WO2014079616A1 - Vorrichtung zum testen und warten einer hochvoltbatterie und verwendungen dieser vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum testen und warten einer hochvoltbatterie und verwendungen dieser vorrichtung Download PDF

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WO2014079616A1
WO2014079616A1 PCT/EP2013/070340 EP2013070340W WO2014079616A1 WO 2014079616 A1 WO2014079616 A1 WO 2014079616A1 EP 2013070340 W EP2013070340 W EP 2013070340W WO 2014079616 A1 WO2014079616 A1 WO 2014079616A1
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voltage battery
voltage
battery
data
management system
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PCT/EP2013/070340
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Siegfried Lehmann
Peter Ostertag
Markus Vogel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • 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
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    • H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge

Definitions

  • the invention relates to a device for testing and maintenance of a
  • DE 10 2010 035553 discloses a device, e.g. a vehicle or an industrial truck powered by a high - voltage battery and a battery receiving compartment for
  • the high-voltage battery is a power module having inside its housing a battery with multiple lithium-ion cells and two battery contacts, a battery management system for monitoring the state of charge of the battery and for data exchange between the battery and a device controller or a charger, and a multi-pin socket for Connection of a
  • a charging station for the high-voltage battery has a battery receiving space, which is similar to the battery receiving space of the high-voltage battery-powered device.
  • high-voltage battery chargers on the market for charging high-voltage batteries, which are designed exclusively for the function of charging the high-voltage battery.
  • high-voltage battery diagnostic devices there are separate devices for reading a battery management system of a high-voltage battery, i. so-called high-voltage battery diagnostic devices.
  • a high-voltage battery is understood as meaning a composite of battery individual cells or a composite of battery modules whose total voltage is greater than 60 V. Further, herein for convenience of expression, the term
  • High-voltage battery a whole high-voltage battery or individual or isolated
  • the invention provides an apparatus for testing and maintaining a high-voltage battery having the features of appended independent claim 1 and a use of the apparatus according to claim 15.
  • Advantageous embodiments of the apparatus are subject matters of the dependent claims.
  • a central idea of the invention is the combination of a high-voltage battery charging device together with a high-voltage battery diagnostic device according to the first variant disclosed below or with a high-voltage battery charging device according to the second variant disclosed below, each in a single device.
  • High-voltage battery diagnostic device and a high-voltage battery discharge device are combined in a single device.
  • an apparatus for maintaining and maintaining a high voltage battery connectable to the device including isolated modules
  • a connectable to the device high-voltage battery as a composite of
  • Battery management system having a data transfer port for bidirectionally transferring battery management system data between the
  • the claimed device now comprises at least two or three devices selected from a group comprising: a high-voltage battery charging device
  • High-voltage battery discharge device and a high-voltage battery diagnostic device are provided.
  • a high-voltage battery charging device is adapted to bring a high-voltage battery connected to the device in a higher state of charge, and the comprising: a high-voltage positive terminal configured to be connected to a high-voltage positive terminal of the high-voltage battery, and a high-voltage negative terminal configured to be connected to a high-voltage negative terminal of the high-voltage battery.
  • a high-voltage battery diagnostic device is configured to check a high-voltage battery connected to the device and the device for the presence of internal faults, to detect detected internal faults, preferably also to generate diagnostic data relating to the state of the high-voltage battery and to trigger functions that are aimed at Device and the high-voltage battery safely in another state to bring, operate and / or test, and the one
  • Information processing device having a data transfer port for bidirectionally transferring battery management system data between the information processing device and the battery management system of
  • High-voltage battery includes. According to the first variant, the device according to the invention allows a high-voltage battery with only a single device, just this
  • Device can be brought into any higher state of charge and can be performed in conjunction with the battery management system of the high-voltage battery diagnostic functions on the same.
  • a high-voltage battery discharge device is configured to bring a high-voltage battery connected to the device to a lower state of charge, and comprising: a high-voltage positive terminal configured to be connected to the high-voltage battery
  • the device according to the invention enables a high-voltage battery with only a single device, just this device, can be brought into any higher or lower state of charge. According to the second variant, the device according to the invention allows a high-voltage battery with only a single device, just this
  • Device can be placed in any higher or lower state of charge.
  • the device further comprises connections required for a high-voltage battery,
  • Stimulus generators and stimulus lines that are required to power the high-voltage battery to simulate a vehicle environment.
  • the stimuli generated by the stimulus generators and transmitted by the stimulus lines or stimuli signals ie signals required for the operation of a high-voltage battery from the operating environment for a high-voltage battery as a traction battery for an electric or hybrid vehicle, the following signals known in the art: Ignition ( Terminal 15), continuous plus (terminal 30), ground (terminal 31) and the interlock signal.
  • the device is further adapted to the above-described functions of
  • High-voltage battery charging device the high-voltage battery diagnostic device and / or high-voltage battery discharge device on isolated high-voltage modules or on
  • the term state of charge of a high-voltage battery is understood to mean a parameter set which results from the current voltage of the high-voltage battery and specific output values of the battery management system (i.e., the battery control device).
  • the term maintenance of a high-voltage battery is an intervention in or a
  • Charge state of a single battery cell or a battery module including, for example, a charge balance between battery cells or battery modules, so that e.g. the high voltage never drops below a predefined value.
  • the device may further comprise a high-voltage battery discharge device.
  • the device according to a second variant comprises a high-voltage battery charging device and a high-voltage battery discharge device
  • the device may further comprise a high-voltage battery diagnostic device.
  • the device according to a third variant comprises a high-voltage battery discharge device and a high-voltage battery diagnostic device
  • the device may further comprise a high-voltage battery charging device.
  • the apparatus may further comprise a safety device provided within the information processing unit and adapted to be disconnected from
  • High-voltage battery diagnostic device to evaluate generated diagnostic data
  • High voltage battery e.g. via a device substantially external to the device
  • Data bus system such as a Controller Area Network (CAN)
  • CAN Controller Area Network
  • Bidirectional safety device and the high-voltage battery diagnostic device bidirectional transfer.
  • the safety device detects predefined safety risks, the occurrence of which is detected on the basis of the diagnostic data and / or measured data transmitted by the diagnostic device, and predefined reactions, which are aligned with the high-voltage battery or individual high-voltage modules or the device from a detected safety risk case secure state.
  • the Safety device to ensure safe operation of a care or maintenance to the
  • the apparatus may further comprise a human-machine interface provided within the information processing unit, comprising: a
  • User control data by a user and an input-output interface to which the output device and the input device are connected and configured to output user control data input by the user for transmission to the battery management system of the high-voltage battery, to
  • the man-machine interface may include a remote control having an output device for outputting battery management system data, diagnostic data and response data, and / or an input device for inputting
  • the device may include a network port provided within the information processing unit configured to read in user-generated user control data for transmission to the battery management system of the high-voltage battery, the diagnostic device, and the security device, respectively.
  • the man-machine interface or network port allows information to be displayed to an operator of the device regarding the state of the device
  • Control data such as for initiating predetermined care or maintenance processes on the high-voltage battery.
  • the input device of the man-machine interface may comprise input means selected from a group comprising: a keyboard, a mouse, a trackball, a graphics tablet, a joystick, a trackpoint, a touchscreen, a light pen and / or a touchpad.
  • the man-machine Interface include a remote control with such an output means and / or such an input means.
  • the man-machine interface may be configured to display at least one datum of the following data: output values of the battery management system of a high-voltage battery connected to the device, in particular at least one datum selected from a group of data comprising: a manufacturer, a serial number , a date of manufacture, a specification, a charging time, a discharging duration, a maximum charging current, a maximum discharging current, a maximum charging power at a certain target voltage, a maximum discharging power at a certain one
  • Target voltage, a content of a log file for a load, a content of a log file for a discharge and a content of a log file for a diagnostic operation includes, and a state of charge of a device connected to the device high-voltage battery, in particular a battery voltage and output values of the battery management system the high-voltage battery. Due to the representability of the aforementioned data, the man-machine interface allows the representation and inspection by an operator for or in all conceivable essential, the state of a high-voltage battery
  • the battery management system of a high-voltage battery connectable to the device may store information regarding the high-voltage battery specification stored therein
  • the high-voltage battery charging device may be designed to generate pulsed or linear current-time characteristics in accordance with a specification of the high-voltage battery specification and to feed it into a connected high-voltage battery. This embodiment makes the device suitable
  • the high-voltage battery charging device may comprise: an AC / DC converter and an AC mains connection for connecting the AC / DC converter to an external AC converter Power network and / or a DC / DC converter and a DC supply connection for connecting the DC / DC converter to an external DC network, DC connections, which are connected to the charger-side outputs of the AC / DC converter or the DC / DC converter are a current and voltage monitoring device for detecting a charging current-time course of a charging current applied to a high-voltage battery connected to the device and a charging voltage-time characteristic of a charging voltage applied to the high-voltage battery connected to the device, and a charging control device for controlling a charging current Time course of a charging current fed into the high-voltage battery connected to the device and a charging voltage-time characteristic of a charging voltage applied to the high-voltage battery connected to the device.
  • the high-voltage battery charging device also includes a controllable charging current regulator.
  • the high-voltage battery charging device is suitable for efficiently (rapidly) and safely charging high-voltage batteries of different, in particular also different, electrochemical types adapted to the type.
  • the battery management system of a high-voltage battery connectable to the device may store information regarding the high-voltage battery specification stored therein
  • the high-voltage battery including a maximum discharge current and a maximum discharge power at a certain target voltage. Accordingly, the high-voltage battery
  • Discharge device be designed to be an electrical load device connected to a device connected to the high-voltage battery as an electrical consumer
  • the device is suitable for correctly discharging high-voltage batteries of different, in particular also different electrochemical types, adapted to the type.
  • the high-voltage battery discharge device may be designed to thermally utilize a power drawn or converted from a high-voltage battery connected to the device, to feed it back into an external power grid, or to feed it into another high-voltage battery connected to the device. Due to these refinements, the electrical power drawn from a high-voltage battery is not wasted, but rather usefully used or otherwise stored.
  • the high-voltage battery discharge device may comprise: a controllable load switch, the electrical load device, a current and voltage monitoring device for detecting a discharge current-time course of a drawn from a high-voltage battery connected to the device
  • Discharge current and a discharge voltage-time course of a discharge voltage generated by the high-voltage battery connected to the device Discharge current and a discharge voltage-time course of a discharge voltage generated by the high-voltage battery connected to the device, and a
  • a discharge control device for controlling a discharge current-time history of a discharging current taken from a high-voltage battery connected to the device and a discharge voltage-time history of a discharge voltage generated by a high-voltage battery connected to the device.
  • Load means comprise a controllable ohmic resistance for the thermal utilization of the extracted from the high-voltage battery electric power, or it can feed the extracted electrical power into the external power grid (AC power grid or DC grid). Due to these refinements, the high-voltage battery discharge device is suitable for efficiently (rapidly) and safely discharging high-voltage batteries of different, in particular also different electrochemical types, adapted to the type.
  • the high-voltage battery diagnostic device may be configured to receive a log file for a loading process, a log file for a discharge process and / or a log file for a diagnostic process via the information processing unit from a battery management system of a high-voltage battery connected to the device and to save these.
  • This allows for the history or the state of a high-voltage battery essential processes including charges, discharges and diagnostics, can be transferred for storage from the battery management system.
  • a more detailed or deeper diagnosis of the high-voltage battery can be carried out or created.
  • the apparatus may further comprise a data bus system for transmitting real-time data, which may in particular comprise an essentially for bidirectional data transfer to externally formed Controller Area Network (CAN) and an internal data bus system with respect to the device.
  • the data bus system can be designed to connect the following components with each other in terms of communication technology: the charging device, preferably via its data transmission connection, the unloading device preferably via the data transmission connection, the diagnostic device, the information processing unit, in particular a communication device provided therein with the data transmission connection and a high-voltage battery connected to the device, preferably via its data transmission connection.
