery according to the invention.
Claims
Ansprüche claims
Verfahren zur Erkennung von Manipulationen im Hochvoltnetz von Elektro- oder Hybridfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst: Method for detecting manipulations in the high-voltage network of electric or hybrid vehicles, characterized in that it comprises the steps:
a) Messung des Gesamtstroms und/oder der Gesamtspannung in der Hochvoltbatterie und an einer oder mehreren Stellen im externen a) Measurement of the total current and / or the total voltage in the high-voltage battery and at one or more locations in the external
Hochvoltnetz des Fahrzeugs; High voltage network of the vehicle;
b) Bestimmung einer Abweichung zwischen den Messwerten für die b) Determination of a deviation between the measured values for the
Hochvoltbatterie und den Messwerten für das externe Hochvoltnetz; High-voltage battery and the measured values for the external high-voltage network;
c) Feststellung einer Manipulation, wenn die Abweichung einen vorher festgelegten Schwellenwert überschreitet. c) detecting a manipulation if the deviation exceeds a predetermined threshold.
Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend den zusätzlichen Schritt: The method of claim 1, comprising the additional step:
d) Auslösen von Gegenmaßnahmen, wenn eine Manipulation festgestellt wurde. d) trigger countermeasures if a tampering has been detected.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Gegenmaßnahmen das Trennen der Hochvoltbatterie vom Hochvoltnetz, das Anfordern eines Notlaufs der Fahrzeugsteuerung und/oder die Ausgabe einer Warnmeldung an den Fahrer umfassen. The method of claim 2, wherein the countermeasures include disconnecting the high voltage battery from the high voltage network, requesting emergency running of the vehicle controller, and / or issuing a warning message to the driver.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messung des Gesamtstroms und/oder der Gesamtspannung der Hochvoltbatterie vor den Hauptschützen der Hochvoltbatterie erfolgt. Method according to one of the preceding claims, wherein the measurement of the total current and / or the total voltage of the high-voltage battery before the main contactors of the high-voltage battery.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messung des Gesamtstroms und/oder der Gesamtspannung im externen Hochvoltnetz die Messung im elektrischen Antrieb umfasst oder daraus besteht.
Method according to one of the preceding claims, wherein the measurement of the total current and / or the total voltage in the external high-voltage network comprises the measurement in the electric drive or consists thereof.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Messdaten zum Gesamtstrom und/oder zur Gesamtspannung im elektrischen Antrieb des Fahrzeugs vom Steuergerät des elektrischen Antriebs bezogen werden, bevorzugt über einen CAN-Bus. 6. The method of claim 5, wherein the measurement data for the total current and / or the total voltage in the electric drive of the vehicle are obtained from the control unit of the electric drive, preferably via a CAN bus.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens die Schritte b) und c) vom Batteriemanagementsystem des Fahrzeugs durchgeführt werden. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein at least the steps b) and c) are performed by the battery management system of the vehicle.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein a
Manipulation erst dann festgestellt wird, wenn die Schritte a) und b) mehrfach durchgeführt worden sind und mehr als eine der dabei bestimmten Abweichungen den Schwellenwert überschreitet. Manipulation is detected only when steps a) and b) have been performed several times and more than one of the deviations determined thereby exceeds the threshold.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Schritte a) und b) mindestens viermal durchgeführt worden sind und mindestens zwei der dabei bestimmten Abweichungen den Schwellenwert überschreiten. 9. The method of claim 8, wherein steps a) and b) have been performed at least four times and exceed at least two of the thereby determined deviations exceed the threshold.
10. Batteriemanagementsystem, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst. 10. Battery management system, characterized in that it comprises means for carrying out a method according to one of claims 1 to 9.
1 1. Batterie, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Batteriemanagementsystem nach Anspruch 10 umfasst. 1 1. Battery, characterized in that it comprises a battery management system according to claim 10.
12. Elektro- oder Hybridfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es ein 12. Electric or hybrid vehicle, characterized in that it is a
Batteriemanagementsystem nach Anspruch 10 oder eine Batterie nach Anspruch 11 umfasst.
A battery management system according to claim 10 or a battery according to claim 11.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108985392A (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-11 | 重庆无线绿洲通信技术有限公司 | Battery case identity information acquisition methods, device and battery management method, system |
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015201628A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Robert Bosch Gmbh | Monitoring of a battery system during control-related debounce times |
| DE102015209654A1 (en) * | 2015-05-27 | 2016-12-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Emergency driving mode for a motor vehicle |
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Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10028748B4 (en) * | 2000-06-10 | 2009-06-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Power supply system for a motor vehicle with a low voltage electrical system and with a high voltage onboard power supply |
| DE102005004328A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Robert Bosch Gmbh | Device for supplying power to safety-relevant consumers |
| US7433794B1 (en) * | 2007-07-18 | 2008-10-07 | Tesla Motors, Inc. | Mitigation of propagation of thermal runaway in a multi-cell battery pack |
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Non-Patent Citations (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108985392A (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-11 | 重庆无线绿洲通信技术有限公司 | Battery case identity information acquisition methods, device and battery management method, system |
| CN113078719A (en) * | 2021-05-11 | 2021-07-06 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | Mining storage battery pack identification method and system |
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