DE102014200094A1 - A battery management system for monitoring and controlling the operation of a battery and battery system having such a battery management system - Google Patents

A battery management system for monitoring and controlling the operation of a battery and battery system having such a battery management system Download PDF

Info

Publication number
DE102014200094A1
DE102014200094A1 DE102014200094.7A DE102014200094A DE102014200094A1 DE 102014200094 A1 DE102014200094 A1 DE 102014200094A1 DE 102014200094 A DE102014200094 A DE 102014200094A DE 102014200094 A1 DE102014200094 A1 DE 102014200094A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
management system
battery management
unit
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102014200094.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Benz
Joerg Schneider
Karsten Haug
Stefan Butzmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102014200094.7A priority Critical patent/DE102014200094A1/en
Publication of DE102014200094A1 publication Critical patent/DE102014200094A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/15—Preventing overcharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemanagementsystem (1) zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren, eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batterie, welches eine Steuergeräteeinheit (2), eine Mehrzahl von jeweils wenigstens einer Batteriezelle zuzuordnenden Zellüberwachungseinheiten (3) und ein Kommunikationssystem zum Senden und/oder Empfangen von Daten umfasst, wobei das Batteriemanagementsystem (1) teilweise zum Betrieb auf Hochspannungspotential und teilweise zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet ist und die Zellüberwachungseinheiten (3) ausschließlich zum Betrieb auf Hochspannungspotential ausgebildet sind.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Batteriesystem mit einer nachladbaren, eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batterie und einem erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystem (1) zum Überwachen und Regeln des Betriebs der Batterie.The present invention relates to a battery management system (1) for monitoring and regulating the operation of a rechargeable battery comprising a plurality of battery cells, comprising a control unit (2), a plurality of cell monitoring units (3) to be associated with at least one battery cell, and a communication system for transmitting and / or receiving data, wherein the battery management system (1) is designed in part for operation at high voltage potential and partly for operation at low voltage potential and the cell monitoring units (3) are designed exclusively for operation at high voltage potential.
The invention further relates to a battery system with a rechargeable battery comprising a plurality of battery cells and a battery management system (1) according to the invention for monitoring and regulating the operation of the battery.

Figure DE102014200094A1_0001
Figure DE102014200094A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriemanagementsystem zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren, eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batterie, welches eine Steuergeräteeinheit, eine Mehrzahl von jeweils wenigstens einer Batteriezelle zuzuordnenden Zellüberwachungseinheiten und ein Kommunikationssystem zum Senden und/oder Empfangen von Daten umfasst, wobei das Batteriemanagementsystem teilweise zum Betrieb auf Hochspannungspotential und teilweise zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet ist.The invention relates to a battery management system for monitoring and regulating the operation of a rechargeable battery comprising a plurality of battery cells which comprises a control unit, a plurality of cell monitoring units to be assigned to at least one battery cell and a communication system for transmitting and / or receiving data, wherein the battery management system partially designed for operation at high voltage potential and partly for operation at low voltage potential.

Ferner betrifft die Erfindung ein Batteriesystem mit einer nachladbaren, eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batterie und einem Batteriemanagementsystem zum Überwachen und Regeln des Betriebs der Batterie.Furthermore, the invention relates to a battery system with a rechargeable, a plurality of battery cells comprehensive battery and a battery management system for monitoring and regulating the operation of the battery.