  • the data bus system allows all components of the device and a connected high-voltage battery to be equal in terms of deliverability and retrievability of information or data and can share them.
  • the Controller Area Network (CAN) originally developed by the assignee of the present patent application is mentioned here only as an example for an external data bus system. Instead, another data bus system with differently designed data transmission interfaces and protocols can also be provided.
  • the data bus system may be configured to transmit at least one datum selected from a group comprising: internal error codes, function codes and values of functions parameters, diagnostic data, response data, user control data, and battery management system data in particular of a battery management system of a high-voltage battery connected to the device, including at least one datum selected from a group comprising: a manufacturer, a serial number, a date of manufacture, a high-voltage battery specification, a charge duration, a discharge duration, a maximum charging current, a maximum discharging current, a maximum charging power at a certain target voltage, a maximum discharging power at a certain target voltage, a content of a log file for a load, a content of a log file for a discharge, and a content one r Log file for a diagnostic process.
  • a group comprising: internal error codes, function codes and values of functions parameters, diagnostic data, response data, user control data, and battery management system data in particular of a battery management system of a high-voltage battery connected to the device
  • a high-voltage battery care and maintenance device described above can be used or used for the following application: for maintaining a high-voltage battery or a single high-voltage module, for maintaining a high-voltage battery or a single high-voltage module, for diagnosing a high-voltage battery or a single high-voltage battery Module, for placing a high-voltage battery or a scattered high-voltage module in any given, especially higher or lower State of charge, for preconditioning the high-voltage battery or the isolated high-voltage module according to the manufacturer's instructions, for example before installing the high-voltage battery or the isolated high-voltage module in a new electric or hybrid vehicle or after a repair on an electric or hybrid vehicle before picking up the electric or hybrid vehicle, for the maintenance, care and / or diagnosis of a high-voltage battery
  • Fig. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of a device for maintaining and maintaining a high-voltage battery
  • Fig. 2 is a more complete circuit diagram of the apparatus of Fig. 1 including a
  • High-voltage battery charging device the high-voltage battery discharger and the
  • FIG. 1 of a device 10 for the care and maintenance of a high-voltage battery comprises a high-voltage battery charging device 40, a high-voltage battery discharging device 60 and a high-voltage battery diagnostic device 80
  • the present invention may comprise three variants (i), (ii) and (iii) for this purpose.
  • variant (i) in addition to a high-voltage battery charging device 40, the device 10 does not have a high-voltage battery discharge device 60
  • High-voltage battery diagnostic device 80 on in addition to a high-voltage battery charging device 40, the device 10 also has a high-voltage battery diagnostic device 80, but no high-voltage battery discharge device 60. According to variant (iii), the device 10 has in addition to a high-voltage battery charging device 40 nor a high-voltage battery discharge device 60, but no high-voltage battery diagnostic device 80 on.
  • the charging device 40 is designed to enable a high-voltage battery connected to the device 10 to be charged to a higher state of charge by means of pulsed or linear current profiles in accordance with a specification from the battery specification.
  • the discharging device 60 is designed to set a high-voltage battery 20 connected to the device 10 to a lower charging state by means of pulsed or linear current waveforms according to a specification from the battery specification.
  • the discharging device 60 can heat the energy taken from the high-voltage battery 20 thermally via the controllable ohmic
  • Reclaim resistor 71 feed back into the external power grid 30 or another high-voltage battery connected to the device 10 to load the same.
  • the apparatus 10 shown in Fig. 1 further comprises an information processing unit 75 including i.a. a safety device 90 and a man-machine interface 100.
  • the device 10 is connected in operation to an external AC power supply 30 and / or to an external DC power supply 31.
  • Diagnostic device 80 the information processing unit 75 including its components (see below and FIG. 2), in particular the safety device 90, and the man-machine interface 100 are communication-related through an essentially internal data bus system 11 1 1 with respect to the device 10 connected with each other.
  • the high voltage battery 20 or a singulated module (not shown) are connected to the information handling unit 75 of the device 10 via an external data bus system 108.
  • the data bus system 108 may be the so-called Controller Area Network (CAN) developed by the applicant of the present patent application.
  • CAN Controller Area Network
  • the Controller Area Network is a high-integrity, i. well protected against external glitches, serial data communication bus system for real-time applications, which can be operated at data rates of up to 1 megabit per second, and which has excellent error detection and error correction capabilities.
  • the Controller Area Network 109 was originally developed for use in automobiles.
  • the devices 40, 60, 80, 90 and 100 exchange measurement parameters, messages, status messages, error messages and / or Execution commands to each other and via the external data bus system 108 with a high-voltage battery 20 connected to the device 10 from.
  • FIG. 1 Devices 40, 60, 75, and 80 of the device 10 and a high-voltage battery 20 connected to the device 10 are shown in FIG.
  • the high-voltage battery 20 shown in FIG. 2 comprises a high-voltage battery module 21 with two voltage poles "plus” and "minus", a high-voltage positive terminal 22 or HV +, via a controllable high-voltage battery plus switch 23 with the anode side of
  • Battery module 21 is connected, a high-voltage negative terminal 24 or HV-, via a controllable high-voltage battery negative switch 25 with the cathode side of
  • Battery module 21 is connected, and a battery management system or
  • stimulus data or stimulus signals are generated by a stimulus generator 120, which requires the high-voltage battery or an isolated high-voltage module for operating or simulating a vehicle environment.
  • stimulus signals i.
  • the high-voltage battery 20 as a traction battery for an electric or hybrid vehicle (not shown) include the following, the
  • the battery management system 28 is adapted to the current operating voltage of the battery module 21 and the partial voltages of all installed in the battery module 21
  • the battery management system 28 is further configured to provide a high voltage battery log file for a charge, a high voltage battery log file for a discharge, and a high voltage battery log file for a diagnostic function transmitted from the device 10 via the data bus 108 and 109 and the data transfer port 26, respectively is to store and readable ready. Furthermore, in the
  • Battery management system 28 parameters that describe the high-voltage battery 20 and the individual battery modules 21, stored readable, including, for example Information about the manufacturer, serial numbers and manufacturing data of the battery modules or battery cells, a charging voltage, a charging time, a maximum charging power or a maximum charging power for a specific target voltage, a state of charge of the high-voltage battery 20, a maximum discharge duration, a minimum operating voltage, a maximum depth of discharge (eg expressed in volts) to store a maximum discharge power for a certain target voltage, error codes and error information as well as information on charge balances readable.
  • the high-voltage battery 20 are supplied via battery stimulation lines 1 12, the information or stimuli generated by the stimulus generator 120, which are required for the operation of the high-voltage battery 20 outside of a vehicle.
  • the high-voltage charging device 40 shown in FIG. 2 comprises a high-voltage plus connection 42 or HV +, a high-voltage negative connection 44 or HV, a data transmission connection 46 for communication-technical connection with the internal data bus system 11, a controllable high-voltage plus switch 52 , a controllable high-voltage negative switch 54, a power and voltage monitor 56 for monitoring and recording charging voltages, charging currents and their timings, a charging controller 58 and an AC-DC converter 48 having an AC terminal 50 (power connector) for connection an external AC power grid 30 and / or a DC-DC converter 49 having a DC supply terminal 50 for connection to an external DC grid 31, and with DC terminals 51 + and 51 - connected to the charger side outputs of the AC / DC converter 48 and the DC / DC converter 49 are electrically conductively connected.
  • the DC terminal 51 + is further electrically connected via the controllable high-voltage plus switch 52 to the high-voltage positive terminal 42.
  • the DC connection 51 - is further electrically conductively connected via the controllable high-voltage negative switch 54 to the high-voltage negative terminal 44.
  • Charge control device 58 are communication technology over the
  • Data transfer port 46 is connected to the communication device 88 within the information processing unit 75 (not shown in Fig. 2).
  • the charging control device 58 is designed to control a charging process for a connected high-voltage battery 20 on the basis of corresponding battery parameters read out from the battery management system 28 of the high-voltage battery 20.
  • the charging control device 58, the controllable high-voltage plus switch 52 and the controllable high-voltage negative switch 54 open and close and in the closed state, the switches 52, 54 regulate a charging current, which is fed into the connected high-voltage battery 20, by means of the controllable charging current regulator 55.
  • the high-voltage battery discharge device 60 includes a high-voltage plus terminal 62, a high-voltage negative terminal 64, a data transfer terminal 66 for
  • Data bus system 1 1 1, a closable discharge circuit that connects the high-voltage plus terminal 62 internally to the high-voltage negative terminal 64 and in which the following electrical elements are installed or integrated serially: a controllable high-voltage plus switch 72, a controllable load switch 68, a controllable electrical load device 70 with a controllable ohmic resistor 71, and a controllable high-voltage negative switch 74.
  • the discharge device 60 further includes a current and voltage monitoring device 76 for measuring and recording a
  • Discharge control means 78 for controlling a discharging operation of the
  • Device 10 connected high-voltage battery 20 according to battery parameters that have been read from the battery management system 28 of the high-voltage battery 20 via the data bus system 108 and the data transfer port 66.
  • Voltage monitor 76 and discharge controller 78 are communicatively coupled to data transfer port 66 (not shown in FIG. 2).
  • the discharge control device 78 is configured to open and close the controllable high-voltage plus switch 72 or the controllable high-voltage negative switch 74. Furthermore, the discharge control device 78 is configured to open and close the load switch 68 and to control a discharge power or a discharge current from the connected high-voltage battery 20 by means of the electrical load device 70, in particular the ohmic resistor 71.
  • the high-voltage battery diagnostic device 80 comprises a high-voltage plus terminal HV + and a high-voltage minus terminal HV- and a data transfer terminal 86 for connection to the internal data bus system 1 1 1 for communication connection with the other components of the device 10, in particular with the communication device 88 in the information processing unit 75, and via the communication device 88 or its data communication connection 96, a communication technical connection with the external data bus system 108 and the
  • High-voltage battery 20 for evaluating a battery status, such as read from the battery management system 28, and for evaluating Hochvoltbatterie- log files for a controlled by the charger 40 and its charge control device 58 charging the connected to the device 10 high-voltage battery 20 and to evaluate a high-voltage battery log file for a discharging operation of the high-voltage battery 20 connected to the device 10, controlled by the discharging device 60 or its discharging control device 78.
  • the information processing unit 75 further includes an evaluation and
  • Control device 87 for controlling the charging device 40 and their
  • the information processing unit 75 further comprises the aforementioned communication device 88 for controlling the communication via the external data bus system 108 (e.g., CAN) with the battery management system 28 of the high voltage battery 20 and via the internal data bus system 1 1 1 with the charger 40, the unloader 60, the
  • the Security device 90 controls in particular the data transmission from and to the man-machine interface 100 and / or Remote control.
  • the communication device 88 thus controls in particular the data transmission from and to the man-machine interface 100 and / or Remote control.
  • Information processing unit 75 a network 1 10, for example, with a USB port for connecting external devices, as well as the safety device 90 and the battery stimulus generator 120th
  • the man-machine interface 100 includes an output device 102, such as a monitor, for outputting information to an operator of the device 10, an input device 104 for inputting user control data by the operator, such as an external keyboard 106a, and an external mouse 106b , and an input-output interface 107, to which the output device 102 and the input device 104 are connected and which is adapted to user-entered user control data via the internal data bus system 1 1 1 to the Data transfer port 86 of the diagnostic device 80 and / or the data transfer port 46 of the charger 40 and / or the
  • the device 10 may also include a network port 109 and / or a remote control for displaying battery management system data, diagnostic data and / or response data, or for inputting user control data.
