WO2013174589A1 - Sensorvorrichtung für eine zelle, batterieelement und sensorsystem für einen mehrzelligen elektrischen energiespeicher sowie verfahren zur kommunikation für eine sensorvorrichtung - Google Patents

Sensorvorrichtung für eine zelle, batterieelement und sensorsystem für einen mehrzelligen elektrischen energiespeicher sowie verfahren zur kommunikation für eine sensorvorrichtung Download PDF

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communication
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Jens Strobel
Fabian Henrici
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Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a sensor device for a cell of a multicellular electrical energy store, to a battery element for a multicellular electrical energy store, to a sensor system for a multicellular electrical energy store and to a method for the
  • the present invention provides an improved sensor device for a cell of a multicellular electrical
  • a battery sensor of a multicell battery is provided with a communication interface.
  • a battery can be equipped with appropriate sensors.
  • the communication interface comprises, for example, at least one transmitter, a receiver and a shift register or a buffer.
  • a central control unit of the sensor system can also be equipped with at least one transmitter, receiver and shift register.
  • the communication takes place, for example, a bucket brigade principle, eg. B. from control unit to sensor, from sensor to sensor and sensor to control unit, the sensors and the control unit to a certain extent
  • such a sensor system can be used to detect sensor signals of individual cells of the battery, for example, similar to the case of dedicated ones
  • a suitable choice of carrier frequency is important for data transmission within the sensor system.
  • it can be effected that an impedance of the cells, in particular due to inductive effects, reaches a sufficiently high value in order to isolate the transmitting and receiving side from one another.
  • each transmitter requires only a low transmission power, since a transmission takes place in particular over a usually very short distance between the pole of the one and the pole of the nearest cell. Due to the very short distance is the
  • Transmission also particularly insensitive to interference.
  • Another advantage is due to the transmission of data via powerline communication between the central control unit of a battery and the individual sensors of Cells. By using the existing power lines between the cells can advantageously be dispensed with a single measurement cabling of the cells.
  • the present invention provides a sensor device for a cell of a multicellular electrical energy store, wherein the sensor device can be arranged as part of a sensor system having at least one further sensor device and a control device, wherein the sensor device has the following features: a receiving device for receiving a communication signal from the control device or a further sensor device via a first
  • Communication signal represented communication data; a detection device for acquiring sensor data with regard to the cell of the electrical energy store; a control device for changing the communication data in the memory device depending on the sensor data; and a transmitting device for transmitting a communication signal, which represents the communication data of the memory device, to the control device or a further sensor device via a second
  • the electrical energy store may be a battery, a so-called battery pack, etc., for example for an electric vehicle or the like.
  • the electrical energy store can be a plurality of battery cells or cells, in particular in the form of galvanic or
  • the sensor device is assigned to a cell of the electrical energy store.
  • the sensor device may be inside or outside a housing of the cell be arranged.
  • the receiving device of the sensor device can be electrically connected to the first power supply line of the cell.
  • the first power supply line may be connected to a first battery pole of the electrical energy store or another cell of the electrical
  • Power supply line of the cell can be an additional, second cell of the electrical energy store for a further, second
  • the communication signal may include the communication data.
  • the communication signal may have been sent by the control unit of the sensor system.
  • Detection device can be at least one sensor device, a sensor element or the like for detecting at least one state variable of the cell, such as temperature, voltage, pressure, etc.
  • the detection device can be designed to output the at least one detected state variable in the form of the sensor data or to be made available.
  • the control device may be designed to be in the
  • Memory device to change cached communication data.
  • the control device the sensor data to the
  • the transmitting device of the sensor device may be electrically connected to the second power supply line of the cell.
  • the second power supply line may be electrically connected to a second battery terminal of the electrical energy store or another cell of the electrical energy store.
  • Power supply line of the cell can for a downstream, further cell of the electrical energy storage another first
  • the receiving device can be designed to accommodate the
  • the transmitting device may be formed to the
  • Modulation data of the memory device to modulate the
  • This can be modulation and
  • Communication data on the communication signal can thus carrier frequency or as a modulation of a carrier frequency.
  • the carrier frequency can be impressed as electrical voltage or as electric current.
  • the transmission of the communication data via the communication signal can also be effected by load modulation, wherein an additional electric current can be impressed parallel to the complex resistance of the cell.
  • the memory device may comprise a shift register.
  • the receiving device can be designed to forward the communication data to the memory device.
  • the transmitting device may be configured to receive the communication data from the memory device.
  • the controller may be configured to change the communication data in the memory device depending on the communication data.
  • the communication data may have information as to how the communication data are to be changed.
  • Communication data can be performed properly and exactly according to the specifications in the communication data. This increases one
  • the control device can be designed to change the communication data in the memory device when the communication data are addressed to the sensor device.
  • a subsection of the communication data can thus have an address information.
  • the address information indicates that the communication data is addressed to the sensor device
  • the communication data in the storage device is changed by the control device.
  • Sensor system targeted, reliable and secure can be addressed.
  • the sensor device receives exactly the communication data, which are also intended for the sensor device. Communication data not determined for the sensor device can be passed on unchanged.
  • the controller may be configured to provide emergency data in an emergency mode
  • the transmitter may be configured to receive the emergency data representative of the emergency data
  • the controller may be configured to write the emergency data to the memory device and the transmitter may be configured to read the emergency data from the memory device.
  • existing communication data in the memory device for example, to others
  • the emergency mode may be triggered by an emergency event, such as sensor data sensed by the detector.
  • an emergency event such as sensor data sensed by the detector.
  • Emergency event be provided and sent by the transmitting device. In this way, the emergency data can be sent out without delay.
  • At least one switching device can be provided, which is designed to operate in a first switching state, the receiving device with the first power supply line and the transmitting device with the second
  • the receiving device To couple power supply line and in a second switching state, the receiving device with the second power supply line and the
  • Coupling transmitter with the first power supply line may be a circuit breaker or other suitable switching element.
  • a circuit breaker or other suitable switching element.
  • Sensor device be reversed. Additionally or alternatively, the sensor device, a further receiving device and another
  • a further memory device can also be provided.
  • the memory device may be designed to enable a bidirectional flow of communication data. Such an embodiment offers the advantage of providing a bidirectional communication path for communication signals.
  • the sensor devices is more versatile and flexible.
  • an adjusting device may be provided for setting a transmission characteristic of the sensor system.
  • the adjusting device can be designed to have a transmission property of
  • Setting device may be formed to at least one inductor and / or a capacitor between the first power supply line and the second
  • the adjusting device can be designed to provide data transmission between the
  • setting the transmission characteristic may change the
  • Transmit property and / or connecting the at least one inductor and / or capacitance and / or interrupting the data transmission include.
  • the adjusting device may be configured to under the setting
  • the adjusting device can be designed here in order to use the setting data as part of the
  • the carrier frequency can be adjusted accordingly, in particular to achieve a resonant elevation of a complex resistance or an impedance of the cell. As a result, a good separation between the input and output side and the receiving and transmitting side of the sensor device can be obtained.
  • the complex impedance of a cell advantageously reaches high values, for example values of more than 10 ohms to well over 100 Ohms or even several thousand ohms.
  • the adjusting device can be designed to generate resonant circuits or resonances within the cell or the sensor device at certain frequencies in order to achieve a resonance increase of the complex resistance or the impedance of the cell.
  • the switchable inductance and / or capacitance for example, at least one discrete or integrated capacitance or
  • the resonant peak can be specifically influenced favorably.
  • the impedance of the cell in particular due to inductive effects, reach a sufficiently high value to isolate the transmitting and receiving side of the sensor device from each other. Thus, it can be prevented that an output or the transmitting device and an input or the
  • Receiving device of the sensor device are short-circuited.
  • the communication signal may be prevented from passing through the sensor device. Interrupting the data transmission may turn off the
  • the adjusting device can thus also be designed to bring about a switching off of the sensor device. If the
  • Communication signal to be tested via a cell Specifically, it can be checked here whether a communication signal the complex
  • Resistance of the cell can overcome or not.
  • Sensor device is sent from one of the sensor device
  • the cell which is associated with this sensor device, can pass through, so can be arranged by means of a, for example, in the upstream sensor device
  • Adjusting the transmission property can be changed and / or capacitive or inductive elements can be switched, so that the
  • downstream sensor device receives no communication signal.
  • the transmission characteristic of the sensor system can be accurate, flexible and reliable even during operation of the sensor system or of the electrical energy storage device to effect error-free and secure communication within the sensor system.
  • the receiving device is designed to receive the communication signal in accordance with an OFDM method, and additionally or alternatively the transmitting device is designed to provide the
  • an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method can be used to transmit the communication signal.
  • a sensor device in the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method can be used to transmit the communication signal.
  • Sensor system or the electrical energy storage can be assigned a specific OFDM band, whereby cross-talk over several sensor devices further cells away can be prevented and thus does not interfere with the communication.
  • the present invention furthermore provides a battery element for a multicellular electrical energy store, wherein the battery element has the following features: a cell of the multicellular electrical energy store, wherein the cell can be connected or connected by means of a first power supply line to a further cell or a first battery pole of the electrical energy store; can be connected or connected by means of a second power supply line to a further cell or a second battery pole of the electrical energy store; and an aforementioned sensor device, wherein the sensor device between the first power supply line and the second
  • Power supply line of the cell is switched or switched.
  • a plurality of such battery elements can form an electrical energy store with a sensor system.
  • the present invention further provides a sensor system for a multicellular electrical energy store, wherein the sensor system has the following features: at least two sensor devices mentioned above; and a controller having receiving means for receiving a
  • Control unit can be formed or formed.
  • the receiving device and the transmitting device of the control device can functionally correspond to the receiving device and the transmitting device of the sensor devices.
  • Control unit may be configured to receive from the sensor devices
  • the at least two sensor devices can be connected in series and / or connected in parallel. If a plurality of sensor devices is provided, at least two
  • Sensor devices may be connected in series and / or at least two sensor devices may be connected in parallel.
  • At least one switching device with a capacity assigned to the switching device can be provided for communication signal transmission when the switching device is open.
  • the switching device can be switched or switched with the capacitance between a first of the sensor devices in a first cell and a second of the sensor devices in a second cell.
  • the capacities can be
  • Capacitors targeted or parasitic capacitances of the switching devices act.
  • one capacitor can be connected in parallel with a switching device or have an inherent parasitic capacitance of the switching device.
  • a forwarding of a communication signal can be made possible even when the associated switching device is open.
  • the present invention further provides a method of communication for a sensor device for a cell of a multicellular electrical
  • the sensor device can be arranged as part of a sensor system with at least one further sensor device and a control device, wherein the method comprises the following steps:
  • Memory device represents, to the controller or another
  • an aforementioned sensor device can be advantageously used or used.
  • an above-mentioned battery element or an above-mentioned sensor system can be advantageously used or used.