Stand der TechnikState of the art

Eingangs genannte Batteriemanagementsysteme werden in Batteriesystemen, die eine Batterie mit einer Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Batteriezellen, insbesondere nachladbaren Lithium-Ionen-Zellen, umfassen, insbesondere zum Überwachen und Regeln des Betriebs der Batterie eingesetzt. Der Betrieb einer Batterie eines Batteriesystems umfasst dabei insbesondere den Entladevorgang einer Batterie, das heißt insbesondere die Nutzung einer solchen Batterie mit einem entsprechenden elektrischen Verbraucher, sowie den Ladevorgang einer Batterie, das heißt das Nachladen einer Batterie. Das Batteriemanagementsystem sichert dabei üblicherweise den zuverlässigen Betrieb unter Berücksichtigung von an die Batterie zu stellenden Sicherheits-, Leistungs- und/oder Lebensdaueranforderungen. Ein Batteriemanagementsystem, welches insbesondere die Lebensdauer eines Batteriepacks verlängern soll, ist beispielsweise aus der Druckschrift WO 2010/118039 A1 bekannt. Ein Batteriemanagementsystem, welches zur Nutzung mit einer Batterie eines Hybridfahrzeugs ausgebildet ist, ist beispielsweise aus der Druckschrift US 7,768,235 B2 bekannt. Ein weiteres Batterieüberwachungssystem ist beispielsweise aus der Druckschrift US 6,677,759 B2 bekannt. Input called battery management systems are used in battery systems, which comprise a battery with a plurality of electrically interconnected battery cells, in particular rechargeable lithium-ion cells, in particular for monitoring and regulating the operation of the battery. The operation of a battery of a battery system comprises in particular the discharge of a battery, that is, in particular the use of such a battery with a corresponding electrical consumer, and the charging of a battery, that is, the recharging of a battery. The battery management system usually ensures reliable operation, taking account of safety, performance and / or service life requirements for the battery. A battery management system which is intended in particular to extend the service life of a battery pack is known, for example, from the document WO 2010/118039 A1 known. A battery management system which is designed for use with a battery of a hybrid vehicle, for example, from the document US 7,768,235 B2 known. Another battery monitoring system is for example from the document US 6,677,759 B2 known.

Bei bislang bekannten Batteriemanagementsystemen werden insbesondere die Zellspannungen der Batteriezellen von mehreren Zellüberwachungseinheiten, sogenannten Cell Supervision Circuits (CSCs), als Messwerte erfasst und über einen Kommunikations-Bus an eine zentrale Steuergeräteeinheit, die sogenannte Battery Control Unit (BCU), übertragen. Des Weiteren können bei einem Batteriemanagementsystem von einem Stromsensor gemessene Ströme als weitere Messwerte an die Steuergeräteeinheit übertragen werden. Durch Auswerten der Messwerte bestimmt die Battery Control Unit Batterieeigenschaften, wie unter anderem den Ladezustand einzelner Batteriezellen, welcher auch als State of Charge (SOC) bezeichnet wird, sowie die Alterung einzelner Batteriezellen, die auch als State of Health (SOH) bezeichnet wird. Aus der Druckschrift US 6,4041,66 B1 ist beispielsweise ein System zur Überwachung von Batteriezellen bekannt, wobei Zellüberwachungseinheiten über eine das sogenannte Daisy-Chain-Prinzip nutzende Kommunikationsverbindung mit einer zentralen Batterieüberwachungseinheit verbunden sind, damit die zentrale Batterieüberwachungseinheit von den Zellüberwachungseinheiten Daten empfangen und auswerten kann.In previously known battery management systems, in particular the cell voltages of the battery cells of several cell monitoring units, so-called Cell Supervision Circuits (CSCs), are detected as measured values and transmitted via a communication bus to a central control unit, the so-called Battery Control Unit (BCU). Furthermore, currents measured by a current sensor in a battery management system can be transmitted to the control unit as further measured values. By evaluating the measured values, the Battery Control Unit determines battery characteristics, such as the state of charge of individual battery cells, which is also known as state of charge (SOC), and the aging of individual battery cells, which is also referred to as State of Health (SOH). From the publication US 6,4041,66 B1 For example, a system for monitoring battery cells is known, cell monitoring units are connected via a so-called daisy-chain principle communication link with a central battery monitoring unit, so that the central battery monitoring unit can receive data from the cell monitoring units and evaluate.