  • the evaluation and control device 87 is designed to control the following functions: to evaluate information about a high-voltage battery 20 connected to the device 10, to monitor proper operation of the charging device 40 and / or the unloading device 60, one connected to the device 10
  • High-voltage battery 20 the charging device 40 and the unloading device 60 to check for the occurrence of errors, to generate error indication display commands for displaying the error and transmit to the display to the man-machine interface 100 and functions related to a diagnosis the high-voltage battery connected to the device 10, which are started by the diagnostic device 80 to execute, including the reading out of the data memory of the
  • the evaluation and control device 87 is further configured to generate diagnostic data relating to the state of the high-voltage battery 20 and to transmit this to the human-machine interface 100 for display and to the safety device 90 for processing.
  • the safety device 90 is designed to evaluate diagnostic data generated by the evaluation and control device 87 of the diagnostic device 80 and to generate reaction data that define functions that are directed to switching the high-voltage battery 20 and / or the device 10 into a safe state, for example in FIG to bring a lower charge state.
  • the safety device 90 is further configured to transmit the generated reaction data via the data bus system 108 to the diagnostic device 80, to the charging device 40 and / or to the unloading device 60 and possibly to the
  • the diagnostic device 80 thus internally checks the high-voltage battery 20 and the components of the device 10, including the charging device 40 and the unloading device 60 for errors, provides for displaying the errors via the man-machine interface 100 and / or executes functions that by the Diagnostic device 80 itself or by the safety device 90 are started.
  • the safety device 90 generates in
  • Errors may include, for example, the following: one
  • the diagnostic device 80 is further designed to detect whether different battery modules of the high-voltage battery 20 have the same or different charge levels and, if necessary, to effect a charge balance between the different battery modules, for example, with the involvement of the battery management system 28.

Abstract

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung (10) zum Warten und Pflegen einer an die Vorrichtung (10) anschließbaren Hochvoltbatterie (20), wobei die Hochvoltbatterie (20) als ein Verbund von Batterieeinzelzellen bzw. als ein Verbund von Batteriemodulen (21) ausgebildet ist und einen Hochvolt-Pluspolanschluss (22), einen Hochvolt-Minuspolanschluss (24) und ein Batteriemanagementsystem (28) mit einem Datenübertragungsanschluss (26) zur bidirektionalen Übertragung von Batteriemanagementsystem-Daten zwischen dem Batteriemanagementsystem (28) und einer in Bezug auf die Hochvoltbatterie (20) externen informationsverarbeitenden Einheit (75). Die Vorrichtung (10) umfasstzwei oder drei Einrichtungen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die folgendes umfasst: eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung (40), eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung (60) und eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung (80). Eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung (40) ist dazu ausgebildet, eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) in einen höheren Ladezustand zu bringen und die einen Hochvolt-Plusanschluss (42), der dazu ausgebildet ist, mit einem Hochvolt-Pluspolanschluss (22) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, und einen Hochvolt-Minusanschluss (44), der dazu ausgebildet ist, mit einem Hochvolt-Minuspolanschluss (24) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, umfasst. Eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung (80) ist dazu ausgebildet, eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) und die Vorrichtung (10) auf ein Vorliegen von internen Fehlern zu überprüfen underkannte interne Fehler anzuzeigen und vorzugsweise Diagnosedaten bezüglich des Zustands der Hochvoltbatterie (20) zu erzeugen und Funktionen auszulösen, die darauf gerichtet sind, die Vorrichtung (10) und/oder die Hochvoltbatterie (20) sicher in einenanderen Zustand zu bringen, zu betreiben und/oder zu testen, und die eine informationsverarbeitende Einheit (75) mit einem Datenübertragungsanschluss (86) zur bidirektionalen Übertragung von Batteriemanagementsystem-Daten zwischen der informationsverarbeitenden Einheit (75) und dem Batteriemanagementsystem (28) einer angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) umfasst. Eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung (60) ist dazu ausgebildet, eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) in einen niedrigeren Ladezustand zu bringen und die einen Hochvolt-Plusanschluss (62), der dazu ausgebildet ist, mit dem Hochvolt-Pluspolanschluss (22) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, und einen Hochvolt-Minusanschluss (64), der dazu ausgebildet ist, mit dem Hochvolt-Minuspolanschluss (24) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, umfasst.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Testen und Warten einer Hochvoltbatterie und Verwendungen dieser Vorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Testen und Warten einer
Hochvoltbatterie und Verwendungen dieser Vorrichtung.
Stand der Technik
DE 10 2010 035553 offenbart eine Vorrichtung, z.B. ein Fahrzeug oder ein Flurförderzeug, die mit einer Hochvoltbatterie betrieben wird und einen Batterieaufnahmeraum zum
Aufnahmen der Hochvoltbatterie aufweist. Die Hochvoltbatterie ist ein Energiemodul, das im Inneren seines Gehäuses eine Batterie mit mehreren Lithium-Ionen-Zellen und zwei Batteriekontakten, einem Batteriemanagementsystem zum Überwachen des Ladezustands der Batterie und zum Datenaustausch zwischen Batterie und einer Vorrichtungssteuerung bzw. einem Ladegerät, und einer mehrpoligen Steckdose zum Anschluss eines
Diagnosegeräts an die Batterie bzw. deren Batteriemanagementsystem. Dabei ist vorgesehen, dass eine Ladestation für die Hochvoltbatterie einen Batterieaufnahmeraum aufweist, der dem Batterieaufnahmeraum der Hochvoltbatterie-betriebenen Vorrichtung gleicht.
Es gibt derzeit am Markt zum Aufladen von Hochvoltbatterien nur Hochvoltbatterie- Ladegeräte, die ausschließlich für die Funktion des Ladens der Hochvoltbatterie ausgestaltet sind. Daneben gibt es gesonderte Vorrichtungen zum Auslesen eines Batteriemanagementsystems einer Hochvoltbatterie, d.h. sogenannte Hochvoltbatterie-Diagnosevorrichtungen.
Hierin wird unter einer Hochvoltbatterie ein Verbund von Batterieeinzelzellen bzw. ein Verbund von Batteriemodulen verstanden, dessen Gesamtspannung größer als 60 V ist. Ferner werden hierin zur Vereinfachung der Ausdrucksweise unter dem Begriff
Hochvoltbatterie eine gesamte Hochvoltbatterie oder einzelne bzw. vereinzelte
Hochvoltbatteriemodule verstanden.
Es gibt derzeit keine Geräte, die in der Lage sind, eine Hochvoltbatterie (d.h. eine gesamte Hochvoltbatterie oder einzelne Hochvoltbatteriemodule) in einen höheren Ladezustand zu bringen (d.h. zu Laden) und dabei zusätzlich eine Diagnose der Hochvoltbatterie durch Auswerten von Daten aus dem Batteriemanagementsystem der Hochvoltbatterie zu erstellen und/oder die Hochvoltbatterie in einen definierten niedrigeren Ladezustand zu bringen (d.h. zu Entladen).
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Testen und Warten einer Hochvoltbatterie mit den Merkmalen des beigefügten unabhängigen Anspruchs 1 und eine Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 15. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Ein Kerngedanke der Erfindung ist die Vereinigung einer Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung zusammen mit einer Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung gemäß der nachfolgend offenbarten ersten Variante oder mit einer Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung gemäß der nachfolgend offenbarten zweiten Variante, jeweils in einem einzigen Gerät. Es können selbstverständlich auch eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung zusammen mit einer
Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung und einer Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung in einem einzigen Gerät vereinigt werden.
Wie beansprucht, wird eine Vorrichtung zum Warten und Pflegen einer an die Vorrichtung anschließbaren Hochvoltbatterie (vereinzelte Module eingeschlossen) bereitgestellt. Dabei ist eine an die Vorrichtung anschließbare Hochvoltbatterie als ein Verbund von
Batterieeinzelzellen bzw. als ein Verbund von Batteriemodulen ausgebildet und umfasst einen Hochvolt-Pluspolanschluss und einen Hochvolt-Minuspolanschluss und ein
Batteriemanagementsystem mit einem Datenübertragungsanschluss zur bidirektionalen Übertragung von Batteriemanagementsystem-Daten zwischen dem
Batteriemanagementsystem und einer in Bezug auf die Hochvoltbatterie (vereinzelte Module eingeschlossen) externeninformationsverarbeitenden Einheit. Die beanspruchte Vorrichtung umfasst nun mindestens zwei oder drei Einrichtungen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die folgendes umfasst: eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung, eine
Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung und eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung.
Eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung istdazu ausgebildet, eine an die Vorrichtung angeschlossene Hochvoltbatterie in einen höheren Ladezustand zu bringen, und die folgendes umfasst: einen Hochvolt-Plusanschluss, der dazu ausgebildet ist, mit einem Hochvolt-Pluspolanschluss der Hochvoltbatterie verbunden zu werden, und einen Hochvolt- Minusanschluss, der dazu ausgebildet ist, mit einem Hochvolt-Minuspolanschluss der Hochvoltbatterie verbunden zu werden.
Eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung istdazu ausgebildet, eine an die Vorrichtung angeschlossene Hochvoltbatterie und die Vorrichtung auf ein Vorliegen von internen Fehlern zu überprüfen, erkannte interne Fehler anzuzeigen, vorzugsweise auch Diagnosedaten bezüglich des Zustande der Hochvoltbatterie zu erzeugen und Funktionen auszulösen, die darauf gerichtet sind, die Vorrichtung und die Hochvoltbatterie sicher in einen anderen Zustand zu bringen, zu betreiben und/oder zu testen, und die eine
informationsverarbeitenden Einrichtung mit einem Datenübertragungsanschluss zur bidirektionalen Übertragung von Batteriemanagementsystem-Daten zwischen der informationsverarbeitenden Einrichtung und dem Batteriemanagementsystem der
Hochvoltbatterie umfasst. Gemäß der ersten Variante ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, dass eine Hochvoltbatterie mit nur einem einzigen Gerät, eben dieser
Vorrichtung, in einen beliebigen höheren Ladezustand gebracht werden und in Verbindung mit dem Batteriemanagementsystem der Hochvoltbatterie Diagnosefunktionen an derselben durchgeführt werden können.
Eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung istdazu ausgebildet, eine an die Vorrichtung angeschlossene Hochvoltbatterie in einen niedrigeren Ladezustand zu bringen, und die folgendes umfasst: einen Hochvolt-Plusanschluss, der dazu ausgebildet ist, mit dem
Hochvolt-Pluspolanschluss der Hochvoltbatterie verbunden zu werden, und einen Hochvolt- Minusanschluss, der dazu ausgebildet ist, mit dem Hochvolt-Minuspolanschluss der Hochvoltbatterie verbunden zu werden. Gemäß der zweiten Variante ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, dass eine Hochvoltbatterie mit nur einem einzigen Gerät, eben dieser Vorrichtung, in einen beliebigen höheren oder auch niedrigeren Ladezustand gebracht werden kann. Gemäß der zweiten Variante ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, dass eine Hochvoltbatterie mit nur einem einzigen Gerät, eben dieser
Vorrichtung, in einen beliebigen höheren oder auch niedrigeren Ladezustand gebracht werden kann.
Die Vorrichtung umfasst ferner für eine Hochvoltbatterie erforderliche Anschlüsse,
Stimuligeneratoren und Stimulileitungen, die erforderlich sind, um für die Hochvoltbatterie eine Fahrzeugumgebung zu simulieren. Die dazu von den Stimuligeneratoren erzeugten und mittels der Stimulileitungen übertragenen Stimulidaten bzw. Stimulisignale, d.h. für den Betrieb einer Hochvoltbatterie erforderlichen Signale aus der Betriebsumgebung, gehören für eine Hochvoltbatterie als Fahrbatterie für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug die folgenden, dem Fachmann bekannten Signale: Zündung (Klemme 15), Dauerplus (Klemme 30), Masse (Klemme 31 ) und das Interlock-Signal.