  • An advantage is also a computer program product with program code, which on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a
  • Hard disk space or an optical memory is stored and used to carry out the above method when the program is executed on a computer or a device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electrical energy store with a sensor system according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an electrical energy store with a sensor system according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart of a method according to a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electrical energy store with a sensor system according to an embodiment of the present invention. Shown are the electrical energy storage 100 or a battery with three cells 102 or battery cells, for example, each having a symbolically and schematically shown impedance Z or an amount of complex impedance, a first battery pole 104 and a second battery pole 106, and the sensor system 1 10 with a control unit 120, a receiving device 122 and a receiver and a
  • Transmitter 128 and a transmitter and with, for example, three sensor devices 130 and battery sensors, each one Receiving device 132, a memory device 134 and a shift register (n-bit shift register), a control device 136 and a controller and a transmitting device 138 have. Also is exemplary and
  • a battery element 140 is shown. Furthermore, in FIG. 1, a data flow or a data flow direction is shown symbolically by means of directional arrows. In addition, power supply lines are shown in FIG. 1, by means of which the cells 102 are electrically connected to one another or to the battery poles 104 and 106.
  • the electrical energy store 100 has according to that shown in Fig. 1
  • the first battery post 104 is by means of a first of the
  • Power supply lines with a drawn in Fig. 1 right, first of the cells 102 electrically connected.
  • the first of the cells 102 is electrically connected to a second of the cells 102 shown in the center in FIG. 1 by means of a second one of the power supply lines.
  • the second of the cells 102 is electrically connected by means of a third of the power supply lines to a third of the cells 102 on the left in FIG. 1.
  • the third of the cells 102 is electrically connected to the second battery pole 106 via a fourth of the power supply lines.
  • the cells 102 are connected in series by means of the power supply lines between the first battery pole 104 and the second battery pole 106.
  • the sensor system 1 10 has according to that shown in Fig. 1
  • a single sensor device 130 is in each case assigned to a single cell 102 of the electrical energy store 100.
  • a single cell 102 of the electrical energy store 100 may also be associated with a plurality of sensor devices 130 and / or a single sensor device 130 may also be associated with a plurality of cells 102 of the electric
  • the control device 120 is electrically connected between the first battery pole 104 and the second battery pole 106 of the electrical energy store 100.
  • the controller 120 is electrically connected between the first one of the power supply lines and the fourth one of the power supply lines.
  • the receiving device 122 of the controller 120 is electrically connected to the fourth of the power supply lines and the transmitting device 128 of the controller 120 to the first of the
  • one terminal of the receiving device 122 is connected by means of an electrical line or the like to the fourth of the power supply lines and is a terminal of the transmitting device 128 by means of another
  • the controller 120 may include suitable means for storing and processing data, such means being electrically coupled between the receiver 122 and the transmitter 128.
  • the controller 120 may also have a
  • Memory device similar to the memory devices 134 of
  • Each of the sensor devices 130 has a receiving device 132, a storage device 134, a control device 136 and a transmitting device 138.
  • the storage device 134 is electrically connected between the
  • Controller 136 is electrically connected to memory device 134.
  • each of the sensor devices 130 may also comprise a detection device for acquiring sensor data with regard to the respective cell 102 of the electrical energy store 100.
  • the detection device is connected to the control device 136, for example.
  • a first of the sensor devices 130 is associated with the first of the cells 102.
  • the first of the sensor devices 130 is electrically connected between the first one of the power supply lines and the second one of the first
  • the transmitting device 138 is electrically connected to the second of the power supply lines.
  • Receiving device 132 is connected to the first of the power supply lines by means of an electric wire or the like, and a terminal of the transmitting device 138 is connected to the second of the power supply lines by means of another electric wire or the like.
  • connection point or tapping point at which the control unit 120 and its transmitting device 128 with the first of the
  • Power supply lines is electrically connected, disposed between the first battery post 104 and a connection point or tap point at which the first of the sensor devices 130 and their receiving device 132 is electrically connected to the first of the power supply lines.
  • a second of the sensor devices 130 is associated with the second of the cells 102.
  • the second of the sensor devices 130 is electrically connected between the second of the power supply lines and the third one of the second
  • the receiving device 132 is electrically connected to the second of the power supply lines and the transmitting device 138 is electrically connected to the third of the power supply lines.
  • Receiving device 132 is connected to the second of the power supply lines by means of an electric wire or the like, and a terminal of the transmitting device 138 is connected to the third one of the power supply lines by means of another electric wire or the like.
  • a third of the sensor devices 130 is associated with the third of the cells 102.
  • the third of the sensor devices 130 is electrically connected between the third of the power supply lines and the fourth of the power supply lines.
  • the receiving device 132 with the third of the
  • Transmitter 138 electrically connected to the fourth of the power supply lines.
  • Receiving device 132 connected by means of an electrical line or the like to the third of the power supply lines and a terminal of the transmitting device 138 is connected by means of another electrical line or the like to the fourth of the power supply lines.
  • connection point or tapping point there is a connection point or tapping point at which the control unit 120 or its receiving device 122 with the fourth of the
  • Power supply lines is electrically connected, disposed between the second battery pole 106 and a connection point or tap point at which the third of the sensor devices 130 and their transmitting device 138 is electrically connected to the fourth of the power supply lines.
  • the battery element 140 has one of the cells 102 and one of the cells
  • the battery element 140 only one battery element 140 is shown by three existing according to the embodiment shown battery elements.
  • the battery element 140 explicitly shown in FIG. 1 has the second of the cells 102 and the second of the sensor devices 130.
  • the battery element 140 may have a housing in which the cell 102 and the sensor devices 130 of this battery element 140 are arranged.
  • the first of the cells 102 and the first of the sensor devices 130 also form a battery element 140 and the third of the cells 102 and the third of the
  • Sensor devices 130 likewise form a battery element 140.
  • the entirety of the electrical energy store 100 and of the sensor system 110 can have the control device and the battery elements 140.
  • a ring-like data flow can take place.
  • a communication signal by means of the transmitting device 128 of the control device 120 via the first of the power supply lines to the receiving device 132 of the first of the sensor devices 130th
  • the processed version thereof is transmitted by means of the transmitting device 138 of the first of the sensor devices 130 via the second of the
  • Power supply lines a communication signal to the
  • Receiving device 132 of the second of the sensor devices 130 transmitted.
  • Sensor devices 130 transmitted. Based on the communication signal and / or a processed version thereof is by means of the Transmission means 138 of the third of the sensor devices 130 via the fourth of the power supply lines a communication signal to the
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a
  • FIG. 1 A schematic structure of a typical electrical energy storage device 100 or a typical battery in combination with The invention disclosed herein is shown in FIG. By way of example, here are three
  • each cell 102 is assigned a sensor device 130 or a battery sensor.
  • a sensor device 130 may be located as shown, but also within the associated cell 102.
  • Sensor device 130 is electrically connected between the positive pole and the negative pole of the associated cell 102.
  • adjacent sensor devices 130 or the controller 120 and a sensor device 130 communicate with each other step by step.
  • a communication can run in one direction, such as the data flow direction shown. That is, a datum, such as a single bit, is communicated from the controller 120 to the first sensor device 130, which then transmits the bit to the second sensor device 130 and in turn transmits the bit to the third sensor device 130, which then transmits the bit sent back to the controller 120. So it creates a kind of bucket chain, in which bits in turn from
  • Controller 120 through the sensor devices 130 and back to the controller
  • Shift registers in the sensor devices 130 and the controller 120 go through.
  • several consecutive bits represent a data word, which z. B. includes a sensor address and / or a command and / or a data packet with communication data.
  • z. B. includes a sensor address and / or a command and / or a data packet with communication data.
  • a logically bidirectional communication link can be established among the sensor devices 130 and the controller 120.
  • the communication can also take place in changing directions.
  • Sensor devices 130 may have different suitable ones
  • the sensor devices 130 may be provided with unique addresses, and the controller 120 may be configured to address one or more of the sensor devices 130 using the unique addresses. In response to an addressing by the controller 120, the addressed sensor device 130 or the addressed sensor devices 130 may be configured to send communication data to the controller 120. Also, the sensor devices 130 may be configured to send communication data to the controller 120 without being addressed by the controller 120. For example, a sensor device 130 may be designed to transmit communication data to the control unit 120 depending on sensor data acquired by the sensor device 130, for example, depending on a profile or a value of detected sensor data. For example, a sensor device 130 may be configured to send an emergency message to the controller 120 at any time, ignoring other stored or received communication data.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an electrical energy store with a sensor system according to an embodiment of the present invention.
  • the electrical energy store or the sensor system can be the electrical energy store or the sensor system from FIG. 1, with the difference that compared to FIG.
  • Energy storage and the sensor system in Fig. 2 are shown simplified or interconnected with less shown elements, in particular without the sensor devices, and in another way. Shown by way of example are nine cells 102, the first battery terminal 104, the second battery terminal 106, the control unit 120, by way of example four switches 250 or power switches or switching devices and, for example, four switches 250 assigned to the capacitance 255. Auch if not shown in FIG. 2, each of the cells 102 is associated with a respective sensor device. Thus, each of the cells can with a
  • associated sensor device represent a battery element, as described in Fig. 1.
  • a sensor device can, as shown in FIG. 1, be arranged on the respective cell 102 or also within the respective cell 102.
  • Switches 250 and capacitors 255 may be optional and may be omitted or otherwise arranged in other embodiments of the present invention.
  • the cells 102 are electrically connected between the first battery post 104 and the second battery post 106.
  • the capacitances 255 are, for example, capacitors, targeted or parasitic capacitances of the switches 250. Each capacitance 255 is connected in parallel with a switch 250 or is an inherent parasitic capacitance of the switch 250. Such a capacitance 255 is formed in order to open even when the associated switch 250 is open
  • such a switch 250 is configured with such an associated capacitance 255 to interrupt a power supply for electrochemical processes of at least one cell 102, but to pass a communication signal for that at least one cell 102.
  • FIG. 2 An exemplary variant of a circuit with a combination of series circuits and parallel circuits is shown in Fig. 2. Starting from the first battery pole 104 is a tapping point at which the first battery pole 104 is a tapping point at which the first battery pole 104 is a tapping point at which the first battery pole 104 is a tapping point at which the first battery pole 104 is a tapping point at which the first battery pole 104 is a tapping point at which the first battery pole 104.
  • Controller 120 is electrically connected to the power supply line connected to the first battery terminal 104, disposed between the first battery pole 104 and a Verze Trentstician.
  • Verze Trentostician branches the interconnection in a first parallel connection of two exemplary parallel branches.
  • a first branch includes three of the cells 102 connected in series between a first and a second switch 250.
  • a second branch has a third of the switches 250.
  • the first parallel circuit is connected between the branch point and a merge point. At the point of unification, the branches of the first parallel connection unite again.
  • a second parallel circuit of four of the cells 102 is connected in series with two further cells 102.