Darüber hinaus umfassen Batteriemanagementsysteme üblicherweise Schaltschütze als Trenneinheit zur galvanischen Trennung der Batterie von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung. Eine solche Trenneinheit ist dabei in der Regel ausgebildet, Ansteuerungssignale als Daten zu empfangen, wobei die Ansteuerung der Trenneinheit ebenfalls durch die Steuergeräteeinheit erfolgt. Insbesondere ist der Steuergeräteeinheit die Aufgabe zugewiesen, über die Ansteuerung der Trenneinheit einzelne Batteriezellen oder eine Gruppe von Batteriezellen, wie insbesondere einzelne Batteriemodule, von den Polanschlüssen der Batterie elektrisch zu trennen, wenn erfasste Messwerte auf einen sicherheitskritischen Zustand dieser Batteriezellen hinweisen. Ein solches Abtrennen von Batteriezellen ist von großer Bedeutung, um größere Schäden sowohl von der Batterie als auch von einer von der Batterie gespeisten elektrischen Verbrauchereinrichtung beziehungsweise einer die Batterie nachladenden Ladeeinrichtung fernzuhalten.In addition, battery management systems usually include contactors as a disconnecting unit for galvanic isolation of the battery from a consumer and / or a charging device. Such a separation unit is usually designed to receive control signals as data, wherein the control of the separation unit is also carried out by the control unit. In particular, the control unit is assigned the task of electrically isolating individual battery cells or a group of battery cells, in particular individual battery modules, from the pole connections of the battery via the activation of the separation unit if detected measured values indicate a safety-critical condition of these battery cells. Such disconnection of battery cells is of great importance in order to keep greater damage both from the battery and from an electrical consumer device fed by the battery or a charging device recharging the battery.

Insbesondere im Hinblick auf diesen sicherheitsrelevanten Aspekt besteht dabei der fortwährende Bedarf, Batteriemanagementsysteme und Batteriesysteme mit Batteriemanagementsystemen weiter zu verbessern. Darüber hinaus besteht der Bedarf Kosten im Zusammenhang mit der Herstellung von Batteriemanagementsystemen zu reduzieren. In particular with regard to this safety-relevant aspect, there is the continuing need to further improve battery management systems and battery systems with battery management systems. In addition, there is a need to reduce costs associated with the manufacture of battery management systems.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Batteriemanagementsystem bereitzustellen, welches insbesondere kostengünstiger herstellbar ist. Vorteilhafterweise soll das vorgeschlagene Batteriemanagementsystem dabei zudem im Hinblick auf einen sicheren Betrieb eines Batteriesystems weiter verbessert sein.An object of the present invention is therefore to provide a battery management system, which is in particular less expensive to produce. Advantageously, the proposed battery management system should also be further improved with regard to safe operation of a battery system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Batteriemanagementsystem zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren, eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batterie vorgeschlagen, welches eine Steuergeräteeinheit, eine Mehrzahl von jeweils wenigstens einer Batteriezelle zuzuordnenden Zellüberwachungseinheiten und ein Kommunikationssystem zum Senden und/oder Empfangen von Daten umfasst, wobei das Batteriemanagementsystem teilweise zum Betrieb auf Hochspannungspotential und teilweise zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet ist und die Zellüberwachungseinheiten ausschließlich zum Betrieb auf Hochspannungspotential ausgebildet sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei einer Nutzung des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer Batterie die zum Betrieb auf Hochspannungspotential (HV Potential; HV: High Voltage) ausgebildeten Einheiten und/oder Komponenten des Batteriemanagementsystems zumindest teilweise direkt mit den Batteriezellen der Batterie verbunden sind, diese also an einem Hochspannungskreis des Batteriesystems angeschlossen sind. Insbesondere zum Auswerten von erfassten Daten oder ähnlicher interner Betriebsvorgänge des Batteriemanagementsystems weist das Batteriemanagementsystem ferner einen Niederspannungskreis auf, wobei die zum Betrieb auf Niederspannungspotential (LV Potential; LV: Low Voltage) ausgebildeten Einheiten und/oder Komponenten des Batteriemanagementsystems an dem Niederspannungskreis angeschlossen sind. Dadurch, dass die Zellüberwachungseinheiten erfindungsgemäß ausschließlich zum Betrieb auf Hochspannungspotential ausgebildet sind, entfällt bei den Zellüberwachungseinheiten der zur Kommunikation über einen privaten Kommunikations-Bus notwendige Niederspannungsbereich auf den Zellüberwachungseinheiten, sodass das Batteriemanagementsystem vorteilhafterweise kostengünstiger herstellbar ist. Vorteilhafterweise erfolgt die galvanische Trennung zwischen Hochspannungspotential und Niederspannungspotential zentralisiert innerhalb des Batteriemanagementsystems. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die galvanische Trennung zwischen Hochspannungspotential und Niederspannungspotential zentralisiert auf der Steuergeräteeinheit des Batteriemanagementsystems erfolgt.To achieve the object, a battery management system for monitoring and controlling the operation of a rechargeable, a Proposed battery comprising a plurality of battery cell, comprising a control unit, a plurality of at least one battery cell cell monitoring units and a communication system for transmitting and / or receiving data, wherein the battery management system is partially designed for operation at high voltage potential and partly for operation at low voltage potential and the cell monitoring units are designed exclusively for operation at high-voltage potential. In particular, it is provided that, when using the battery management system according to the invention for monitoring and regulating the operation of a battery, the units and / or components of the battery management system designed for operation at high voltage potential (HV potential; HV: High Voltage) are at least partially directly connected to the battery cells of the battery are, so they are connected to a high voltage circuit of the battery system. In particular for evaluating acquired data or similar internal operating procedures of the battery management system, the battery management system further comprises a low-voltage circuit, wherein the units for operating on low-voltage potential (LV potential) and / or components of the battery management system are connected to the low-voltage circuit. Because the cell monitoring units according to the invention are designed exclusively for operation at high-voltage potential, the cell monitoring units of the low-voltage area required for communication via a private communication bus are omitted on the cell monitoring units, so that the battery management system can advantageously be produced at lower cost. Advantageously, the galvanic isolation between high voltage potential and low voltage potential is centralized within the battery management system. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the electrical isolation between high voltage potential and low voltage potential is centralized on the control unit of the battery management system.