Die Vorrichtung ist ferner dazu ausgebildet, die oben beschriebenen Funktionen der
Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung, der Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung und/oder Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung an vereinzelten Hochvolt-Modulen oder an
Zusammenschlüssen von Hochvoltbatterien durchzuführen.
Hierin wird unter dem Begriff Ladezustand einer Hochvoltbatterie ein Parametersatz verstanden, der sich aus der aktuellen Spannung der Hochvoltbatterie und bestimmten Ausgabewerten des Batteriemanagementsystems (d.h. des Batteriesteuergeräts) ergibt.
Hierin wird unter dem Begriff Wartung einer Hochvoltbatterie ein Eingriff in bzw. eine
Veränderung an der Hochvoltbatterie verstanden, einschließlich beispielsweise einem Austausch von einem Batteriemodul und anschließender Zusammenbau der gesamten Hochvoltbatterie nach einem Fehlerfall oder beispielsweise das Wieder-in-einen-normalen- Ladezustand-bringen einer tiefentladenen Batterie, sofern dies der Batteriehersteller zulässt.
Hierin wird unter dem Begriff Pflege einer Hochvoltbatterie eine Veränderung des
Ladungszustands einer Batterieeinzelzelle oder eines Batteriemoduls verstanden, einschließlich beispielsweise eines Ladungsausgleichs zwischen Batterieeinzelzellen bzw. Batteriemodulen, so dass z.B. die Hochvoltspannung niemals unter einen vordefinierten Wert abfällt.
Hierin wird unter dem Begriff Diagnose einer Hochvoltbatterie ein Satz von an einer
Hochvoltbatterie ausgeführten Untersuchungsschritten verstanden, der zumindest eine der folgenden Untersuchungen umfasst: Sichtprüfung einer Hochvoltbatterie, Auslesen von Parametern, einschließlich insbesondere der Fehlerparameter, aus dem
Batteriemanagementsystem der Hochvoltbatterie, eine Fehlerbeurteilung der
Hochvoltbatterie nach dem Auslesen der Fehler und eine Plausibilitätsprüfung der vom Batteriemanagementsystem gelieferten Werte mit Messwerten, die ggf. von den Komponenten Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung und Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelt worden sind.
Weitere Vorteile der Erfindung
Wenn die Vorrichtung gemäß einer ersten Variante eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung und eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung umfasst, kann die Vorrichtung ferner eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung umfassen. Wenn die Vorrichtung gemäß einer zweiten Variante eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung und eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung umfasst, kann die Vorrichtung ferner eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung umfassen. Und wenn die Vorrichtung gemäß einer dritten Variante eine Hochvoltbatterie- Entladeeinrichtung und eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung umfasst, kann die Vorrichtung ferner eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung umfassen. Diese Ausgestaltungen ermöglichen, dass eine Hochvoltbatterie oder vereinzelte Hochvolt-Module mit nur einem einzigen Gerät, eben mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in einen beliebigen höheren oder auch niedrigeren Ladezustand gebracht werden kann und in Verbindung mit dem Batteriemanagementsystem der Hochvoltbatterie Diagnosefunktionen an derselben, an vereinzelten Hochvolt-Modulen und/oder in der Vorrichtung durchgeführt werden können. Die Vorrichtung kann ferner eine innerhalb der informationsverarbeitenden Einheit vorgesehene Sicherheitseinrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, von der
Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung erzeugte Diagnosedaten auszuwerten und
Reaktionsdaten zu erzeugen, die an eine an die Vorrichtung angeschlossene
Hochvoltbatterie, z.B. über ein bezüglich der Vorrichtung im Wesentlichen externes
Datenbussystem, wie etwa ein Controller Area Network (CAN), übertragen werden können und die Funktionen definieren, die darauf gerichtet sind, die Hochvoltbatterie und/oder die Vorrichtung in einen sicheren Zustand zu betreiben und/oder zu testen, und die dazu ausgebildet ist, z.B. über ein bezüglich der Vorrichtung im Wesentlichen internes
Datenbussystem, Diagnosedaten und/oder Reaktionsdaten zwischen der
Sicherheitseinrichtung und der Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung bidirektional zu übertragen. Die Sicherheitseinrichtung erkennt vordefinierte Sicherheitsrisiken, deren Eintreten auf der Grundlage der von der Diagnoseeinrichtung übertragenen Diagnosedaten und/oder Messdaten erkannt wird, und vordefinierte Reaktionen, die dazu ausgerichtet sind, die Hochvoltbatterie oder vereinzelte Hochvolt-Module bzw. die Vorrichtung aus einem erkannten Sicherheitsrisikofall in einen sicheren Zustand zu überführen. Somit ermöglicht die Sicherheitseinrichtung einen sicheren Betrieb einer zur Pflege oder Wartung an die
Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie.
Die Vorrichtung kann ferner eine innerhalb der informationsverarbeitenden Einheit vorgesehene Mensch-Maschine-Schnittstelle mit folgendem umfassen: eine
Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben bzw. Anzeigen von Batteriemanagementsystem-Daten, Diagnosedaten und Reaktionsdaten, eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben von
Benutzersteuerungsdaten durch einen Benutzer, und eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle, an die die Ausgabeeinrichtung und die Eingabeeinrichtung angeschlossen sind und die dazu ausgebildet ist, von dem Benutzer eingegebene Benutzersteuerungsdaten auszugeben zur Übertragung zu dem Batteriemanagementsystem der Hochvoltbatterie, zu der
Diagnoseeinrichtung bzw. zu der Sicherheitseinrichtung . Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine Fernbedienung mit einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben bzw. Anzeigen von Batteriemanagementsystem-Daten, Diagnosedaten und Reaktionsdaten, und/oder einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben von
Benutzersteuerungsdaten durch einen Benutzer umfassen.
Alternativ oder zusätzlich zu der Mensch-Maschine-Schnittstelle kann die Vorrichtung einen innerhalb der informationsverarbeitenden Einheit vorgesehenen Netzwerkanschluss umfassen, der dazu ausgebildet ist, von einem Benutzer erzeugte Benutzersteuerungsdaten einzulesen zur Übertragung zu dem Batteriemanagementsystem der Hochvoltbatterie, zu der Diagnoseeinrichtung bzw. zu der Sicherheitseinrichtung. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle bzw. der Netzwerkanschluss ermöglicht das Ausgeben bzw. Anzeigen von Informationen für einen Bediener der Vorrichtung bezüglich des Zustande einer an die Vorrichtung
angeschlossenen Hochvoltbatterie, und das Eingeben durch den Bediener von
Steuerungsdaten, etwa zum Initiieren vorbestimmter Pflege- oder Wartungsprozesse an der Hochvoltbatterie.
Insbesondere kann die Ausgabeeinrichtung der Mensch-Maschine-Schnittstelle
Ausgabemittel umfassen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die folgendes umfasst: einen Monitor, einen Beamer, einen Touchscreen, einen Drucker und/oder ein Display. Die Eingabeeinrichtung der Mensch-Maschine-Schnittstelle kann Eingabemittel umfassen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die folgendes umfasst: eine Tastatur, eine Maus, einen Trackball, ein Grafiktablett, einen Joystick, einen Trackpoint, einen Touchscreen, einen Light Pen und/oder ein Touchpad. Alternativ oder zusätzlich kann die Mensch-Maschine- Schnittstelle eine Fernbedienung mit einem derartigen Ausgabemittel und/oder einem derartigen Eingabemittel umfassen. Durch diese Ausgestaltungen ermöglicht die Mensch- Maschine-Schnittstelle eine umfassende und benutzerfreundliche Bedienung der Vorrichtung hinsichtlich aller ihrer Funktionen durch einen Benutzer, auch in einer Arbeitsumgebung wie etwa einer Werkstatt, einer Batterieladestation oder einer Batterielagerungsstätte.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann dazu ausgebildet sein, zumindest ein Datum der folgenden Daten anzuzeigen: Ausgabewerte des Batteriemanagementsystems einer an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie, insbesondere wenigstens ein Datum, das ausgewählt ist aus eine Gruppe von Daten, die: einen Hersteller, eine Seriennummer, ein Herstellungsdatum, eine Spezifikation, eine Ladedauer, eine Entladedauer, einen maximalen Ladestrom, einen maximalen Entladestrom, eine maximale Ladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung, eine maximale Entladeleistung bei einer bestimmten
Zielspannung, einen Inhalt einer Log-Datei für einen Ladevorgang, einen Inhalt einer Log- Datei für einen Entladevorgang und einen Inhalt einer Log-Datei für einen Diagnosevorgang umfasst, und einen Ladezustand einer an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie, insbesondere eine Batteriespannung und Ausgabewerte des Batteriemanagementsystems der Hochvoltbatterie. Aufgrund der Darstellbarkeit der vorgenannten Daten ermöglicht die Mensch-Maschine-Schnittstelle die Darstellung und die Einsichtnahme durch einen Bediener für bzw. in alle erdenklich wesentlichen, den Zustand einer Hochvoltbatterie
charakterisierenden Parameter, einschließlich aller in dem Batteriemanagementsystem gespeicherten Parameter.
Das Batteriemanagementsystem einer an die Vorrichtung anschließbaren Hochvoltbatterie kann darin gespeicherte Information bezüglich der Hochvoltbatterie-Spezifikation
einschließlich einem maximalen Ladestrom und einer maximalen Ladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung enthalten. Entsprechend kann die Hochvoltbatterie- Ladeeinrichtung dazu ausgebildet sein, gepulste oder lineare Strom-Zeit-Verläufe gemäß einer Vorgabe der Hochvoltbatterie-Spezifikation zu erzeugen und in eine angeschlossene Hochvoltbatterie einzuspeisen. Durch diese Ausgestaltung ist die Vorrichtung geeignet,
Hochvoltbatterien unterschiedlicher, insbesondere auch unterschiedlicher elektrochemischer Typen dem Typ angepasst korrekt zu laden.
Die Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung kann folgendes umfassen: einen AC/DC Wandler und einen AC-Netzannschluss zum Anschließen des AC/DC-Wandlers an ein externes AC- Stromnetz und/oder einen DC/DC Wandler und einen DC-Versorgungsanschluss zum Anschließen des DC/DC Wandlers an ein externes DC-Netz, DC-Anschlüsse, die mit den ladeeinrichtungsseitigen Ausgängen des AC/DC Wandlers bzw. des DC/DC Wandlers verbunden sind, eine Strom- und Spannungsüberwachungseinrichtung zum Erfassen eines Ladestrom-Zeit-Verlaufs eines in eine an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie eingespeisten Ladestroms und eines Ladespannungs-Zeit-Verlaufs einer an die an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie angelegten Ladespannung, und eine Ladesteuerungseinrichtung zum Steuern eines Ladestrom-Zeit-Verlaufs eines in die an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie eingespeisten Ladestroms und eines Ladespannungs-Zeit-Verlaufs einer an die an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie angelegten Ladespannung. Vorzugsweise umfasst die Hochvoltbatterie- Ladeeinrichtung auch einen steuerbaren Ladestromregler. Durch diese Ausgestaltungen ist die Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung dazu geeignet, Hochvoltbatterien unterschiedlicher, insbesondere auch unterschiedlicher elektrochemischer Typen dem Typ angepasst effizient (rasch) und sicher zu laden.