  • the tap point at which the controller 120 is electrically connected to the power supply line connected to the second battery pole 106 is disposed between the fourth one of the switches 250 and the second battery pole 106.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of another possible topology within the electrical energy store, and thus also within the sensor system.
  • FIG. 2 implicitly illustrates various conceivable topologies by way of example.
  • One possible topology may be a series connection of cells 102 and associated sensor devices, a parallel connection of cells 102 and associated sensor devices, a combination of series connection and parallel connection of cells 102 and associated sensor devices, optional switches 250 for decoupling portions of cells 102 and associated sensor devices, etc ,
  • switches 250 are conceivable which may be individual cells 102 or cell modules, i. H. Subunits of the electrical energy storage device with more than one cell 102, separated from a main strand of the cells 102 and bridged if necessary.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method 300 for communication for a sensor device for a cell of a multicellular electrical
  • the sensor device can be arranged as part of a sensor system having at least one further sensor device and a control device.
  • the method 300 includes a step of receiving 310 a
  • the receiving device may be a receiving device of a sensor device from FIG. 1.
  • the method 300 also includes a step of latching 320 communication data represented by the communication signal by means of a memory device.
  • the memory device may be a
  • the method 300 comprises a step of detecting 330 sensor data with respect to the cell of the electrical energy storage by means of a detection device.
  • the steps of caching 320 and capturing 330 may be performed in any order.
  • Detection device can be a detection device of a sensor device from FIG. 1.
  • the method 300 includes a step of changing 340 the communication data in the memory device depending on the sensor data by means of a control device.
  • the control device may be a control device of a
  • the method 300 also includes a step of sending 350 a communication signal comprising the
  • Communication data of the memory device represents, to the control unit or a further sensor device via a second
  • Transmitting device may be a transmitting device of a
  • the method 300 may be used in conjunction with at least one sensor device from FIG. 1
  • Embodiments of the present invention explained. Embodiments of the present invention also provide in particular
  • Applications include high-performance cells and batteries, in particular lithium-ion cells and batteries.
  • embodiments of the present invention relate to a special feature of a powerline communication, which offers advantages in a frequent topology with all or many cells 102 connected in series.
  • a universal communication interface can be provided, the transmitting and receiving devices for sensor devices 130 and
  • Control unit 120 has. Such a communication interface may facilitate communication and cabling of sensor devices 130 connected in series and / or in parallel. For example, a CAN-like (CAN, Controller Area Network) arbitration, z. B. with
  • Sensor devices 130 are used, with unique and weighted addresses - automatically derived for example from the serial numbers of the sensor devices 130 and cells 102 - allow automatic collision avoidance.
  • sensor devices 130 in a parallel circuit can feed their data, for example, successively or alternately into the ring data stream.

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Abstract

Es wirdeine Sensorvorrichtung (130) für eine Zelle (102) eines mehrzelligen elektrischen Energiespeichers (100) vorgeschlagen. Dabei ist die Sensorvorrichtung (130) als ein Teil eines Sensorsystems (110) mit zumindest einer weiteren Sensorvorrichtung (130) und einem Steuergerät (120) anordenbar. Die Sensorvorrichtung (130) weist eine Empfangseinrichtung (132) zum Empfangen eines Kommunikationssignals von dem Steuergerät (120) oder einer weiteren Sensorvorrichtung(130) über eine erste Leistungsversorgungsleitung der Zelle (102) auf. Ferner weist die Sensorvorrichtung (130) eine Speichereinrichtung (134) zum Zwischenspeichern von durch das Kommunikationssignal repräsentierten Kommunikationsdaten auf. Die Sensorvorrichtung (130) weist auch eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Sensordaten hinsichtlich der Zelle (102) des elektrischen Energiespeichers (100) auf. Zudem weist die Sensorvorrichtung (130) eine Steuereinrichtung (136) zum Verändern der Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung (134) abhängig von den Sensordaten auf. Die Sensorvorrichtung (130) weist auch eine Sendeeinrichtung (138) zum Senden eines Kommunikationssignals, das die Kommunikationsdaten der Speichereinrichtung (134) repräsentiert, an das Steuergerät (120) oder eine weitere Sensorvorrichtung (130) über eine zweite Leistungsversorgungsleitung der Zelle (102) auf.

Description

Beschreibung
Titel
Sensorvorrichtung für eine Zelle, Batterieelement und Sensorsvstem für einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher sowie Verfahren zur Kommunikation für eine Sensorvorrichtung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensorvorrichtung für eine Zelle eines mehrzelligen elektrischen Energiespeichers, auf ein Batterieelement für einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher, auf ein Sensorsystem für einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher und auf ein Verfahren zur
Kommunikation für eine Sensorvorrichtung für eine Zelle eines mehrzelligen elektrischen Energiespeichers.
Die DE 10 2010 016 175 A1 beschreibt eine Batterieüberwachungs- und Steuerungsvorrichtung sowie Verfahren zu deren Verwendung.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung eine verbesserte eine Sensorvorrichtung für eine Zelle eines mehrzelligen elektrischen
Energiespeichers, ein verbessertes Batterieelement für einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher, ein verbessertes Sensorsystem für einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher und ein verbessertes Verfahren zur
Kommunikation für eine Sensorvorrichtung für eine Zelle eines mehrzelligen elektrischen Energiespeichers gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Batteriesensor einer mehrzelligen Batterie mit einer Kommunikationsschnittstelle ausgestattet. Eine Batterie kann mit entsprechenden Sensoren ausgestattet werden. Die Kommunikationsschnittstelle umfasst beispielsweise mindestens einen Sender, einen Empfänger und ein Schieberegister bzw. einen Zwischenspeicher.
Insbesondere kann auch ein zentrales Steuergerät des Sensorsystems mit mindestens einem Sender, Empfänger und Schieberegister ausgerüstet sein. Die Kommunikation erfolgt beispielsweise nach einem Eimerkettenprinzip, z. B. von Steuergerät zu Sensor, von Sensor zu Sensor sowie von Sensor zu Steuergerät, wobei die Sensoren und das Steuergerät gewissermaßen ein
Gesamtschieberegister bilden.
Innerhalb einer Batterie bzw. eines elektrischen Energiespeichers kann ein solches Sensorsystem zur Erfassung von Sensorsignalen einzelner Zellen der Batterie genutzt werden, beispielsweise ähnlich wie bei dezidierten
Datenleitungen, z. B. über einen CAN-Bus.
Eine geeignete Wahl einer Trägerfrequenz ist für die Datenübertragung innerhalb des Sensorsystems von Bedeutung. Dabei kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bewirkt werden, dass eine Impedanz der Zellen, insbesondere aufgrund induktiver Effekte, einen ausreichend hohen Wert erreicht, um Sende- und Empfangsseite voneinander zu isolieren.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass mit dem beschriebenen Verfahren bzw. der Ausbildung einer Sensorvorrichtung mit einer
Kommunikationsschnittstelle, eine besonders Strom sparende und störsichere Kommunikation in einem Sensorsystem ermöglicht wird. Jeder Sender benötigt zudem nur eine geringe Sendeleistung, da eine Übertragung insbesondere über eine üblicherweise sehr kurze Strecke zwischen dem Pol der einen und dem Pol der nächstliegenden Zelle erfolgt. Aufgrund der sehr kurzen Entfernung ist die
Übertragung auch besonders störunempfindlich. Somit ist beispielsweise zur Überwachung von z. B. Spannung und Temperatur einer großen Anzahl von Zellen innerhalb einer Batterie, beispielsweise einer Batterie für
Elektrofahrzeuge, ein Verkabelungsaufwand stark verringert. Ein weiterer Vorteil besteht aufgrund der Übermittlung von Daten per Powerline-Kommunikation zwischen zentralem Steuergerät einer Batterie und den einzelnen Sensoren der Zellen. Durch Nutzung der bereits vorhandenen Stromleitungen zwischen den Zellen kann vorteilhafterweise auf eine Einzelmessverkabelung der Zellen verzichtet werden.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Sensorvorrichtung für eine Zelle eines mehrzelligen elektrischen Energiespeichers, wobei die Sensorvorrichtung als ein Teil eines Sensorsystems mit zumindest einer weiteren Sensorvorrichtung und einem Steuergerät anordenbar ist, wobei die Sensorvorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines Kommunikationssignals von dem Steuergerät oder einer weiteren Sensorvorrichtung über eine erste
Leistungsversorgungsleitung der Zelle; eine Speichereinrichtung zum Zwischenspeichern von durch das
Kommunikationssignal repräsentierten Kommunikationsdaten; eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Sensordaten hinsichtlich der Zelle des elektrischen Energiespeichers; eine Steuereinrichtung zum Verändern der Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung abhängig von den Sensordaten; und eine Sendeeinrichtung zum Senden eines Kommunikationssignals, das die Kommunikationsdaten der Speichereinrichtung repräsentiert, an das Steuergerät oder eine weitere Sensorvorrichtung über eine zweite
Leistungsversorgungsleitung der Zelle.
Bei dem elektrischen Energiespeicher kann es sich um eine Batterie, einen sogenannten Batteriepack etc. handeln, beispielsweise für ein Elektrofahrzeug oder dergleichen. Der elektrische Energiespeicher kann eine Mehrzahl von Batteriezellen bzw. Zellen, insbesondere in Gestalt von galvanischen bzw.