Die Steuergeräteeinheit des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems ist vorzugsweise eine zentrale Steuergeräteeinheit, insbesondere eine sogenannte Batterie Control Unit (BCU). Vorteilhafterweise ist die Steuergeräteeinheit ausgebildet, zentrale Steueraufgaben auszuführen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Steuergeräteeinheit über das Kommunikationssystem mit den Zellüberwachungseinheiten zum Empfang von Daten verbunden ist und von den Zellüberwachungseinheiten erfasste Betriebsparameter, insbesondere Batteriezellspannungen und/oder Batteriezelltemperaturen, empfängt. Die empfangenen Daten werden dabei von der Steuergeräteeinheit ausgewertet. Im Rahmen der Auswertung werden insbesondere Batterieeigenschaften, wie beispielsweise der Ladezustand von Batteriezellen (SOC; SOC: State of Charge) und/oder der Alterungszustand von Batteriezellen (SOH; SOH: State of Health) bestimmt. Darüber hinaus weist die Steuergeräteeinheit vorzugsweise eine Kommunikationsschnittstelle auf, über welche die Steuergeräteeinheit mit weiteren Steuergeräteeinheiten, welche nicht zu dem Batteriemanagementsystem gehören, kommunizieren kann. Da insbesondere eine Verwendung des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems in in Hybrid-, Plug-In-Hybrid oder Elektrofahrzeugen eingesetzten Batteriesystemen vorgesehen ist, kann die Steuergeräteeinheit des Batteriemanagementsystems über die Kommunikationsschnittstelle vorteilhafterweise mit Fahrzeugsteuergeräten, wie beispielsweise einer sogenannten Vehicle Control Unit (VCU), kommunizieren. Eine VCU übernimmt dabei Funktionalitäten, wie die Koordination des Antriebmomentes, das Lademanagement und/oder die Kontrolle über Fahrzeugzustände, wie beispielsweise „Laden“, „Fahren“ oder „Parken“.The control unit of the battery management system according to the invention is preferably a central control unit, in particular a so-called battery control unit (BCU). Advantageously, the control unit is designed to perform central control tasks. In particular, it is provided that the control unit unit is connected via the communication system with the cell monitoring units for receiving data and receives from the cell monitoring units detected operating parameters, in particular battery cell voltages and / or battery cell temperatures. The received data are evaluated by the control unit. In particular, battery characteristics, such as the state of charge of SOC (battery cells) and / or the state of health of SOH (SOH), are determined during the evaluation. In addition, the control unit unit preferably has a communication interface via which the control unit unit can communicate with further control unit units which do not belong to the battery management system. In particular, since a use of the battery management system according to the invention is provided in battery systems used in hybrid, plug-in hybrid or electric vehicles, the control unit of the battery management system via the communication interface advantageously with vehicle control devices, such as a so-called Vehicle Control Unit (VCU) communicate. A VCU assumes functions such as the coordination of the drive torque, the charge management and / or the control of vehicle states, such as "loading", "driving" or "parking".