Das Batteriemanagementsystem einer an die Vorrichtung anschließbaren Hochvoltbatterie kann darin gespeicherte Information bezüglich der Hochvoltbatterie-Spezifikation
einschließlich einem maximalen Entladestrom und einer maximalen Entladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung enthalten. Entsprechend kann die Hochvoltbatterie-
Entladeeinrichtung dazu ausgebildet sein, eine elektrische Lasteinrichtung, die an eine an die Vorrichtung angeschlossene Hochvoltbatterie als elektrischer Verbraucher
angeschlossen werden kann, so zu steuern, dass sie gepulste oder lineare Strom-Zeit- Verläufe gemäß einer Vorgabe der Hochvoltbatterie-Spezifikation aus der Hochvoltbatterie entnehmen bzw. umsetzen kann. Durch diese Ausgestaltung ist die Vorrichtung geeignet, Hochvoltbatterien unterschiedlicher, insbesondere auch unterschiedlicher elektrochemischer Typen dem Typ angepasst korrekt zu entladen.
Die Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung kann dazu ausgebildet sein, aus einer an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie entnommene bzw. umgesetzte elektrische Leistung thermisch zu verwerten, in ein externes Stromnetz zurückzuspeisen, oder zum Einspeisen in eine andere an die Vorrichtung angeschlossene Hochvoltbatterie abzugeben. Durch diese Ausgestaltungen wird die aus einer Hochvoltbatterie entnommene elektrische Leistung nicht vergeudet, sondern sinnvoll eingesetzt bzw. anderweitig gespeichert. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung folgendes umfassen: einen steuerbaren Lastschalter, die elektrische Lasteinrichtung, eine Strom- und Spannungsüberwachungseinrichtung zum Erfassen eines Entladestrom-Zeit-Verlaufs eines von einer an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie entnommenen
Entladestroms und eines Entladespannungs-Zeit-Verlaufs einer von der an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie erzeugten Entladespannung, und eine
Entladesteuerungseinrichtung zum Steuern eines Entladestrom-Zeit-Verlaufs eines aus einer an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie entnommenen Entladestroms und eines Entladespannungs-Zeit-Verlaufs einer von einer an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie erzeugten Entladespannung. Insbesondere kann die elektrische
Lasteinrichtung einen steuerbaren ohmschen Widerstand zum thermischen Verwerten der aus der Hochvoltbatterie entnommenen elektrischen Leistung umfassen, oder sie kann die entnommene elektrische Leistung ins das externe Stromnetz (AC-Stromnetz oder DC-Netz) zurückspeisen. Durch diese Ausgestaltungen ist die Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung dazu geeignet, Hochvoltbatterien unterschiedlicher, insbesondere auch unterschiedlicher elektrochemischer Typen dem Typ angepasst effizient (rasch) und sicher zu entladen.
Die Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Log-Datei für einen Ladevorgang, eine Log-Datei für einen Entladevorgang und/oder eine Log-Datei für einen Diagnosevorgang über die informationsverarbeitende Einheit aus einem Batteriemanagementsystems einer an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie zuempfangen, auszuwerten und diese zu speichern. Dies ermöglicht, dass für die Vorgeschichte bzw. den Zustand einer Hochvoltbatterie wesentliche Vorgänge einschließlich Aufladungen, Entladungen und Diagnosen, zur Speicherung aus dem Batteriemanagementsystem übertragen werden können. Anhand der gespeicherten Daten und/oder gemessener Ist-Werte bezüglich des Zustande der Hochvoltbatterie kann eine detailliertere bzw. tiefergehende Diagnose der Hochvoltbatterie durchgeführt bzw. erstellt werden. Die Vorrichtung kann ferner ein Datenbussystem zum Übertragen von Echtzeitdaten, das insbesondere ein im Wesentlichen für bidirektionalen Datentransfer nach extern ausgebildetes Controller Area Network (CAN) und ein in Bezug auf die Vorrichtung internes Datenbussystem umfassen kann. Das Datenbussystem kann dazu ausgebildet sein, die folgenden Komponenten kommunikationstechnisch miteinander zu verbinden: die Lade- einrichtung, vorzugsweise über deren Datenübertragungsanschluss, der Entladeeinrichtung vorzugsweise über deren Datenubertragungsanschluss, die Diagnoseeinrichtung, die informationsverarbeitenden Einheit, insbesondere eine darin vorgesehene Kommunikationseinrichtung mit dem Datenubertragungsanschluss und eine an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie vorzugsweise über deren Datenübertragungsanschluss. Das Datenbussystem ermöglicht, dass alle Komponenten der Vorrichtung und eine angeschlossene Hochvoltbatterie in Bezug auf die Zustellbarkeit und Abrufbarkeit von Informationen bzw. Daten gleichberechtigt sind und diese teilen können. Das ursprünglich vom Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung entwickelte Controller Area Network (CAN) ist hier nur beispielhaft für ein externes Datenbussystem erwähnt. Stattdessen kann auch ein anderes Datenbussystem mit anders ausgebildeten Datenübertragungsschnittstellen und Protokollen vorgesehen sein.
Das Datenbussystem kann dazu ausgebildet sein, zumindest ein Datum zu übertragen, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, die folgendes umfasst: Codes für interne Fehler, Codes für Funktionen und Werte von Parametern für die Funktionen, Diagnosedaten, Reaktionsdaten, Benutzersteuerungsdaten, und Batteriemanagementsystem-Daten, insbesondere von einem Batteriemanagementsystem einer an die Vorrichtung angeschlossenen Hochvoltbatterie, einschließlich zumindest eines Datums zu übertragen, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, die folgendes umfasst: einen Hersteller, eine Seriennummer, ein Herstellungsdatum, eine Hochvoltbatterie-Spezifikation, eine Ladedauer, eine Entladedauer, einen maximalen Ladestrom, einen maximalen Entladestrom, eine maximale Ladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung, eine maximale Entladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung, einen Inhalt einer Log-Datei für einen Ladevorgang, einen Inhalt einer Log- Datei für einen Entladevorgang und einen Inhalt einer Log-Datei für einen Diagnosevorgang. Damit ist gewährleistet, dass allen Komponenten der Vorrichtung und einer angeschlossenen Hochvoltbatterie alle für eine Beurteilung des Zustande, inkl. des Ladezustands, der Hochvoltbatterie wesentlichen Informationen bzw. Daten gleichberechtigt zur Verfügung gestellt werden können. Eine zuvor beschriebene Hochvoltbatterie-Pflege- und Wartungsvorrichtung kann für folgende Anwendung eingesetzt bzw. verwendet werden: zur Wartung einer Hochvoltbatterie oder eines vereinzelten Hochvolt-Moduls, zur Pflege einer Hochvoltbatterie oder eines vereinzelten Hochvolt-Moduls, zur Diagnose einer Hochvoltbatterie oder eines vereinzelten Hochvolt-Moduls, zum Versetzen einer Hochvoltbatterie oder eines vereinzelten Hochvolt- Moduls in einen beliebigen vorgegebenen, insbesondere höheren oder niedrigeren Ladezustand, zum Vorkonditionieren der Hochvoltbatterie oder des vereinzelten Hochvolt- Moduls nach Herstellerangaben, beispielsweise vor dem Einbau der Hochvoltbatterie oder des vereinzelten Hochvolt-Moduls in ein neues Elektro- oder Hybridfahrzeug oder nach einer Reparatur an einem Elektro- oder Hybridfahrzeug vor der Abholung des Elektro- oder Hybridfahrzeugs, zur Wartung, Pflege und/oder Diagnose einer Hochvoltbatterie oder eines vereinzelten Hochvolt-Moduls in einer Werkstatt, oder zur Wartung, Pflege und/oder Diagnose einer Hochvoltbatterie oder eines vereinzelten Hochvolt-Moduls in einer Hochvoltbatterie-Lagerstätte. Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand von in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung in weiteren Einzelheiten beschrieben. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein schematisiertes Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Pflegen und Warten einer Hochvoltbatterie; und
Fig. 2 ein vollständigeres Schaltbild der Vorrichtung der Fig. 1 einschließlich eines
Stromlaufplanes und einer schematischen Darstellung einzelner Komponenten der
Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung, der Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung und der
Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung der Vorrichtung der Fig. 1 .
Ausführungsformen der Erfindung
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zur Pflege und Wartung einer Hochvoltbatterie umfasst eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung 40, eine Hochvoltbatterie- Entladeeinrichtung 60 und eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung 80. Es wird
angemerkt, dass die vorliegende Erfindung hierzu drei Varianten (i), (ii) und (iii) umfassen kann. Gemäß Variante (i) weist die Vorrichtung 10 zusätzlich zu einer Hochvoltbatterie- Ladeeinrichtung 40 eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung 60 jedoch keine
Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung 80 auf. Gemäß Variante (ii) weist die Vorrichtung 10 zusätzlich zu einer Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung 40 noch eine Hochvoltbatterie- Diagnoseeinrichtung 80, jedoch keine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung 60 auf. Gemäß Variante (iii) weist die Vorrichtung 10 zusätzlich zu einer Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung 40 noch eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung 60, jedoch keine Hochvoltbatterie- Diagnoseeinrichtung 80 auf.
Die Ladeinrichtung 40 ist dazu ausgebildet, eine an die Vorrichtung 10 angeschlossene Hochvoltbatterie in einen höheren Ladezustand zu versetzen durch gepulste oder lineare Stromverläufe gemäß einer Vorgabe aus der Batteriespezifikation. Die Entladeeinrichtung 60 ist dazu ausgebildet, eine an die Vorrichtung 10 angeschlossene Hochvoltbatterie 20 in einen tieferen Ladezustand zu versetzen durch gepulste oder lineare Stromverläufe gemäß einer Vorgabe aus der Batteriespezifikation. Die Entladeeinrichtung 60 kann die aus der Hochvoltbatterie 20 entnommene Energie thermisch über den steuerbaren ohmschen
Widerstand 71 verwerten, in das externe Stromnetz 30 zurückspeisen oder einer anderen an die Vorrichtung 10 angeschlossenen Hochvoltbatterie zum Laden derselben zuzuführen.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 10 umfasst ferner eine informationsverarbeitende Einheit 75 mit u.a. einer Sicherheitseinrichtung 90 und einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 100. Die Vorrichtung 10 ist im Betrieb an ein externes AC-Stromnetz 30 und/oder an ein externes DC-Netz 31 angeschlossen. Die Ladeeinrichtung 40, die Entladeeinrichtung 60, die
Diagnoseeinrichtung 80, die informationsverarbeitende Einheit 75 einschließlich deren Komponenten (siehe weiter unten und Fig. 2), insbesondere der Sicherheitseinrichtung 90, und die Mensch-Maschine-Schnittstelle 100 sind durch ein im Wesentlichen in Bezug auf die Vorrichtung 10 internes Datenbussystem 1 1 1 kommunikationstechnisch miteinander verbunden. Die Hochvolt-Batterie 20 oder ein vereinzeltes Modul (nicht gezeigt) sind über ein externes Datenbussystem 108 mit der informationsverarbeitenden Einheit 75 der Vorrichtung 10 verbunden. Dabei kann das Datenbussystem 108 das vom Anmelder der vorliegenden Schutzrechtsanmeldung entwickelte, sogenannte Controller Area Network (CAN) sein. Das Controller Area Network ist ein hoch-integres, d.h. gut gegen externe Störimpulse abgesichertes, serielles Datenkommunikationsbussystem für Echtzeitanwendungen, das mit Datenraten von bis zu 1 Megabit pro Sekunde betrieben werden kann, und das eine ausgezeichnete Fehlererkennung und Fehlerkorrekturmöglichkeiten aufweist. Das Controller Area Network 109 wurde ursprünglich zur Verwendung in Kraftfahrzeugen entwickelt.
Inzwischen wird es in vielen anderen industriellen Automatisierungs- und
Steuerungsanwendungen eingesetzt und ist ein internationaler Standard geworden, nämlich ISO 1 1898. Über das interne Datenbussystem 1 1 1 tauschen die Einrichtungen 40, 60, 80, 90 und 100 Messparameter, Nachrichten, Statusmitteilungen, Fehlermeldungen und/oder Ausführungsbefehle untereinander und über das externe Datenbussystem 108 auch mit einer an die Vorrichtung 10 angeschlossenen Hochvoltbatterie 20 aus.