elektrochemischen Sekundärzellen, als Untereinheiten des Energiespeichers aufweisen, wobei die Zellen den elektrischen Energiespeicher bilden können. Die Sensorvorrichtung ist einer Zelle des elektrischen Energiespeichers zugeordnet. Die Sensorvorrichtung kann innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses der Zelle angeordnet sein. Die Empfangseinrichtung der Sensorvorrichtung kann mit der ersten Leistungsversorgungsleitung der Zelle elektrisch verbunden sein. Die erste Leistungsversorgungsleitung kann mit einem ersten Batteriepol des elektrischen Energiespeichers oder einer weiteren Zelle des elektrischen
Energiespeichers elektrisch verbunden sein. Die erste
Leistungsversorgungsleitung der Zelle kann für eine vorgeschaltete, weitere Zelle des elektrischen Energiespeichers eine weitere zweite
Leistungsversorgungsleitung repräsentieren. Das Kommunikationssignal kann die Kommunikationsdaten aufweisen. Das Kommunikationssignal kann von dem Steuergerät des Sensorsystems ausgesendet worden sein. Bei der
Erfassungseinrichtung kann es sich um zumindest eine Sensoreinrichtung, ein Sensorelement oder dergleichen zur Erfassung zumindest einer Zustandsgröße der Zelle handeln, wie beispielsweise Temperatur, Spannung, Druck, etc. Die Erfassungseinrichtung kann ausgebildet sein, um die zumindest eine erfasste Zustandsgröße in Gestalt der Sensordaten auszugeben oder abrufbar zu machen. Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, um die in der
Speichereinrichtung zwischengespeicherten Kommunikationsdaten zu verändern. Dabei kann die Steuereinrichtung die Sensordaten zu den
Kommunikationsdaten hinzufügen oder die Kommunikationsdaten zumindest teilweise durch die Sensordaten ersetzen, um die Kommunikationsdaten in der
Speichereinrichtung zu verändern. Die Sendeeinrichtung der Sensorvorrichtung kann mit der zweiten Leistungsversorgungsleitung der Zelle elektrisch verbunden sein. Die zweite Leistungsversorgungsleitung kann mit einem zweiten Batteriepol des elektrischen Energiespeichers oder einer weiteren Zelle des elektrischen Energiespeichers elektrisch verbunden sein. Die zweite
Leistungsversorgungsleitung der Zelle kann für eine nachgeschaltete, weitere Zelle des elektrischen Energiespeichers eine weitere erste
Leistungsversorgungsleitung repräsentieren. Vorteilhafterweise kann die Empfangseinrichtung ausgebildet sein, um das
Kommunikationssignal zu demodulieren, um die Kommunikationsdaten zu erzeugen. Auch kann die Sendeeinrichtung ausgebildet sein, um die
Kommunikationsdaten der Speichereinrichtung zu modulieren, um das
Kommunikationssignal zu erzeugen. Hierbei können Modulation und
Demodulation vorgegeben und/oder einstellbar sein. Eine Übertragung der
Kommunikationsdaten über das Kommunikationssignal kann somit trägerfrequent bzw. als Modulation einer Trägerfrequenz erfolgen. Die Trägerfrequenz kann hierbei als elektrische Spannung oder als elektrischer Strom eingeprägt werden. Die Übertragung der Kommunikationsdaten über das Kommunikationssignal kann auch durch Lastmodulation erfolgen, wobei ein zusätzlicher elektrischer Strom parallel zum komplexen Widerstand der Zelle eingeprägt werden kann.
Somit können die Kommunikationsdaten oder anderweitige Daten als
Spannungssignal, als Stromsignal oder über eine Lastmodulation übermittelt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass bezüglich eines Sensorsystems eine effiziente und gegebenenfalls anpassbare Übermittlung der Kommunikationsdaten bzw. des Kommunikationssignals geschaffen wird.
Insbesondere kann die Speichereinrichtung ein Schieberegister aufweisen. Dabei kann die Empfangseinrichtung ausgebildet sein, um die Kommunikationsdaten an die Speichereinrichtung weiterzuleiten. Auch kann die Sendeeinrichtung ausgebildet sein, um die Kommunikationsdaten von der Speichereinrichtung zu empfangen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass durch das Schieberegister eine einfach zu realisierende Art der Zwischenspeicherung ermöglicht wird, welche die beabsichtigte Art der Signalübermittlung bzw.
Datenübermittlung vorteilhaft unterstützt bzw. ergänzt.
Auch kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, um die Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung abhängig von den Kommunikationsdaten zu verändern. Hierbei können die Kommunikationsdaten eine Information dahin gehend aufweisen, wie die Kommunikationsdaten zu verändern sind. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Veränderung der
Kommunikationsdaten ordnungsgemäß und exakt entsprechend den Vorgaben in den Kommunikationsdaten durchgeführt werden kann. Dies erhöht eine
Zuverlässigkeit und Fehlerfreiheit der Kommunikation. Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, um die Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung zu verändern, wenn die Kommunikationsdaten an die Sensorvorrichtung adressiert sind. Ein Teilabschnitt der Kommunikationsdaten kann somit eine Adressinformation aufweisen. Wenn die Adressinformation angibt, dass die Kommunikationsdaten an die Sensorvorrichtung adressiert sind, erfolgt eine Veränderung der Kommunikationsdaten in der Speichervorrichtung mittels der Steuereinrichtung. Auch kann ein Teil der Kommunikationsdaten an die Sensorvorrichtung adressiert sein und ein weiterer Teil der Kommunikationsdaten an eine weitere Sensorvorrichtung adressiert sein. Wenn die Kommunikationsdaten zumindest in einem Teilabschnitt derselben an eine andere Sensorvorrichtung adressiert sind, kann die Steuereinrichtung
ausgebildet sein, um die Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung derart zu verändern, dass der nicht an die Sensorvorrichtung adressierte Teil der Kommunikationsdaten unverändert beibehalten wird. Eine solche
Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Sensorvorrichtung in dem
Sensorsystem zielgerichtet, zuverlässig und sicher adressiert werden kann. Somit erhält die Sensorvorrichtung genau die Kommunikationsdaten, welche auch für die Sensorvorrichtung bestimmt sind. Nicht für die Sensorvorrichtung bestimmte Kommunikationsdaten können unverändert weitergereicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, um in einem Notfallmodus Notfalldaten bereitzustellen und die Sendeeinrichtung kann ausgebildet sein, um das die Notfalldaten repräsentierende
Kommunikationssignal auszusenden. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, um die Notfalldaten in die Speichereinrichtung zu schreiben und die Sendeeinrichtung kann ausgebildet sein, um die Notfalldaten aus der Speichereinrichtung auszulesen. Dabei können in der Speichereinrichtung vorhandene Kommunikationsdaten, beispielsweise auch an andere
Sensorvorrichtungen adressierte oder von anderen Sensorvorrichtungen ausgegebene Kommunikationsdaten durch die Notfalldaten überschrieben werden. Der Notfallmodus kann durch ein Notfallereignis ausgelöst werden, beispielsweise durch von der Erfassungseinrichtung erfasste Sensordaten. Somit können die Notfalldaten von der Steuereinrichtung ausgelöst durch das
Notfallereignis bereitgestellt und von der Sendeeinrichtung ausgesendet werden. Auf diese Weise können die Notfalldaten ohne Verzögerung ausgesendet werden.
Ferner kann zumindest eine Schalteinrichtung vorgesehen sein, die ausgebildet ist, um in einem ersten Schaltzustand die Empfangseinrichtung mit der ersten Leistungsversorgungsleitung und die Sendeeinrichtung mit der zweiten
Leistungsversorgungsleitung zu koppeln und um in einem zweiten Schaltzustand die Empfangseinrichtung mit der zweiten Leistungsversorgungsleitung und die
Sendeeinrichtung mit der ersten Leistungsversorgungsleitung zu koppeln. Bei der zumindest einen Schalteinrichtung kann es sich um einen Leistungsschalter oder ein anderes geeignetes Schaltelement handeln. Somit kann eine
Kommunikationsrichtung des Kommunikationssignals bezüglich der
Sensorvorrichtung umgekehrt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Sensorvorrichtung eine weitere Empfangseinrichtung und eine weitere
Sendeeinrichtung aufweisen. Hierbei kann auch eine weitere Speichereinrichtung vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Speichereinrichtung ausgebildet sein, um einen bidirektionalen Fluss von Kommunikationsdaten zu ermöglichen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein bidirektionaler Kommunikationsweg für Kommunikationssignale geschaffen wird.
Somit ist die Sensorvorrichtungen vielseitiger und flexibler einsetzbar.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Einstelleinrichtung zum Einstellen einer Übertragungscharakteristik des Sensorsystems vorgesehen sein. Dabei kann die Einstelleinrichtung ausgebildet sein, um eine Sendeeigenschaft der
Sendeeinrichtung zu verändern. Zusätzlich oder alternativ kann die
Einstelleinrichtung ausgebildet sein, um zumindest eine Induktivität und/oder eine Kapazität zwischen die erste Leistungsversorgungsleitung und die zweite
Leistungsversorgungsleitung zu schalten. Zusätzlich oder alternativ kann die Einstelleinrichtung ausgebildet sein, um eine Datenübertragung zwischen der
Empfangseinrichtung und der Sendeeinrichtung zu unterbrechen. Somit kann das Einstellen der Übertragungscharakteristik ein Verändern der
Sendeeigenschaft und/oder ein Zuschalten der zumindest einen Induktivität und/oder Kapazität und/oder ein Unterbrechen der Datenübertragung umfassen. Die Einstelleinrichtung kann ausgebildet sein, um das Einstellen unter
Verwendung von Einstelldaten durchzuführen. Die Einstelleinrichtung kann hierbei ausgebildet sein, um die Einstelldaten als Teil des
Kommunikationssignals von dem Steuergerät und/oder einer weiteren
Sensorvorrichtung zu empfangen. Bei dem Verändern der Sendeeigenschaft kann beispielsweise die Trägerfrequenz entsprechend angepasst werden, um insbesondere eine resonante Überhöhung eines komplexen Widerstandes bzw. einer Impedanz der Zelle zu erreichen. Dadurch kann eine gute Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangsseite bzw. Empfangs- und Sendeseite der Sensorvorrichtung erhalten werden. Durch Wahl der Trägerfrequenz
insbesondere im Megahertzbereich erreicht die komplexe Impedanz einer Zelle vorteilhaft hohe Werte, beispielsweise Werte von über 10 Ohm bis weit über 100 Ohm oder sogar mehreren 1000 Ohm. Insbesondere kann die EinStelleinrichtung ausgebildet sein, um innerhalb der Zelle oder der Sensorvorrichtung bei bestimmten Frequenzen Schwingkreise bzw. Resonanz zu erzeugen, um eine Resonanzüberhöhung des komplexen Widerstandes bzw. der Impedanz der Zelle zu erreichen. Auch durch die zuschaltbare Induktivität und/oder Kapazität, beispielsweise zumindest eine diskrete oder integrierte Kapazität bzw.