Die Zellüberwachungseinheiten des erfindungsgemäßen Batteriesystems sind vorzugsweise insbesondere zur Übernahme von sensorischen Funktionen, wie insbesondere zum Erfassen von Batteriezellspannungen und/oder von Batteriezelltemperaturen, und/oder zur Durchführung des Ladungsausgleichs zwischen den Batteriezellen ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Zellüberwachungseinheiten sogenannte Cell Supervision Circuits (CSC) sind, welche erfindungsgemäß keinen Niederspannungsbereich aufweisen.The cell monitoring units of the battery system according to the invention are preferably designed in particular for taking over sensory functions, in particular for detecting battery cell voltages and / or battery cell temperatures, and / or for carrying out charge equalization between the battery cells. In particular, it is provided that the cell monitoring units are so-called Cell Supervision Circuits (CSC), which according to the invention have no low-voltage range.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Batteriemanagementsystem ferner eine Trenneinheit zur galvanischen Trennung der Batterie von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung. Die Trenneinheit kann insbesondere eine sogenannte Batterie Disconnect Unit (BDU) sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Trenneinheit Schaltelemente, vorzugsweise Schaltschütze (engl. Contactors), umfasst, welche mittels eines Ansteuerungssignals ansteuerbar sind. Durch ein Öffnen eines Schaltelementes der Trenneinheit wird dabei vorteilhafterweise wenigstens eine Batteriezelle, vorzugsweise eine Mehrzahl von Batteriezellen, insbesondere wenigstens ein Batteriemodul der Batterie, von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung galvanisch getrennt.According to a preferred embodiment of the invention, the battery management system further comprises a separation unit for galvanic isolation of the battery from a consumer and / or a charging device. The separation unit may in particular be a so-called battery disconnect unit (BDU). In particular, it is provided that the separation unit comprises switching elements, preferably contactors, which can be activated by means of a control signal. By opening a switching element of the separation unit is advantageously at least one battery cell, preferably a plurality of battery cells, in particular at least one battery module of the battery, electrically isolated from a consumer and / or a charging device.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das Kommunikationssystem des Batteriemanagementsystems ein serielles Bussystem mit potentialtrennender Funktion ist, welches derart ausgebildet ist, dass die Zellüberwachungseinheiten und weitere Einheiten des Batteriemanagementsystems, die auf unterschiedlichen Spannungspotentialen liegen, miteinander verbunden sind, insbesondere zum Austausch von Daten. Vorzugsweise ist das serielle Bussystem ein Daisy-Chain-Bus oder eine Stromschnittstelle.In particular, it is provided that the communication system of the battery management system is a serial bus system with potential-separating function, which is designed such that the cell monitoring units and other units of the battery management system, which are at different voltage potentials, connected to each other, in particular for the exchange of data. Preferably, the serial bus system is a daisy-chain bus or a power interface.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems ist vorgesehen, dass das Kommunikationssystem eine erste Kommunikationsleitung und/oder eine zweite Kommunikationsleitung umfasst, über welche die Zellüberwachungseinheiten jeweils miteinander und mit wenigstens einer weiteren Einheit des Batteriemanagementsystems zur Übertragung von Daten verbunden sind, wobei eine Übertragung von Daten über die jeweilige Kommunikationsleitung nach dem Daisy-Chain-Prinzip auf Hochspannungspotential erfolgt. Ein Niederspannungsbereich auf den Zellüberwachungseinheiten zur Kommunikation über einen privaten Bus, insbesondere um Daten über einen solchen privaten Bus an die Steuergeräteeinheit zu übertragen, entfällt durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung vorteilhafterweise. Die Zellüberwachungseinheiten liegen dabei bei Verwendung des Batteriemanagementsystems zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer Batterie vollständig auf Hochspannungspotential. Eine galvanische Trennung zwischen Hochspannungspotential und Niederspannungspotential erfolgt vorzugsweise zentralisiert auf einer Einheit des Batteriemanagementsystems.According to a particularly preferred embodiment of the battery management system according to the invention, it is provided that the communication system comprises a first communication line and / or a second communication line via which the cell monitoring units are connected to each other and to at least one further unit of the battery management system for transmitting data, wherein a transmission of Data on the respective communication line according to the daisy chain principle at high voltage potential. A low-voltage range on the cell monitoring units for communication via a private bus, in particular in order to transmit data via such a private bus to the control unit, advantageously eliminated by the inventive design. When using the battery management system for monitoring and regulating the operation of a battery, the cell monitoring units are completely at high-voltage potential. A galvanic separation between high voltage potential and low voltage potential is preferably carried out centrally on a unit of the battery management system.