Einzelheiten des internen Aufbaus und ein Stromlaufplan der in der Fig. 1 gezeigten
Einrichtungen 40, 60, 75, und 80 der Vorrichtung 10 sowie einer an die Vorrichtung 10 angeschlossenen Hochvoltbatterie 20 sind in der Fig. 2 gezeigt.
Die in Fig. 2 gezeigte Hochvoltbatterie 20 umfasst ein Hochvolt-Batteriemodul 21 mit zwei Spannungspolen„Plus" und„Minus", einen Hochvolt-Pluspolanschluss 22 bzw. HV+, der über einen steuerbaren Hochvoltbatterie-Plusschalter 23 mit der Anodenseite des
Batteriemoduls 21 verbunden ist, einen Hochvolt-Minuspolanschluss 24 bzw. HV-, der über einen steuerbaren Hochvoltbatterie-Minusschalter 25 mit der Kathodenseite des
Batteriemoduls 21 verbunden ist, und ein Batteriemanagementsystem bzw.
Batteriesteuergerät 28, das über einen Datenübertragungsanschluss 26 mit dem
Datenbussystem 108 der Vorrichtung 10 verbunden ist. Des Weiteren werden durch einen Stimuligenerator 120, Stimulidaten bzw. Stimulisignale erzeugt, die die Hochvoltbatterie oder ein vereinzeltes Hochvoltmodul zum Betrieb bzw. zur Simulation einer Fahrzeugumgebung benötigt. Die von dem Stimuligenerator 120 erzeugten und mittels der Stimulileitungen 1 12 übertragenen Stimulidaten bzw. Stimulisignale, d.h. für den Betrieb einer Hochvoltbatterie erforderlichen Signale aus der Betriebsumgebung, gehören für die Hochvoltbatterie 20 als Fahrbatterie für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug (nicht gezeigt) die folgenden, dem
Fachmann bekannten Signale: Zündung (Klemme 15), Dauerplus (Klemme 30), Masse (Klemme 31 ) und das Interlock-Signal. Das Batteriemanagementsystem 28 ist dazu ausgebildet, die aktuelle Betriebsspannung des Batteriemoduls 21 und die Teilspannungen aller in dem Batteriemodul 21 verbauten
Batterieeinzelzellen zu messen, den Hochvoltbatterie-Plusschalter 23 zu schließen und zu öffnen, und auch den Hochvoltbatterie-Minusschalter 25 zu schließen und zu öffnen. Das Batteriemanagementsystem 28 ist ferner dazu ausgebildet, eine Hochvoltbatterie-Logdatei für einen Ladevorgang, eine Hochvoltbatterie-Logdatei für einen Entladevorgang bzw. eine Hochvoltbatterie-Logdatei für eine Diagnosefunktion, die von der Vorrichtung 10 über das Datenbussystem 108 bzw. 109 und den Datenübertragungsanschluss 26 übermittelt wird, zu speichern und wieder auslesbar bereitzuhalten. Ferner sind in dem
Batteriemanagementsystem 28 Parameter, die die Hochvoltbatterie 20 bzw. die einzelnen Batteriemodule 21 beschreiben, auslesbar gespeichert, einschließlich beispielsweise Informationen über den Hersteller, Seriennummern und Herstellungsdaten der Batteriemodule bzw. Batterieeinzelzellen, eine Ladespannung, eine Ladedauer, eine maximale Ladeleistung bzw. eine maximale Ladeleistung für eine bestimmte Zielspannung, einen Ladezustand der Hochvoltbatterie 20, eine maximale Entladedauer, eine minimale Betriebsspannung, eine maximale Entladetiefe (z.B. ausgedrückt in Volt), eine maximale Entladeleistung für eine bestimmte Zielspannung, Fehlercodes und Fehlerinformationen sowie Informationen über Ladungsbilanzierungen auslesbar zu speichern. Zusätzlich werden der Hochvoltbatterie 20 über Batteriestimulieleitungen 1 12 die von dem Stimuligenerator 120 erzeugten Informationen bzw. Stimulies zugeführt, die für den Betrieb der Hochvoltbatterie 20 außerhalb eines Fahrzeuges benötigt werden.
Die in Fig. 2 gezeigte Hochvolt-Ladeeinrichtung 40 umfasst einen Hochvolt-Plusanschluss 42 bzw. HV+, einen Hochvolt-Minusanschluss 44 bzw. HV-, einen Datenübertragungsanschluss 46 zur kommunikationstechnischen Verbindung mit dem internen Datenbussystem 1 1 1 , einen steuerbaren Hochvolt-Plusschalter 52, einen steuerbaren Hochvolt-Minusschalter 54, eine Strom- und Spannungsüberwachungseinrichtung 56 zum Überwachen und Aufzeichnen von Ladespannungen, Ladeströmen und deren zeitlichen Verläufe, eine Ladesteuerungseinrichtung 58 und einen AC-DC-Wandler 48 mit einem AC-Anschluss 50 (Netzanschluss) zum Anschluss an ein externes AC-Stromnetz 30 und/oder einen DC-DC-Wandler 49 mit einem DC-Versorgungsanschluss 50 zum Anschluss an ein externes DC Netz 31 , und mit DC-Anschlüssen 51 + und 51 -, die mit den ladeeinrichtungsseitigen Ausgängen des AC/DC Wandlers 48 bzw. des DC/DC Wandlers 49 elektrisch leitfähig verbunden sind. Der DC- Anschluss 51 + ist ferner elektrisch leitend über den steuerbaren Hochvolt-Plusschalter 52 mit dem Hochvolt-Plusanschluss 42 verbunden. Der DC-Anschluss 51 - ist ferner elektrisch leitfähig über den steuerbaren Hochvolt-Minusschalter 54 mit dem Hochvolt-Minusanschluss 44 verbunden. Die Strom- und Spannungsüberwachungseinrichtung 56 sowie die
Ladesteuerungseinrichtung 58 sind kommunikationstechnisch über den
Datenübertragungsanschluss 46 an die Kommunikationseinrichtung 88 innerhalb der informationsverarbeitenden Einheit 75 angeschlossen (in Fig. 2 nicht gezeigt).
Die Ladesteuerungseinrichtung 58 ist dazu ausgebildet, einen Ladevorgang für eine angeschlossene Hochvoltbatterie 20 auf der Grundlage von entsprechenden, aus dem Batteriemanagementsystem 28 der Hochvoltbatterie 20 ausgelesenen Batterieparametern zu steuern. Dazu kann die Ladesteuerungseinrichtung 58 den steuerbaren Hochvolt- Plusschalter 52 bzw. den steuerbaren Hochvolt-Minusschalter 54 öffnen und schließen und im geschlossenen Zustand der Schalter 52, 54 einen Ladestrom, der in die angeschlossene Hochvoltbatterie 20 eingespeist wird, vermittels des steuerbaren Ladestromreglers 55 regeln.
Die Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung 60 umfasst einen Hochvolt-Plusanschluss 62, einen Hochvolt-Minusanschluss 64, einen Datenübertragungsanschluss 66 zum
kommunikationstechnischen Anschluss der Entladeeinrichtung 60 an das interne
Datenbussystem 1 1 1 , einen schließbaren Entladestromkreis, der den Hochvolt- Plusanschluss 62 intern mit dem Hochvolt-Minusanschluss 64 verbindet und in dem seriell die folgenden elektrischen Elemente eingebaut bzw. eingebunden sind: ein steuerbarer Hochvolt-Plusschalter 72, ein steuerbarer Lastschalter 68, eine steuerbare elektrische Lasteinrichtung 70 mit einem steuerbaren ohmschen Widerstand 71 , und ein steuerbarer Hochvolt-Minusschalter 74. Die Entladeeinrichtung 60 umfasst ferner eine Strom- und Spannungsüberwachungseinrichtung 76 zum Messen und Aufzeichnen einer
Entladespannung und eines Entladestroms sowie deren zeitlichen Verläufe und eine
Entladesteuerungseinrichtung 78 zum Steuern eines Entladevorgangs einer an die
Vorrichtung 10 angeschlossenen Hochvoltbatterie 20 gemäß Batterieparametern, die aus dem Batteriemanagementsystem 28 der Hochvoltbatterie 20 über das Datenbussystem 108 und den Datenübertragungsanschluss 66 ausgelesen worden sind. Die Strom- und
Spannungsüberwachungseinrichtung 76 und die Entladesteuerungseinrichtung 78 sind kommunikationstechnisch mit dem Datenübertragungsanschluss 66 verbunden (in Fig. 2 nicht gezeigt).
Die Entladesteuerungseinrichtung 78 ist dazu ausgebildet, den steuerbaren Hochvolt- Plusschalter 72 bzw. den steuerbaren Hochvolt-Minusschalter 74 zu öffnen und schließen. Ferner ist die Entladesteuerungseinrichtung 78 dazu ausgebildet, den Lastschalter 68 zu öffnen und zu schließen und eine Entladeleistung bzw. einen Entladestrom aus der angeschlossenen Hochvoltbatterie 20 vermittels der elektrischen Lasteinrichtung 70, insbesondere des ohmschen Widerstands 71 , zu steuern. Die Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung 80 umfasst einen Hochvoltplusanschluss HV+ und einen Hochvoltminusanschluss HV- sowie einen Datenübertragungsanschluss 86 zum Anschluss an das interne Datenbussystem 1 1 1 zur kommunikationstechnischen Verbindung mit den übrigen Komponenten der Vorrichtung 10, insbesondere mit der Kommunikationseinrichtung 88 in der informationsverarbeitenden Einheit 75, und über die Kommunikations- einrichtung 88 bzw. deren Datenkommunikationsanschluss 96 eine kommunikations- technische Verbindung mit dem externen Datenbussystem 108 und dem
Batteriemanagementsystem 28 einer an die Vorrichtung 10 angeschlossenen
Hochvoltbatterie 20 zum Auswerten eines Batteriestatus, wie beispielsweise aus dem Batteriemanagementsystem 28 ausgelesen, und zum Auswerten von Hochvoltbatterie- Logdateien für einen von der Ladeeinrichtung 40 bzw. deren Ladesteuerungseinrichtung 58 gesteuerten Ladevorgang der an die Vorrichtung 10 angeschlossenen Hochvoltbatterie 20 und zum Auswerten einer Hochvoltbatterie-Logdatei für einen von der Entladeeinrichtung 60 bzw. deren Entladesteuerungseinrichtung 78 gesteuerten Entladevorgang der an die Vorrichtung 10 angeschlossenen Hochvoltbatterie 20.