Induktivität, kann die Resonanzüberhöhung gezielt günstig beeinflusst werden. Dabei kann die Impedanz der Zelle, insbesondere aufgrund induktiver Effekte, einen ausreichend hohen Wert erreichen, um Sende- und Empfangsseite der Sensorvorrichtung voneinander zu isolieren. Somit kann verhindert werden, dass ein Ausgang bzw. die Sendeeinrichtung und ein Eingang bzw. die
Empfangseinrichtung der Sensorvorrichtung kurzgeschlossen werden. Bei einem Unterbrechen der Datenübertragung mittels der Einstelleinrichtung kann das Kommunikationssignal an einem Durchlaufen der Sensorvorrichtung gehindert sein. Das Unterbrechen der Datenübertragung kann ein Ausschalten der
Sensorvorrichtung bewirken. Die Einstelleinrichtung kann somit auch ausgebildet sein, um ein Ausschalten der Sensorvorrichtung zu bewirken. Wenn die
Sensorvorrichtung ausgeschaltet bzw. die Datenübertragung durch dieselbe hindurch unterbrochen ist, kann damit eine Übertragung des
Kommunikationssignals über eine Zelle getestet werden. Genau gesagt kann hierbei überprüft werden, ob ein Kommunikationssignal den komplexen
Widerstand der Zelle überwinden kann oder nicht. Dazu kann beispielsweise die Datenübertragung durch eine Sensorvorrichtung hindurch mittels der
Einstelleinrichtung unterbrochen werden. Hierbei kann dann geprüft werden, ob ein Kommunikationssignal, das von einer der Sensorvorrichtung vorgeschalteten
Sensorvorrichtung gesendet wird, von einer der Sensorvorrichtung
nachgeschalteten Sensorvorrichtung empfangen wird. Wenn das
Kommunikationssignal bei abgeschalteter Sensorvorrichtung die Zelle, welche dieser Sensorvorrichtung zugeordnet ist, durchlaufen kann, so kann mittels einer beispielsweise in der vorgeschalteten Sensorvorrichtung angeordneten
Einstelleinrichtung die Sendeeigenschaft verändert werden und/oder können kapazitive oder induktive Elemente zugeschaltet werden, sodass die
nachgeschaltete Sensorvorrichtung kein Kommunikationssignal empfängt. Auf diese Weise kann die Übertragungscharakteristik des Sensorsystems genau, flexibel und zuverlässig auch während eines Betriebs des Sensorsystems bzw. des elektrischen Energiespeichers eingestellt werden, um eine fehlerfreie und sichere Kommunikation innerhalb des Sensorsystems zu bewirken.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Empfangseinrichtung ausgebildet ist, um das Kommunikationssignal gemäß einem OFDM-Verfahren zu empfangen, und zusätzlich oder alternativ die Sendeeinrichtung ausgebildet ist, um das
Kommunikationssignal gemäß einem OFDM-Verfahren zu senden. Zur
Übertragung des Kommunikationssignals kann somit ein OFDM-Verfahren (Orthogonales Frequenzmultiplexverfahren; OFDM = Orthogonal Frequency- Division Multiplexing) genutzt werden. Einer Sensorvorrichtung in dem
Sensorsystem bzw. dem elektrischen Energiespeicher kann ein spezifisches OFDM-Band zugeteilt werden, wodurch ein Übersprechen (cross-talk) über mehrere Sensorvorrichtungen weiterer Zellen hinweg verhindert werden kann und somit die Kommunikation nicht stört.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Batterieelement für einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher, wobei das Batterieelement folgende Merkmale aufweist: eine Zelle des mehrzelligen elektrischen Energiespeichers, wobei die Zelle mittels einer ersten Leistungsversorgungsleitung mit einer weiteren Zelle oder einem ersten Batteriepol des elektrischen Energiespeichers verbindbar oder verbunden ist und mittels einer zweiten Leistungsversorgungsleitung mit einer weiteren Zelle oder einem zweiten Batteriepol des elektrischen Energiespeichers verbindbar oder verbunden ist; und eine vorstehend genannte Sensorvorrichtung, wobei die Sensorvorrichtung zwischen die erste Leistungsversorgungsleitung und die zweite
Leistungsversorgungsleitung der Zelle schaltbar oder geschaltet ist.
In Verbindung mit dem Batterieelement kann eine vorstehend genannte
Sensorvorrichtung vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden. Eine Mehrzahl solcher Batterieelemente kann einen elektrischen Energiespeicher mit einem Sensorsystem bilden. Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Sensorsystem für einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher, wobei das Sensorsystem folgende Merkmale aufweist: zumindest zwei vorstehend genannte Sensorvorrichtungen; und ein Steuergerät mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen eines
Kommunikationssignals von zumindest einer der Sensorvorrichtungen und mit einer Sendeeinrichtung zum Senden eines Kommunikationssignals an zumindest eine der Sensorvorrichtungen, wobei das Steuergerät zwischen einen ersten Batteriepol und einen zweiten Batteriepol des mehrzelligen elektrischen
Energiespeichers schaltbar oder geschaltet ist.
In Verbindung mit dem Sensorsystem kann eine vorstehend genannte
Sensorvorrichtung vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden. Dabei kann ein Kommunikationssignalweg von der Sendeeinrichtung des Steuergeräts über die zumindest zwei Sensorvorrichtungen zu der Empfangseinrichtung des
Steuergeräts ausbildbar oder ausgebildet sein. Die Empfangseinrichtung und die Sendeeinrichtung des Steuergeräts können funktional der Empfangseinrichtung und der Sendeeinrichtung der Sensorvorrichtungen entsprechen. Das
Steuergerät kann ausgebildet sein, um von den Sensorvorrichtungen
empfangene Kommunikationssignale bzw. Kommunikationsdaten zu speichern, zu verarbeiten und/oder über eine Schnittstelle aus dem elektrischen
Energiespeicher auszugeben. Die zumindest zwei Sensorvorrichtungen können in Reihe geschaltet und/oder parallel geschaltet sein. Wenn eine Mehrzahl von Sensorvorrichtungen vorgesehen ist, können zumindest zwei
Sensorvorrichtungen in Reihe geschaltet sein und/oder können zumindest zwei Sensorvorrichtungen parallel geschaltet sein.
Ferner kann zumindest eine Schalteinrichtung mit einer der Schalteinrichtung zugeordneten Kapazität zur Kommunikationssignalübertragung bei geöffneter Schalteinrichtung vorgesehen sein. Dabei kann die Schalteinrichtung mit der Kapazität zwischen eine erste der Sensorvorrichtungen in einer ersten Zelle und eine zweite der Sensorvorrichtungen in einer zweiten Zelle schaltbar oder geschaltet sein. Bei den Kapazitäten kann es sich beispielsweise um
Kondensatoren, gezielte oder parasitäre Kapazitäten der Schalteinrichtungen handeln. Jeweils eine Kapazität kann mit einer Schalteinrichtung parallel geschaltet sein oder eine inhärente parasitäre Kapazität der Schalteinrichtung aufweisen. Somit kann auch bei geöffneter zugeordneter Schalteinrichtung eine Weiterleitung eines Kommunikationssignals ermöglicht werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Kommunikation für eine Sensorvorrichtung für eine Zelle eines mehrzelligen elektrischen
Energiespeichers, wobei die Sensorvorrichtung als ein Teil eines Sensorsystems mit zumindest einer weiteren Sensorvorrichtung und einem Steuergerät anordenbar ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Empfangen eines Kommunikationssignals von dem Steuergerät oder einer weiteren Sensorvorrichtung über eine erste Leistungsversorgungsleitung der Zelle mittels einer Empfangseinrichtung;
Zwischenspeichern von durch das Kommunikationssignal repräsentierten Kommunikationsdaten mittels einer Speichereinrichtung;
Erfassen von Sensordaten hinsichtlich der Zelle des elektrischen
Energiespeichers mittels einer Erfassungseinrichtung;
Verändern der Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung abhängig von den Sensordaten mittels einer Steuereinrichtung; und Senden eines Kommunikationssignals, das die Kommunikationsdaten der
Speichereinrichtung repräsentiert, an das Steuergerät oder eine weitere
Sensorvorrichtung über eine zweite Leistungsversorgungsleitung der Zelle mittels einer Sendeeinrichtung. In Verbindung mit dem Verfahren zur Kommunikation kann eine vorstehend genannte Sensorvorrichtung vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden. Auch kann in Verbindung mit dem Verfahren zur Kommunikation ein vorstehend genanntes Batterieelement bzw. ein vorstehend genanntes Sensorsystem vorteilhaft eingesetzt bzw. verwendet werden. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem
Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung des oben genannten Verfahrens verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers mit einem Sensorsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers mit einem Sensorsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers mit einem Sensorsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind der elektrische Energiespeicher 100 bzw. eine Batterie mit beispielhaft drei Zellen 102 bzw. Batteriezellen, die jeweils einen symbolisch und schematisch dargestellten Scheinwiderstand Z bzw. einen Betrag einer komplexen Impedanz aufweisen, einem ersten Batteriepol 104 und einem zweiten Batteriepol 106, und das Sensorsystem 1 10 mit einem Steuergerät 120, das eine Empfangseinrichtung 122 bzw. einen Empfänger und eine
Sendeeinrichtung 128 bzw. einen Sender aufweist, und mit beispielhaft drei Sensorvorrichtungen 130 bzw. Batteriesensoren, die jeweils eine Empfangseinrichtung 132, eine Speichereinrichtung 134 bzw. ein Schieberegister (n-bit-Schieberegister), eine Steuereinrichtung 136 bzw. einen Controller und eine Sendeeinrichtung 138 aufweisen. Auch ist beispielhaft und
darstellungsbedingt ein Batterieelement 140 dargestellt. Ferner ist in Fig. 1 ein Datenfluss bzw. eine Datenflussrichtung mittels Richtungspfeilen symbolisch dargestellt. Zudem sind in Fig. 1 Leistungsversorgungsleitungen gezeigt, mittels derer die Zellen 102 miteinander bzw. mit den Batteriepolen 104 und 106 elektrisch verbunden sind. Der elektrische Energiespeicher 100 weist gemäß dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die drei Zellen 102 bzw.
Batteriezellen, den ersten Batteriepol 104 und den zweiten Batteriepol 106 auf. Der erste Batteriepol 104 ist mittels einer ersten der
Leistungsversorgungsleitungen mit einer in Fig. 1 rechts eingezeichneten, ersten der Zellen 102 elektrisch verbunden. Die erste der Zellen 102 ist mittels einer zweiten der Leistungsversorgungsleitungen mit einer in Fig. 1 in der Mitte eingezeichneten, zweiten der Zellen 102 elektrisch verbunden. Die zweite der Zellen 102 ist mittels einer dritten der Leistungsversorgungsleitungen mit einer in Fig. 1 links eingezeichneten, dritten der Zellen 102 elektrisch verbunden. Die dritte der Zellen 102 ist mittels einer vierten der Leistungsversorgungsleitungen mit dem zweiten Batteriepol 106 elektrisch verbunden. Somit sind die Zellen 102 mittels der Leistungsversorgungsleitungen zwischen den ersten Batteriepol 104 und den zweiten Batteriepol 106 in Reihe geschaltet. Das Sensorsystem 1 10 weist gemäß dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Steuergerät 120 und die drei Sensorvorrichtungen 130 auf. Dabei ist eine einzelne Sensorvorrichtung 130 jeweils einer einzelnen Zelle 102 des elektrischen Energiespeichers 100 zugeordnet. Auch wenn es in Fig. 1 nicht dargestellt ist, können in der Praxis bzw. gemäß anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung alternativ oder zusätzlich einer einzelnen Zelle 102 des elektrischen Energiespeichers 100 auch mehrere Sensorvorrichtungen 130 zugeordnet sein und/oder eine einzelne Sensorvorrichtung 130 auch mehreren Zellen 102 des elektrischen
Energiespeichers 100 zugeordnet sein. Das Steuergerät 120 ist elektrisch zwischen den ersten Batteriepol 104 und den zweiten Batteriepol 106 des elektrischen Energiespeichers 100 geschaltet.