Die informationsverarbeitende Einheit 75 umfasst ferner eine Auswerte- und
Steuereinrichtung 87 zum Steuern der Ladeeinrichtung 40 bzw. deren
Ladesteuerungseinrichtung 58 bzw. eines Ladevorgangs der an die Vorrichtung 10 angeschlossenen Hochvoltbatterie 20 und/oder der Entladeeinrichtung 60 bzw. deren Entladesteuerungseinrichtung 78 bzw. eines Entladevorgang der an die Vorrichtung 10 angeschlossenen Hochvoltbatterie 20, jeweils über das Datenbussystem 1 1 1 . Die informationsverarbeitende Einheit 75 umfasst ferner die bereits erwähnte Kommunikationseinrichtung 88 zum Steuern der Kommunikation über das externe Datenbussystem 108 (z.B. CAN) mit dem Batteriemanagementsystem 28 der Hochvoltbatterie 20 und über das interne Datenbussystem 1 1 1 mit der Ladeeinrichtung 40, der Entladeeinrichtung 60, der
Sicherheitseinrichtung 90, der Mensch-Maschine-Schnittstelle 100 der Vorrichtung 10 bzw. einer Fernbedienung (nicht gezeigt) für die Vorrichtung 10. Die Kommunikationseinrichtung 88 steuert also insbesondere die Datenübertragung von und zu der Mensch-Maschine- Schnittstelle 100 bzw. von und zu der Fernbedienung. Zusätzlich umfasst die
informationsverarbeitende Einheit 75 ein Netzwerk 1 10, beispielsweise mit einem USB- Anschluss, zum Anschließen externer Geräte, sowie die Sicherheitseinrichtung 90 und den Batteriestimuli-Generator 120.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 100 umfasst eine Ausgabeeinrichtung 102, wie etwa einen Monitor, zum Ausgeben von Informationen an einen Bediener der Vorrichtung 10, eine Eingabeeinrichtung 104 zum Eingeben von Benutzersteuerungsdaten durch den Bediener, wie etwa eine externe Tastatur 106a und eine externe Maus 106b, und eine Eingabe- Ausgabeschnittstelle 107, an die die Ausgabeeinrichtung 102 und die Eingabeeinrichtung 104 angeschlossen sind und die dazu ausgebildet ist, von dem Bediener eingegebene Benutzersteuerungsdaten über das interne Datenbussystem 1 1 1 zu dem Datenubertragungsanschluss 86 der Diagnoseeinrichtung 80 und/oder dem Datenubertragungsanschluss 46 der Ladeeinrichtung 40 und/oder dem
Datenubertragungsanschluss 66 der Entladeeinrichtung 60 und/oder der
Kommunikationseinrichtung 88 und über deren Datenubertragungsanschluss 96 und das externe Datenbussystem 108 zu dem Datenübertragungsanschluss 26 der angeschlossenen Hochvoltbatterie 20 zu übertragen. Zusätzlich oder alternativ zu der vorgenannten Mensch- Maschine-Schnittstelle 100 kann die Vorrichtung 10 auch einen Netzwerkanschluß 109 und/oder eine Fernbedienung zum Anzeigen von Batteriemanagementsystem-Daten, Diagnosedaten und/oder Reaktionsdaten bzw. zum Eingeben von Benutzersteuerungsdaten umfassen.
Die Auswerte- und Steuereinrichtung 87 ist dazu ausgebildet, die folgenden Funktionen zu steuern: Informationen über eine an die Vorrichtung 10 angeschlossene Hochvoltbatterie 20 auszuwerten, einen ordnungsgemäßen Betrieb der Ladeeinrichtung 40 und/oder der Entladeeinrichtung 60 zu überwachen, eine an die Vorrichtung 10 angeschlossene
Hochvoltbatterie 20, die Ladeeinrichtung 40 und die Entladeeinrichtung 60 auf das Auftreten von Fehlern hin zu überprüfen, beim Erkennen von Fehlern Anzeigebefehle zum Anzeigen der Fehler zu erzeugen und zum Anzeigen an die Mensch-Maschine-Schnittstelle 100 zu übertragen und Funktionen im Zusammenhang mit einer Diagnose der an die Vorrichtung 10 angeschlossenen Hochvoltbatterie, die von der Diagnoseeinrichtung 80 gestartet werden, auszuführen, einschließlich des Auslesens des Datenspeichers des
Batteriemanagementsystems 28. Die Auswerte- und Steuereinrichtung 87 ist ferner dazu ausgebildet, Diagnosedaten bezüglich des Zustande der Hochvoltbatterie 20 zu erzeugen und diese zum Anzeigen an die Mensch-Maschine-Schnittstelle 100 und zum Verarbeiten an die Sicherheitseinrichtung 90 zu übertragen.
Die Sicherheitseinrichtung 90 ist dazu ausgebildet, von der Auswerte- und Steuereinrichtung 87 der Diagnoseeinrichtung 80 erzeugte Diagnosedaten auszuwerten und Reaktionsdaten zu erzeugen, die Funktionen definieren, die darauf gerichtet sind, die Hochvoltbatterie 20 und/oder die Vorrichtung 10 in einen sicheren Zustand, beispielsweise in einen niedrigeren Ladezustand zu bringen. Die Sicherheitseinrichtung 90 ist ferner dazu ausgebildet, die erzeugten Reaktionsdaten über das Datenbussystem 108 an die Diagnoseeinrichtung 80, an die Ladeeinrichtung 40 und/oder an die Entladeeinrichtung 60 sowie ggf. an das
Batteriemanagementsystem 28 der Hochvoltbatterie 20 zu übertragen. Die Diagnoseeinrichtung 80 prüft also die Hochvoltbatterie 20 und die Komponenten der Vorrichtung 10 einschließlich der Ladeeinrichtung 40 und der Entladeeinrichtung 60 intern auf Fehler, sorgt für das Anzeigen der Fehler über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 100 und/oder führt Funktionen aus, die durch die Diagnoseeinrichtung 80 selbst oder durch die Sicherheitseinrichtung 90 gestartet werden. Die Sicherheitseinrichtung 90 erzeugt in
Abhängigkeit von in der Diagnoseeinrichtung 80 erzeugten Diagnosedaten Reaktionsdaten, die an die Diagnoseeinrichtung 80, die Ladeeinrichtung 40 und/oder die Entladeeinrichtung 60 sowie ggf. an die Hochvoltbatterie 20 übertragen werden und die darauf gerichtet sind, im Fehlerfall die Hochvoltbatterie 20 und/oder die Vorrichtung 10 in einen sicheren Zustand zu bringen. Fehlerfälle können beispielsweise die folgenden umfassen: einen
Kommunikationsabbruch zu der Hochvoltbatterie 20, eine Unterbrechung bzw. ein Abstecken der Verkabelung (d.h. der batteriestromführenden Kabel zwischen dem Hochvolt- Pluspolanschluss 22 der Hochvoltbatterie 20 und dem Hochvolt-Plusanschluss 42 bzw. 62 bzw. dem Hochvolt-Minuspolanschluss 24 und dem Hochvolt-Minusanschluss 44 bzw. 64 oder das Auftreten von Isolationsfehlern usw.
Die Diagnoseeinrichtung 80 ist ferner dazu ausgebildet, zu erkennen, ob verschiedene Batteriemodule der Hochvoltbatterie 20 gleiche oder unterschiedliche Ladungsniveaus aufweisen und ggf. eine Ladungsbilanzierung zwischen den verschiedenen Batteriemodulen, beispielsweise unter Einschaltung des Batteriemanagementsystems 28 zu bewirken.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (10) zum Warten und Pflegen einer an die Vorrichtung (10)
anschließbaren Hochvoltbatterie (20), wobei die Hochvoltbatterie (20) als ein Verbund von Batterieeinzelzellen bzw. als ein Verbund von Batteriemodulen (21 ) ausgebildet ist und einen Hochvolt-Pluspolanschluss (22), einen Hochvolt-Minuspolanschluss (24) und ein
Batteriemanagementsystem (28) mit einem Datenübertragungsanschluss (26) zur bidirektionalen Übertragung von Batteriemanagementsystem-Daten zwischen dem
Batteriemanagementsystem (28) und einer in Bezug auf die Hochvoltbatterie (20) externen informationsverarbeitenden Einheit (75) umfasst, wobei die Vorrichtung (10) folgendes umfasst:
eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung (40), die dazu ausgebildet ist, eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) in einen höheren Ladezustand zu bringen, und die einen Hochvolt-Plusanschluss (42), der dazu ausgebildet ist, mit einem Hochvolt-Pluspolanschluss (22) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, und einen Hochvolt-Minusanschluss (44), der dazu ausgebildet ist, mit einem Hochvolt- Minuspolanschluss (24) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, umfasst, und
eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung (80), die dazu ausgebildet ist, eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) und die Vorrichtung (10) auf ein Vorliegen von internen Fehlern zu überprüfen, erkannte interne Fehler anzuzeigen, und vorzugsweise Diagnosedaten bezüglich des Zustands der Hochvoltbatterie (20) zu erzeugen und Funktionen auszulösen, die darauf gerichtet sind, die Vorrichtung (10) und/oder die Hochvoltbatterie (20) sicher in einen anderen Zustand zu bringen, zu betreiben und/oder zu testen, und die eine informationsverarbeitende Einheit (75) mit einem
Datenübertragungsanschluss (86) zur bidirektionalen Übertragung von
Batteriemanagementsystem-Daten zwischen der informationsverarbeitenden Einheit (75) und dem Batteriemanagementsystem (28) einer angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) umfasst.
2. Vorrichtung (10) zum Warten und Pflegen einer an die Vorrichtung (10)
anschließbaren Hochvoltbatterie (20), wobei die Hochvoltbatterie (20) als ein Verbund von Batterieeinzelzellen bzw. als ein Verbund von Batteriemodulen (21 ) ausgebildet ist und einen Hochvolt-Pluspolanschluss (22), einen Hochvolt-Minuspolanschluss (24) und ein
Batteriemanagementsystem (28) mit einem Datenübertragungsanschluss (26) zur bidirektionalen Übertragung von Batteriemanagementsystem-Daten zwischen dem Batteriemanagementsystem (28) und einer in Bezug auf die Hochvoltbatterie (20) externen informationsverarbeitenden Einheit (75) umfasst, wobei die Vorrichtung (10) folgendes umfasst:
eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung (40), die dazu ausgebildet ist, eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) in einen höheren Ladezustand zu bringen, und die einen Hochvolt-Plusanschluss (42), der dazu ausgebildet ist, mit einem Hochvolt-Pluspolanschluss (22) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, und einen Hochvolt-Minusanschluss (44), der dazu ausgebildet ist, mit einem Hochvolt- Minuspolanschluss (24) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, umfasst, und
eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung (60), die dazu ausgebildet ist, eine an die
Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) in einen niedrigeren Ladezustand zu bringen und die einen Hochvolt-Plusanschluss (62), der dazu ausgebildet ist, mit dem Hochvolt-Pluspolanschluss (22) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, und einen Hochvolt-Minusanschluss (64), der dazu ausgebildet ist, mit dem Hochvolt- Minuspolanschluss (24) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, umfasst.
3. Vorrichtung (10) zum Warten und Pflegen einer an die Vorrichtung (10)
anschließbaren Hochvoltbatterie (20), wobei die Hochvoltbatterie (20) als ein Verbund von Batterieeinzelzellen bzw. als ein Verbund von Batteriemodulen (21 ) ausgebildet ist und einen Hochvolt-Pluspolanschluss (22), einen Hochvolt-Minuspolanschluss (24) und ein
Batteriemanagementsystem (28) mit einem Datenübertragungsanschluss (26) zur bidirektionalen Übertragung von Batteriemanagementsystem-Daten zwischen dem
Batteriemanagementsystem (28) und einer in Bezug auf die Hochvoltbatterie (20) externen informationsverarbeitenden Einheit (75) umfasst, wobei die Vorrichtung (10) folgendes umfasst:
eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung (60), die dazu ausgebildet ist, eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) in einen niedrigeren Ladezustand zu bringen und die einen Hochvolt-Plusanschluss (62), der dazu ausgebildet ist, mit dem Hochvolt-Pluspolanschluss (22) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, und einen Hochvolt-Minusanschluss (64), der dazu ausgebildet ist, mit dem Hochvolt- Minuspolanschluss (24) der Hochvoltbatterie (20) verbunden zu werden, umfasst, und
eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung (80), die dazu ausgebildet ist, eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) und die Vorrichtung (10) auf ein Vorliegen von internen Fehlern zu überprüfen, erkannte interne Fehler anzuzeigen, und vorzugsweise Diagnosedaten bezüglich des Zustands der Hochvoltbatterie (20) zu erzeugen und Funktionen auszulösen, die darauf gerichtet sind, die Vorrichtung (10) und/oder die Hochvoltbatterie (20) sicher in einen anderen Zustand zu bringen, zu betreiben und/oder zu testen, und die eine informationsverarbeitende Einheit (75) mit einem
Datenübertragungsanschluss (86) zur bidirektionalen Übertragung von
Batteriemanagementsystem-Daten zwischen der informationsverarbeitenden Einheit (75) und dem Batteriemanagementsystem (28) einer angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) umfasst.