Genauer gesagt ist das Steuergerät 120 elektrisch zwischen die erste der Leistungsversorgungsleitungen und die vierte der Leistungsversorgungsleitungen geschaltet. Hierbei ist die Empfangseinrichtung 122 des Steuergeräts 120 mit der vierten der Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden und ist die Sendeeinrichtung 128 des Steuergeräts 120 mit der ersten der
Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden. Dabei ist beispielsweise ein Anschluss der Empfangseinrichtung 122 mittels einer elektrischen Leitung oder dergleichen mit der vierten der Leistungsversorgungsleitungen verbunden und ist ein Anschluss der Sendeeinrichtung 128 mittels einer weiteren
elektrischen Leitung oder dergleichen mit der ersten der
Leistungsversorgungsleitungen verbunden. Auch wenn es in Fig. 1 nicht gezeigt ist, kann das Steuergerät 120 geeignete Einrichtungen zum Speichern und Verarbeiten von Daten aufweisen, wobei solche Einrichtungen elektrisch zwischen die Empfangseinrichtung 122 und die Sendeeinrichtung 128 geschaltet sein können. Insbesondere kann das Steuergerät 120 auch eine
Speichereinrichtung ähnlich den Speichereinrichtungen 134 der
Sensorvorrichtungen 130 aufweisen.
Jede der Sensorvorrichtungen 130 weist eine Empfangseinrichtung 132, eine Speichereinrichtung 134, eine Steuereinrichtung 136 und eine Sendeeinrichtung 138 auf. Hierbei ist die Speichereinrichtung 134 elektrisch zwischen die
Empfangseinrichtung 132 und die Sendeeinrichtung 138 geschaltet. Die
Steuereinrichtung 136 ist mit der Speichereinrichtung 134 elektrisch verbunden.
Auch wenn es in Fig. 1 nicht gezeigt ist, kann jede der Sensorvorrichtungen 130 auch eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Sensordaten hinsichtlich der jeweiligen Zelle 102 des elektrischen Energiespeichers 100 aufweisen. Die Erfassungseinrichtung ist beispielsweise mit der Steuereinrichtung 136 verbunden.
Eine erste der Sensorvorrichtungen 130 ist der ersten der Zellen 102 zugeordnet. Die erste der Sensorvorrichtungen 130 ist elektrisch zwischen die erste der Leistungsversorgungsleitungen und die zweite der
Leistungsversorgungsleitungen geschaltet. Hierbei ist die Empfangseinrichtung
132 mit der ersten der Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden und ist die Sendeeinrichtung 138 mit der zweiten der Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden. Dabei ist beispielsweise ein Anschluss der
Empfangseinrichtung 132 mittels einer elektrischen Leitung oder dergleichen mit der ersten der Leistungsversorgungsleitungen verbunden und ist ein Anschluss der Sendeeinrichtung 138 mittels einer weiteren elektrischen Leitung oder dergleichen mit der zweiten der Leistungsversorgungsleitungen verbunden.
Dabei ist ein Verbindungspunkt bzw. Abgriffspunkt, an dem das Steuergerät 120 bzw. dessen Sendeeinrichtung 128 mit der ersten der
Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden ist, zwischen dem ersten Batteriepol 104 und einem Verbindungspunkt bzw. Abgriffspunkt angeordnet, an dem die erste der Sensorvorrichtungen 130 bzw. deren Empfangseinrichtung 132 mit der ersten der Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden ist.
Eine zweite der Sensorvorrichtungen 130 ist der zweiten der Zellen 102 zugeordnet. Die zweite der Sensorvorrichtungen 130 ist elektrisch zwischen die zweite der Leistungsversorgungsleitungen und die dritte der
Leistungsversorgungsleitungen geschaltet. Hierbei ist die Empfangseinrichtung 132 mit der zweiten der Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden und ist die Sendeeinrichtung 138 mit der dritten der Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden. Dabei ist beispielsweise ein Anschluss der
Empfangseinrichtung 132 mittels einer elektrischen Leitung oder dergleichen mit der zweiten der Leistungsversorgungsleitungen verbunden und ist ein Anschluss der Sendeeinrichtung 138 mittels einer weiteren elektrischen Leitung oder dergleichen mit der dritten der Leistungsversorgungsleitungen verbunden.
Eine dritte der Sensorvorrichtungen 130 ist der dritten der Zellen 102 zugeordnet. Die dritte der Sensorvorrichtungen 130 ist elektrisch zwischen die dritte der Leistungsversorgungsleitungen und die vierte der Leistungsversorgungsleitungen geschaltet. Hierbei ist die Empfangseinrichtung 132 mit der dritten der
Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden und ist die
Sendeeinrichtung 138 mit der vierten der Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden. Dabei ist beispielsweise ein Anschluss der
Empfangseinrichtung 132 mittels einer elektrischen Leitung oder dergleichen mit der dritten der Leistungsversorgungsleitungen verbunden und ist ein Anschluss der Sendeeinrichtung 138 mittels einer weiteren elektrischen Leitung oder dergleichen mit der vierten der Leistungsversorgungsleitungen verbunden. Dabei ist ein Verbindungspunkt bzw. Abgriffspunkt, an dem das Steuergerät 120 bzw. dessen Empfangseinrichtung 122 mit der vierten der
Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden ist, zwischen dem zweiten Batteriepol 106 und einem Verbindungspunkt bzw. Abgriffspunkt angeordnet, an dem die dritte der Sensorvorrichtungen 130 bzw. deren Sendeeinrichtung 138 mit der vierten der Leistungsversorgungsleitungen elektrisch verbunden ist.
Das Batterieelement 140 weist eine der Zellen 102 und eine der
Sensorvorrichtungen 130 auf. In Fig. 1 ist lediglich ein Batterieelement 140 von drei gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorhandenen Batterieelementen eingezeichnet. Das in Fig. 1 explizit gezeigte Batterieelement 140 weist die zweite der Zellen 102 und die zweite der Sensorvorrichtungen 130 auf. Das Batterieelement 140 kann ein Gehäuse aufweisen, in dem die Zelle 102 und die Sensorvorrichtungen 130 dieses Batterieelements 140 angeordnet sind. Die erste der Zellen 102 und die erste der Sensorvorrichtungen 130 bilden ebenfalls ein Batterieelement 140 und die dritte der Zellen 102 und die dritte der
Sensorvorrichtungen 130 bilden ebenfalls ein Batterieelement 140. Somit kann die Gesamtheit des elektrischen Energiespeichers 100 sowie des Sensorsystems 1 10 das Steuergerät und die Batterieelemente 140 aufweisen.
In Betrieb des Sensorsystems 1 10 kann gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein ringähnlicher Datenfluss erfolgen. Hierbei wird ein Kommunikationssignal mittels der Sendeeinrichtung 128 des Steuergeräts 120 über die erste der Leistungsversorgungsleitungen an die Empfangseinrichtung 132 der ersten der Sensorvorrichtungen 130
übermittelt. Basierend auf dem Kommunikationssignal und/oder einer
verarbeiteten Version desselben wird mittels der Sendeeinrichtung 138 der ersten der Sensorvorrichtungen 130 über die zweite der
Leistungsversorgungsleitungen ein Kommunikationssignal an die
Empfangseinrichtung 132 der zweiten der Sensorvorrichtungen 130 übermittelt.
Basierend auf dem Kommunikationssignal und/oder einer verarbeiteten Version desselben wird mittels der Sendeeinrichtung 138 der zweiten der
Sensorvorrichtungen 130 über die dritte der Leistungsversorgungsleitungen ein Kommunikationssignal an die Empfangseinrichtung 132 der dritten der
Sensorvorrichtungen 130 übermittelt. Basierend auf dem Kommunikationssignal und/oder einer verarbeiteten Version desselben wird mittels der Sendeeinrichtung 138 der dritten der Sensorvorrichtungen 130 über die vierte der Leistungsversorgungsleitungen ein Kommunikationssignal an die
Empfangseinrichtung 122 des Steuergeräts 120 übermittelt. Anders ausgedrückt zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Datenflusses und Aufbaus innerhalb eines elektrischen Energiespeichers 100 bzw. einer Batterie mit drei Zellen 102 bzw. Batteriezellen sowie und eines Aufbaus der Sensorvorrichtungen 130 mit ihren Empfangseinrichtungen 132 und Sendeeinrichtungen 138. Ein schematischer Aufbau eines typischen elektrischen Energiespeichers 100 bzw. einer typischen Batterie in Kombination mit der hier offenbarten Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Beispielhaft sind hier drei
Batteriezellen 102 in Reihenschaltung innerhalb des elektrischen
Energiespeichers 100 dargestellt, es können in der Praxis aber auch einhundert oder mehr Zellen 102 sein. Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeder Zelle 102 ist eine Sensorvorrichtung 130 bzw. ein Batteriesensor zugeordnet. Eine solche Sensorvorrichtung 130 kann sich wie dargestellt an, aber auch innerhalb der zugeordneten Zelle 102 befinden. Eine solche
Sensorvorrichtung 130 ist elektrisch zwischen den Pluspol und den Minuspol der zugeordneten Zelle 102 geschaltet.
In Betrieb kommunizieren schrittweise jeweils benachbarte Sensorvorrichtungen 130 oder das Steuergerät 120 und eine Sensorvorrichtung 130 miteinander. Dabei kann eine Kommunikation in eine Richtung verlaufen, wie beispielsweise die dargestellte Datenflussrichtung. Das heißt, dass ein Datum, beispielsweise ein einziges Bit, von dem Steuergerät 120 zu der ersten Sensorvorrichtung 130 übermittelt wird, diese das Bit dann an die zweite Sensorvorrichtung 130 übermittelt und diese wiederum das Bit an die dritte Sensorvorrichtung 130 übermittelt, welche das Bit dann wieder an das Steuergerät 120 sendet. Es entsteht also gewissermaßen eine Eimerkette, bei der Bits reihum vom
Steuergerät 120 durch die Sensorvorrichtungen 130 und zurück zum Steuergerät
120 gesandt werden und dabei die Speichereinrichtungen 134 bzw.
Schieberegister in den Sensorvorrichtungen 130 und dem Steuergerät 120 durchlaufen. Dabei können mehrere aufeinanderfolgende Bits ein Datenwort darstellen, welches z. B. eine Sensoradresse und/oder einen Befehl und/oder ein Datenpaket mit Kommunikationsdaten umfasst. In jeder der Sensorvorrichtungen
130 können mittels der Steuereinrichtung 136 Bits geändert und/oder hinzugefügt werden, bevor das Datenwort weiter übermittelt wird. So kann eine logisch bidirektionale Kommunikationsverbindung unter den Sensorvorrichtungen 130 und dem Steuergerät 120 aufgebaut werden. Die Kommunikation kann auch in wechselnden Richtungen erfolgen.
Für die Kommunikation zwischen dem Steuergerät 120 und den
Sensorvorrichtungen 130 können unterschiedliche geeignete
Kommunikationsverfahren und Kommunikationsprotokolle eingesetzt werden. Beispielsweise können die Sensorvorrichtungen 130 mit eindeutigen Adressen versehen sein und das Steuergerät 120 kann ausgebildet sein, um einen oder mehrerer der Sensorvorrichtungen 130 mittels der eindeutigen Adressen zu adressieren. Ansprechend auf eine Adressierung durch das Steuergerät 120 kann die adressierte Sensorvorrichtung 130 oder können die adressierten Sensorvorrichtungen 130 ausgebildet sein, um Kommunikationsdaten an das Steuergerät 120 auszusenden. Auch können die Sensorvorrichtungen 130 ausgebildet sein, um ohne eine Adressierung durch das Steuergerät 120 Kommunikationsdaten an das Steuergerät 120 auszusenden. Beispielsweise kann eine Sensorvorrichtung 130 ausgebildet sein, um abhängig von durch die Sensorvorrichtung 130 erfassten Sensordaten, beispielsweise abhängig von einem Verlauf oder einem Wert erfasster Sensordaten, Kommunikationsdaten an das Steuergerät 120 auszusenden. Beispielsweise kann eine Sensorvorrichtung 130 ausgebildet sein, um unter Ignorierung anderer gespeicherter oder empfangener Kommunikationsdaten jederzeit eine Notfallmeldung an das Steuergerät 120 auszusenden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers mit einem Sensorsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem elektrischen Energiespeicher bzw. dem Sensorsystem kann es sich um den elektrischen Energiespeicher bzw. das Sensorsystem aus Fig. 1 handeln, mit dem Unterschied, dass verglichen mit Fig. 1 der elektrische
Energiespeicher und das Sensorsystem in Fig. 2 vereinfacht bzw. mit weniger gezeigten Elementen, insbesondere ohne die Sensorvorrichtungen, und auf andere Weise verschaltet dargestellt sind. Gezeigt sind beispielhaft neun Zellen 102, der erste Batteriepol 104, der zweite Batteriepol 106, das Steuergerät 120, beispielhaft vier Schalter 250 bzw. Leistungsschalter bzw. Schalteinrichtungen und beispielhaft vier den Schaltern 250 zugeordnete Kapazitäten 255. Auch wenn es in Fig. 2 nicht gezeigt ist, so ist jeder der Zellen 102 eine jeweilige Sensorvorrichtung zugeordnet. Somit kann jede der Zellen mit einer
zugeordneten Sensorvorrichtung ein Batterieelement darstellen, wie in Fig. 1 beschrieben. Eine solche Sensorvorrichtung kann, wie in Fig. 1 dargestellt, an der jeweiligen Zelle 102 oder auch innerhalb der jeweiligen Zelle 102 angeordnet sein. Die Schalter 250 und Kapazitäten 255 können hierbei optional sein und bei anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weggelassen oder anders angeordnet sein. Die Zellen 102 sind elektrisch zwischen den ersten Batteriepol 104 und den zweiten Batteriepol 106 geschaltet.
Bei den Kapazitäten 255 handelt es sich beispielsweise um Kondensatoren, gezielte oder parasitäre Kapazitäten der Schalter 250. Jeweils eine Kapazität 255 ist mit einem Schalter 250 parallel geschaltet oder es handelt sich dabei um eine inhärente parasitäre Kapazität des Schalters 250. Eine solche Kapazität 255 ist ausgebildet, um auch bei geöffnetem zugeordnetem Schalter 250 eine
Weiterleitung eines Kommunikationssignals zu ermöglichen. Somit ist ein solcher Schalter 250 mit einer solchen zugeordneten Kapazität 255 ausgebildet, um eine Leistungsversorgung für elektrochemische Prozesse zumindest einer Zelle 102 zu unterbrechen, aber ein Kommunikationssignal für diese zumindest eine Zelle 102 durchzulassen.
Hinsichtlich der Verschaltung der Zellen 102, und der zugeordneten
Sensorvorrichtungen, ist in Fig. 2 eine beispielhafte Variante einer Verschaltung mit einer Kombination aus Reihenschaltungen und Parallelschaltungen gezeigt. Ausgehend von dem ersten Batteriepol 104 ist ein Abgriffspunkt, an dem das
Steuergerät 120 mit der an dem ersten Batteriepol 104 angeschlossenen Leistungsversorgungsleitung elektrisch verbunden ist, zwischen dem ersten Batteriepol 104 und einem Verzeigungspunkt angeordnet. An dem
Verzeigungspunkt verzweigt sich die Verschaltung in eine erste Parallelschaltung aus beispielhaft zwei parallel geschalteten Zweigen. Ein erster Zweig weist beispielhaft drei der Zellen 102 in Reihenschaltung zwischen einem ersten und einem zweiten der Schalter 250 auf. Ein zweiter Zweig weist einen dritten der Schalter 250 auf. Die erste Parallelschaltung ist zwischen den Verzeigungspunkt und einen Vereinigungspunkt geschaltet. An dem Vereinigungspunkt vereinigen sich die Zweige der ersten Parallelschaltung wieder. Zwischen den
Vereinigungspunkt und einen Abgriffspunkt, an dem das Steuergerät 120 mit der an dem zweiten Batteriepol 106 angeschlossenen Leistungsversorgungsleitung elektrisch verbunden ist, sind eine Kombination aus einer Reihenschaltung und einer Parallelschaltung von Zellen 102 sowie ein vierter der Schalter 250 geschaltet. Dabei ist die Kombination aus Reihenschaltung und Parallelschaltung von Zellen 102 zwischen dem Vereinigungspunkt und dem vierten der Schalter
250 geschaltet. Hierbei ist eine zweite Parallelschaltung aus vier der Zellen 102 mit zwei weiteren Zellen 102 in Reihe geschaltet. Der Abgriffspunkt, an dem das Steuergerät 120 mit der an dem zweiten Batteriepol 106 angeschlossenen Leistungsversorgungsleitung elektrisch verbunden ist, ist zwischen dem vierten der Schalter 250 und dem zweiten Batteriepol 106 angeordnet.
Anders ausgedrückt zeigt Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Topologie innerhalb des elektrischen Energiespeichers, und somit auch innerhalb des Sensorsystems. In Fig. 2 sind implizit exemplarisch verschiedene denkbare Topologien abgebildet. Eine mögliche Topologie kann eine Serienschaltung von Zellen 102 und zugeordneten Sensorvorrichtungen, eine Parallelschaltung von Zellen 102 und zugeordneten Sensorvorrichtungen, eine Kombination aus Serienschaltung und Parallelschaltung von Zellen 102 und zugeordneten Sensorvorrichtungen, optionale Schalter 250 zur Abkoppelung von Teilbereichen von Zellen 102 und zugeordneten Sensorvorrichtungen, etc.
aufweisen. Es kann eine beliebige Kombination aus Reihenschaltung und Parallelschaltung von Zellen 102 und zugeordneten Sensorvorrichtungen vorgesehen sein. Auch sind Schalter 250 denkbar, welche einzelne Zellen 102 oder Zellmodule, d. h. Untereinheiten des elektrischen Energiespeichers mit mehr als einer Zelle 102, von einem Hauptstrang der Zellen 102 abtrennen und gegebenenfalls überbrücken.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zur Kommunikation für eine Sensorvorrichtung für eine Zelle eines mehrzelligen elektrischen
Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Dabei ist die Sensorvorrichtung als ein Teil eines Sensorsystems mit zumindest einer weiteren Sensorvorrichtung und einem Steuergerät anordenbar.
Das Verfahren 300 weist einen Schritt des Empfangens 310 eines
Kommunikationssignals von dem Steuergerät oder einer weiteren
Sensorvorrichtung über eine erste Leistungsversorgungsleitung der Zelle einer Empfangseinrichtung auf. Bei der Empfangseinrichtung kann es sich um eine Empfangseinrichtung einer Sensorvorrichtung aus Fig. 1 handeln. Das Verfahren 300 weist auch einen Schritt des Zwischenspeicherns 320 von durch das Kommunikationssignal repräsentierten Kommunikationsdaten mittels einer Speichereinrichtung auf. Bei der Speichereinrichtung kann es sich um eine
Speichereinrichtung einer Sensorvorrichtung aus Fig. 1 handeln. Ferner weist das Verfahren 300 einen Schritt des Erfassens 330 von Sensordaten hinsichtlich der Zelle des elektrischen Energiespeichers mittels einer Erfassungseinrichtung auf. Insbesondere die Schritte des Zwischenspeicherns 320 und des Erfassens 330 können in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Bei der
Erfassungseinrichtung kann es sich um eine Erfassungseinrichtung einer Sensorvorrichtung aus Fig. 1 handeln. Zudem weist das Verfahren 300 einen Schritt des Veranderns 340 der Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung abhängig von den Sensordaten mittels einer Steuereinrichtung auf. Bei der Steuereinrichtung kann es sich um eine Steuereinrichtung einer
Sensorvorrichtung aus Fig. 1 handeln. Das Verfahren 300 weist auch einen Schritt des Sendens 350 eines Kommunikationssignals, das die
Kommunikationsdaten der Speichereinrichtung repräsentiert, an das Steuergerät oder eine weitere Sensorvorrichtung über eine zweite
Leistungsversorgungsleitung der Zelle mittels einer Sendeeinrichtung auf. Bei der
Sendeeinrichtung kann es sich um eine Sendeeinrichtung einer
Sensorvorrichtung aus Fig. 1 handeln. Das Verfahren 300 kann in Verbindung mit zumindest einer Sensorvorrichtung aus Fig. 1 bzw. dem elektrischen
Energiespeicher aus den Fig. 1 bzw. dem Sensorsystem aus den Figuren 1 bzw. 2 vorteilhaft ausgeführt werden.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 weitere
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen insbesondere auch ein
Kommunikationsverfahren für Sensorvorrichtungen 130 bzw. Sensoren in einem elektrischen Energiespeicher 100 bzw. Batteriepack, und insbesondere zwischen Sensorvorrichtungen 130 und zumindest einem Steuergerät 120 innerhalb eines elektrischen Energiespeichers 100, z. B. einer Lithium-Ionen-Batterie für ein Elektrofahrzeug. Einsatzmöglichkeiten sind beispielsweise leistungsstarke Zellen und Batterien, insbesondere auch Lithium-Ionen-Zellen und -Batterien.