4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass: wenn die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung (40) und eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung (80) umfasst, die Vorrichtung ferner eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung (60) wie in Anspruch 2 oder 3 definiert umfasst,
wenn die Vorrichtung gemäß Anspruch 2 eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung (40) und eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung (60) umfasst, die Vorrichtung ferner eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung (80) wie in Anspruch 1 oder 3 definiert umfasst, und wenn die Vorrichtung gemäß Anspruch 3 eine Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung (60) und eine Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung (80) umfasst, die Vorrichtung ferner eine Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung (40) wie in Anspruch 1 oder 2 definiert umfasst.
5. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner gekennzeichnet durch eine innerhalb der informationsverarbeitenden Einheit (75) vorgesehene
Sicherheitseinrichtung (90), die dazu ausgebildet ist, von der Hochvoltbatterie- Diagnoseeinrichtung (80) erzeugte Diagnosedaten auszuwerten und Reaktionsdaten zu erzeugen, die an eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20), z.B. über ein bezüglich der Vorrichtung (10) im Wesentlichen externes Datenbussystem (108), wie etwa ein Controller Area Network (CAN), übertragen werden können und die Funktionen definieren, die darauf gerichtet sind, die Hochvoltbatterie (20) und/oder die Vorrichtung (10) in einem sicheren Zustand zu betreiben bzw. zu testen, und die dazu ausgebildet ist, z.B. über ein bezüglich der Vorrichtung (10) im Wesentlichen internes Datenbussystem (1 1 1 ), Diagnosedaten und/oder Reaktionsdaten zwischen der Sicherheitseinrichtung (90) und der Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung (80) bidirektional zu übertragen.
6. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner gekennzeichnet durch eine innerhalb der informationsverarbeitenden Einheit (75) vorgesehene Mensch- Maschine-Schnittstelle (100), die folgendes umfasst: eine Ausgabeeinrichtung (102) zum Ausgeben bzw. Anzeigen von
Batteriemanagementsystem-Daten, Diagnosedaten und Reaktionsdaten,
eine Eingabeeinrichtung (104; 106a, 106b) zum Eingeben von
Benutzersteuerungsdaten durch einen Benutzer, und
eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle (107), an die die Ausgabeeinrichtung (102) und die Eingabeeinrichtung (104; 106a, 106b) angeschlossen sind und die dazu ausgebildet ist, von dem Benutzer eingegebene Benutzersteuerungsdaten auszugeben zur Übertragung zu dem Batteriemanagementsystem (28) der Hochvoltbatterie (20), zu der Diagnoseeinrichtung (80) bzw. zu der Sicherheitseinrichtung (90), und/oder
eine Fernbedienung mit einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben bzw. Anzeigen von
Batteriemanagementsystem-Daten, Diagnosedaten und Reaktionsdaten, und/oder einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Benutzersteuerungsdaten durch einen Benutzer, und/oder gekennzeichnet durch
eine innerhalb der informationsverarbeitenden Einheit (75) vorgesehenen
Netzwerkanschluss (109, 1 10), der dazu ausgebildet ist, von einem Benutzer erzeugte
Benutzersteuerungsdaten einzulesen zur Übertragung zu dem Batteriemanagementsystem (28) der Hochvoltbatterie (20), zu der Diagnoseeinrichtung (80) bzw. zu der
Sicherheitseinrichtung (90).
7. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagementsystem (28) einer an die Vorrichtung (10) anschließbaren Hochvoltbatterie (20) darin gespeicherte Information bezüglich der Hochvoltbatterie- Spezifikation einschließlich einem maximalen Ladestrom und einer maximalen Ladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung enthält, und dass
die Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung (40) dazu ausgebildet ist, gepulste oder lineare
Strom-Zeit-Verläufe gemäß einer Vorgabe der Hochvoltbatterie-Spezifikation zu erzeugen und in eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) einzuspeisen.
8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltbatterie-Ladeeinrichtung (40) folgendes umfasst:
einen AC/DC Wandler (48) und einen AC-Netzanschluss (16) zum Anschließen des AC/DC-Wandlers (48) an ein externes AC-Stromnetz (30) und/oder einen DC/DC Wandler (49) und einem DC-Versorgungsanschluss (50) zum Anschließen des DC/DC Wandlers (49) an ein externes DC-Netz (31 ), DC-Anschlüsse (51 +, 51 -), die mit den ladeeinrichtungsseitigen Ausgängen des AC/DC Wandlers (48) bzw. des DC/DC Wandlers (49) verbunden sind,
vorzugsweise einen steuerbaren Ladestromregler (55),
eine Strom- und Spannungsüberwachungseinrichtung (56) zum Erfassen eines Ladestrom-Zeit-Verlaufs eines in eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) eingespeisten Ladestroms und eines Ladespannungs-Zeit-Verlaufs einer an die an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) angelegten Ladespannung,
eine Ladesteuerungseinrichtung (58) zum Steuern eines Ladestrom-Zeit-Verlaufs eines in die an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) eingespeisten Ladestroms und eines Ladespannungs-Zeit-Verlaufs einer an die an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) angelegten Ladespannung.
9. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagementsystem (28) einer an die Vorrichtung (10) anschließbaren
Hochvoltbatterie (20) darin gespeicherte Information bezüglich der Hochvoltbatterie- Spezifikation einschließlich einem maximalen Entladestrom und einer maximalen
Entladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung enthält, und dass
die Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung (60) dazu ausgebildet ist, eine elektrische Lasteinrichtung (70), die an eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20) als elektrischer Verbraucher angeschlossen werden kann, so zu steuern, dass sie gepulste oder lineare Strom-Zeit-Verläufe gemäß einer Vorgabe der Hochvoltbatterie- Spezifikation aus der Hochvoltbatterie (20) entnehmen bzw. umsetzen kann.
10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung (60) dazu ausgebildet ist, aus einer an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) entnommene bzw. umgesetzte elektrische Leistung
thermisch zu verwerten,
in ein externes Stromnetz (30 oder 31 ) zurückzuspeisen, oder
zum Einspeisen in eine andere an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie abzugeben.
1 1 . Vorrichtung (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Hochvoltbatterie-Entladeeinrichtung (60) folgendes umfasst: einen steuerbaren Lastschalter (68),
die elektrische Lasteinrichtung (70), die vorzugsweise einen steuerbaren ohmschen Widerstand (71 ) zum thermischen Verwerten der aus der Hochvoltbatterie (20)
entnommenen elektrischen Leistung umfasst,
eine Strom- und Spannungsüberwachungseinrichtung (76) zum Erfassen eines
Entladestrom-Zeit-Verlaufs eines von einer an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) entnommenen Entladestroms und eines Entladespannungs-Zeit- Verlaufs einer von der an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) erzeugten Entladespannung,
eine Entladesteuerungseinrichtung (78) zum Steuern eines Entladestrom-Zeit-
Verlaufs eines aus einer an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) entnommenen Entladestroms und eines Entladespannungs-Zeit-Verlaufs einer von einer an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) erzeugten Entladespannung.
12. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mensch-Maschine-Schnittstelle (100) und/oder die Fernbedienung dazu ausgebildet ist, zumindest ein Datum anzuzeigen, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, die folgendes umfasst:
Ausgabewerte des Batteriemanagementsystems (28) einer an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20), insbesondere wenigstens ein Datum, das
ausgewählt ist aus einer Gruppe von Daten, die folgendes umfasst: einen Hersteller, eine Seriennummer, ein Herstellungsdatum, eine Spezifikation, eine Ladedauer, eine
Entladedauer, einen maximalen Ladestrom, einen maximalen Entladestrom, eine maximale Ladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung, eine maximale Entladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung, einen Inhalt einer Log-Datei für einen Ladevorgang, einen Inhalt einer Log-Datei für einen Entladevorgang und einen Inhalt einer Log-Datei für einen
Diagnosevorgang,
einen Ladezustand einer an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20), insbesondere eine Batteriespannung und Ausgabewerte des
Batteriemanagementsystems (28) der Hochvoltbatterie (20).
13. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvoltbatterie-Diagnoseeinrichtung (80) dazu ausgebildet ist, eine Log-Datei für einen Ladevorgang, eine Log-Datei für einen Entladevorgang und/oder eine Log-Datei für einen Diagnosevorgang über die informationsverarbeitende Einheit (75) aus einem Batteriemanagementsystem (28) einer an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20) zu empfangen, auszuwerten und diese zu speichern.
14. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch ein Datenbussystem (108, 1 1 1 ) zum Übertragen von Echtzeitdaten, das insbesondere ein im
Wesentlichen für bidirektionalen Datentransfer nach extern ausgebildetes Controller Area Network (CAN, 108) und ein in Bezug auf die Vorrichtung (10) internes Datenbussystem (1 1 1 ) enthalten kann, wobei das Datenbussystem (108, 1 1 1 ) dazu ausgebildet ist, folgendes kommunikationstechnisch miteinander zu verbinden:
die Ladeeinrichtung (40), vorzugsweise über deren Datenübertragungsanschluss
(46),
die Entladeeinrichtung (60), vorzugsweise über deren Datenübertragungsanschluss
(66),
die Diagnoseeinrichtung (80),
die informationsverarbeitende Einheit (75), insbesondere eine darin vorgesehene
Kommunikationseinrichtung (88) mit demDatenübertragungsanschluss (86) und
eine an die Vorrichtung (10) angeschlossene Hochvoltbatterie (20), vorzugsweise über deren Datenübertragungsanschluss (26),
und wobei das Datenbussystem (108, 1 1 1 ) dazu ausgebildet ist, zumindest ein Datum zu übertragen, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, die folgendes umfasst: Codes für interne Fehler, Codes für Funktionen und Werte von Parametern für die Funktionen, Diagnosedaten, Reaktionsdaten, Benutzersteuerungsdaten und Batteriemanagementsystem-Daten, insbesondere von einem Batteriemanagementsystem (28) einer an die Vorrichtung (10) angeschlossenen Hochvoltbatterie (20), einschließlich zumindest eines Datums, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, die folgendes umfasst: einen Hersteller, eine Seriennummer, ein Herstellungsdatum, eine Hochvoltbatterie-Spezifikation, eine Ladedauer, eine Entladedauer, einen maximalen Ladestrom, einen maximalen Entladestrom, eine maximale Ladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung, eine maximale Entladeleistung bei einer bestimmten Zielspannung, einen Inhalt einer Log-Datei für einen Ladevorgang, einen Inhalt einer Log-Datei für einen Entladevorgang und/oder einen Inhalt einer Log-Datei für einen Diagnosevorgang.
15. Verwendung einer Hochvoltbatterie-Pflege- und Wartungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 für folgendes:
Wartung einer Hochvoltbatterie (20), Pflege einer Hochvoltbatterie (20),
Diagnose einer Hochvoltbatterie (20),
Versetzen einer Hochvoltbatterie (20) in einen beliebigen vorgegebenen Ladezustand zum Vorkonditionieren der Hochvoltbatterie (20) nach Herstellerangaben, beispielsweise vor dem Einbau der Hochvoltbatterie (20) in ein neues Elektro- bzw. Hybridfahrzeug oder nach einer Reparatur an einem Elektro- bzw. Hybridfahrzeug vor der Abholung des Elektro- bzw. Hybridfahrzeugs,
Wartung, Pflege und/oder Diagnose einer Hochvoltbatterie (20) in einer Werkstatt, oder
Wartung, Pflege und/oder Diagnose einer Hochvoltbatterie (20) in einer
Hochvoltbatterie-Lagerstätte.
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