Insbesondere betreffen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine besondere Ausprägung einer Powerline-Kommunikation, welche Vorteile bei einer häufigen Topologie mit allen oder vielen in Reihe geschalteten Zellen 102 bietet. Insbesondere kann gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine universelle Kommunikationsschnittstelle geschaffen werden, die Sende- und Empfangseinrichtungen für Sensorvorrichtungen 130 und
Steuergerät 120 aufweist. Eine solche Kommunikationsschnittstelle kann eine Kommunikation und Verkabelung von seriell und/oder parallel verschalteten Sensorvorrichtungen 130 erleichtern. Beispielsweise kann hier eine CAN- ähnliche (CAN, Controller Area Network) Arbitrierung, z. B. mit
rezessiv/dominanter Ausprägung, zwischen parallel geschalteten
Sensorvorrichtungen 130 eingesetzt werden, wobei eindeutige und mit einer Gewichtung versehene Adressen - beispielsweise aus den Seriennummern der Sensorvorrichtungen 130 bzw. Zellen 102 automatisch abgeleitet - eine automatische Kollisionsvermeidung ermöglichen. Sensorvorrichtungen 130 in einer Parallelschaltung können hierbei ihre Daten beispielsweise nacheinander oder wechselweise in den Ring-Datenstrom einspeisen.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Claims

Ansprüche
1 . Sensorvorrichtung (130) für eine Zelle (102) eines mehrzelligen elektrischen Energiespeichers (100), wobei die Sensorvorrichtung (130) als ein Teil eines Sensorsystems (1 10) mit zumindest einer weiteren Sensorvorrichtung (130) und einem Steuergerät (120) anordenbar ist, wobei die Sensorvorrichtung (130) folgende Merkmale aufweist: eine Empfangseinrichtung (132) zum Empfangen eines
Kommunikationssignals von dem Steuergerät (120) oder einer weiteren Sensorvorrichtung (130) über eine erste Leistungsversorgungsleitung der Zelle (102); eine Speichereinrichtung (134) zum Zwischenspeichern von durch das Kommunikationssignal repräsentierten Kommunikationsdaten; eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Sensordaten hinsichtlich der Zelle (102) des elektrischen Energiespeichers (100); eine Steuereinrichtung (136) zum Verändern der Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung (134) abhängig von den Sensordaten; und eine Sendeeinrichtung (138) zum Senden eines Kommunikationssignals, das die Kommunikationsdaten der Speichereinrichtung (134) repräsentiert, an das Steuergerät (120) oder eine weitere Sensorvorrichtung (130) über eine zweite Leistungsversorgungsleitung der Zelle (102).
2. Sensorvorrichtung (130) gemäß Anspruch 1 , bei der die
Empfangseinrichtung (132) ausgebildet ist, das Kommunikationssignal zu demodulieren, um die Kommunikationsdaten zu erzeugen, und die
Sendeeinrichtung (138) ausgebildet ist, die Kommunikationsdaten der Speichereinrichtung (134) zu modulieren, um das Kommunikationssignal zu erzeugen.
Sensorvorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Speichereinrichtung (134) ein Schieberegister aufweist, wobei die Empfangseinrichtung (132) ausgebildet ist, die Kommunikationsdaten an die Speichereinrichtung (134) weiterzuleiten, wobei die Sendeeinrichtung (138) ausgebildet ist, die Kommunikationsdaten von der Speichereinrichtung (134) zu empfangen.
Sensorvorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (136) ausgebildet ist, die
Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung (134) abhängig von den Kommunikationsdaten zu verändern.
Sensorvorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (136) ausgebildet ist, die
Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung (134) zu verändern, wenn die Kommunikationsdaten an die Sensorvorrichtung (130) adressiert sind.
Sensorvorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit zumindest einer Schalteinrichtung, die ausgebildet ist, in einem ersten Schaltzustand die Empfangseinrichtung (132) mit der ersten
Leistungsversorgungsleitung und die Sendeeinrichtung (138) mit der zweiten Leistungsversorgungsleitung zu koppeln und in einem zweiten Schaltzustand die Empfangseinrichtung (132) mit der zweiten Leistungsversorgungsleitung und die Sendeeinrichtung (138) mit der ersten Leistungsversorgungsleitung zu koppeln.
Sensorvorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Einsteileinrichtung zum Einstellen einer Übertragungscharakteristik des Sensorsystems (1 10), wobei die Einsteileinrichtung ausgebildet ist, eine Sendeeigenschaft der Sendeeinrichtung (138) zu verändern, und/oder zumindest eine Induktivität und/oder eine Kapazität zwischen die erste Leistungsversorgungsleitung und die zweite Leistungsversorgungsleitung zu schalten und/oder eine Datenübertragung zwischen der Empfangseinrichtung (132) und der Sendeeinrichtung (138) zu
unterbrechen.
Batterieelement (140) für einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher (100), wobei das Batterieelement (140) folgende Merkmale aufweist: eine Zelle (102) des mehrzelligen elektrischen Energiespeichers (100), wobei die Zelle (102) mittels einer ersten Leistungsversorgungsleitung mit einer weiteren Zelle (102) oder einem ersten Batteriepol (104) des elektrischen Energiespeichers (100) verbindbar oder verbunden ist und mittels einer zweiten Leistungsversorgungsleitung mit einer weiteren Zelle (102) oder einem zweiten Batteriepol (106) des elektrischen
Energiespeichers (100) verbindbar oder verbunden ist; und eine Sensorvorrichtung (130) gemäß einem der vorangegangenen
Ansprüche, wobei die Sensorvorrichtung (130) zwischen die erste
Leistungsversorgungsleitung und die zweite Leistungsversorgungsleitung der Zelle (102) schaltbar oder geschaltet ist.
Sensorsystem (1 10) für einen mehrzelligen elektrischen Energiespeicher (1 10), wobei das Sensorsystem (1 10) folgende Merkmale aufweist: zumindest zwei Sensorvorrichtungen (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8; und ein Steuergerät (120) mit einer Empfangseinrichtung (122) zum Empfangen eines Kommunikationssignals von zumindest einer der Sensorvorrichtungen (130) und mit einer Sendeeinrichtung (128) zum Senden eines
Kommunikationssignals an zumindest eine der Sensorvorrichtungen (130), wobei das Steuergerät (120) zwischen einen ersten Batteriepol (104) und einen zweiten Batteriepol (106) des mehrzelligen elektrischen
Energiespeichers (100) schaltbar oder geschaltet ist.
0. Sensorsystem (1 10) gemäß Anspruch 9, mit zumindest einer
Schalteinrichtung (250) mit einer der Schalteinrichtung (250) zugeordneten Kapazität (255) zur Kommunikationssignalübertragung bei geöffnetem Schalter (250), wobei die Schalteinrichtung (250) mit der Kapazität (255) zwischen eine erste der Sensorvorrichtungen (130) in einer ersten Zelle (102) und eine zweite der Sensorvorrichtungen (130) in einer zweiten Zelle (102) schaltbar oder geschaltet ist. Verfahren (300) zur Kommunikation für eine Sensorvorrichtung (130) für eine Zelle (102) eines mehrzelligen elektrischen Energiespeichers (100), wobei die Sensorvorrichtung (130) als ein Teil eines Sensorsystems (1 10) mit zumindest einer weiteren Sensorvorrichtung (130) und einem Steuergerät (120) anordenbar ist, wobei das Verfahren (300) folgende Schritte aufweist:
Empfangen (310) eines Kommunikationssignals von dem Steuergerät (120) oder einer weiteren Sensorvorrichtung (130) über eine erste
Leistungsversorgungsleitung der Zelle (102) mittels einer
Empfangseinrichtung (132);
Zwischenspeichern (320) von durch das Kommunikationssignal
repräsentierten Kommunikationsdaten mittels einer Speichereinrichtung (134);
Erfassen (330) von Sensordaten hinsichtlich der Zelle (102) des elektrischen Energiespeichers (100) mittels einer Erfassungseinrichtung;
Verändern (340) der Kommunikationsdaten in der Speichereinrichtung (134) abhängig von den Sensordaten mittels einer Steuereinrichtung (136); und
Senden (350) eines Kommunikationssignals, das die Kommunikationsdaten der Speichereinrichtung (134) repräsentiert, an das Steuergerät (120) oder eine weitere Sensorvorrichtung (130) über eine zweite
Leistungsversorgungsleitung der Zelle (102) mittels einer Sendeeinrichtung (138).
PCT/EP2013/058353 2012-05-21 2013-04-23 Sensorvorrichtung für eine zelle, batterieelement und sensorsystem für einen mehrzelligen elektrischen energiespeicher sowie verfahren zur kommunikation für eine sensorvorrichtung Ceased WO2013174589A1 (de)

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DE102012208444.4 2012-05-21

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WO (1) WO2013174589A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2521838A (en) * 2014-01-02 2015-07-08 Ultra Electronics Ltd A system for transmission of data and power
US11402423B2 (en) 2016-12-05 2022-08-02 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Operating component

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014215834A1 (de) * 2014-08-11 2016-02-11 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem und Verfahren zur Kommunikation in einem Batteriesystem
DE102014215830A1 (de) * 2014-08-11 2016-02-11 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem und Verfahren zur Kommunikation in einem Batteriesystem
DE102015208464A1 (de) * 2015-05-07 2016-11-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Akkumulatoranordnung mit einer verbesserten Zustandsüberwachung
DE102015210038A1 (de) * 2015-06-01 2016-12-01 Robert Bosch Gmbh Datenübertragung in einem Batteriesystem
DE102016009376A1 (de) * 2015-08-07 2017-02-09 Marquardt Gmbh Batteriesystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102015219666B4 (de) * 2015-10-12 2023-02-16 Robert Bosch Gmbh Kommunikationssystem für ein Batteriemanagementsystem für eine Batterie und Verfahren zum Betreiben wenigstens eines vorbestimmten Koppelnetzwerks eines solchen Kommunikationssystems
DE102017223665B4 (de) * 2017-12-22 2026-05-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrisches Batteriemodul
DE102019104664A1 (de) * 2019-02-25 2020-08-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Akkumulatoranordnung sowie Verfahren zum Ermitteln des Zustands einer Akkumulatorzelle einer Akkumulatoranordnung
FR3124283B1 (fr) * 2021-06-22 2023-11-17 Psa Automobiles Sa Methode de communication de variables sur un bus de communication de véhicule automobile

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040263321A1 (en) * 2003-06-26 2004-12-30 Abet Technologies, Llc Method and system for bidirectional data and power transmission
US20070236173A1 (en) * 2006-04-06 2007-10-11 Tadao Kimura Battery pack and electric device using the same
US20090214937A1 (en) * 2004-07-07 2009-08-27 Iq Power Licensing Ag Vehicle battery arrangement comprising electronic components
DE102010016175A1 (de) 2009-04-09 2011-08-04 Ford Global Technologies, LLC, Mich. Batterieüberwachungs- und -Steuerungsvorrichtung sowie Verfahren zu deren Verwendung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040263321A1 (en) * 2003-06-26 2004-12-30 Abet Technologies, Llc Method and system for bidirectional data and power transmission
US20090214937A1 (en) * 2004-07-07 2009-08-27 Iq Power Licensing Ag Vehicle battery arrangement comprising electronic components
US20070236173A1 (en) * 2006-04-06 2007-10-11 Tadao Kimura Battery pack and electric device using the same
DE102010016175A1 (de) 2009-04-09 2011-08-04 Ford Global Technologies, LLC, Mich. Batterieüberwachungs- und -Steuerungsvorrichtung sowie Verfahren zu deren Verwendung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2521838A (en) * 2014-01-02 2015-07-08 Ultra Electronics Ltd A system for transmission of data and power
US11402423B2 (en) 2016-12-05 2022-08-02 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Operating component

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