Insbesondere ist vorgesehen, dass von den Zellüberwachungseinheiten erfasste Betriebsparameter, wie insbesondere von den Zellüberwachungseinheiten erfasste Batteriezellspannungen und/oder Batteriezelltemperaturen, über die erste Kommunikationsleitung und/oder über die zweite Kommunikationsleitung an die wenigstens eine weitere Einheit des Batteriemanagementsystems übertragen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Kommunikationssystem eine erste Kommunikationsleitung und eine zweite Kommunikationsleitung auf, wobei über die zweite Kommunikationsleitung vorzugsweise ausschließlich sicherheitsrelevante Daten übertragen werden, insbesondere kritische Batteriezellspannungen und/oder kritische Batteriezelltemperaturen. Vorzugsweise ist die zweite Kommunikationsleitung als Daisy-Chain-Alarm-Line ausgebildet. Die zweite Kommunikationsleitung dient somit vorteilhafterweise insbesondere der Erhöhung der Sicherheit des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems, wobei zumindest sicherheitsrelevante Daten sowohl über die erste Kommunikationsleitung als auch über die zweite Kommunikationsleitung übertragen werden, wodurch eine redundante Übertragung dieser Daten bereitgestellt ist. Vorteilhafterweise sind die Zellüberwachungseinheiten des Batteriemanagementsystems ausgebildet, über die zweite Kommunikationsleitung ausschließlich sicherheitsrelevante Daten, wie insbesondere erfasste kritische Betriebsparameter, an die wenigstens eine weitere Einheit des Batteriemanagementsystems zu übertragen.In particular, it is provided that operating parameters detected by the cell monitoring units, such as battery cell voltages and / or battery cell temperatures detected in particular by the cell monitoring units, are transmitted via the first communication line and / or via the second communication line to the at least one further unit of the battery management system. According to a preferred embodiment of the invention, the communication system has a first communication line and a second communication line, wherein preferably only security-relevant data are transmitted via the second communication line, in particular critical battery cell voltages and / or critical battery cell temperatures. Preferably, the second communication line is designed as a daisy-chain alarm line. The second communication line thus advantageously serves, in particular, to increase the security of the battery management system according to the invention, wherein at least safety-relevant data is transmitted both via the first communication line and via the second communication line, whereby a redundant transmission of these data is provided. Advantageously, the cell monitoring units of the battery management system are designed to transmit exclusively safety-relevant data, such as in particular detected critical operating parameters, to the at least one further unit of the battery management system via the second communication line.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine weitere Einheit des Batteriemanagementsystems die Steuergeräteeinheit ist, wobei die Steuergeräteeinheit zum Betrieb auf Hochspannungspotential und zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet ist. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass die Zellüberwachungseinheiten sowohl über eine erste Kommunikationsleitung als auch über eine zweite Kommunikationsleitung mit der Steuergeräteeinheit verbunden sind, wobei eine Übertragung von Daten zwischen den Zellüberwachungseinheiten und der Steuergeräteeinheit vorzugsweise nachdem Daisy-Chain-Prinzip erfolgt. Die galvanische Trennung zwischen Hochspannungspotential und Niederspannungspotential erfolgt bei dieser Ausgestaltung vorteilhafterweise zentralisiert auf der Steuergeräteeinheit. Vorteilhafterweise ist die Herstellung eines Batteriemanagementsystems mit einer solchen zentralisierten galvanischen Trennung von Hochspannungspotential und Niederspannungspotential kostengünstig herstellbar, ohne die Sicherheit des Betriebs eines ein solches Batteriemanagementsystem nutzenden Batteriesystems zu reduzieren. Insbesondere ist bei der vorgenannten Ausgestaltungsvariante vorgesehen, dass über die zweite Kommunikationsleitung ausschließlich sicherheitsrelevante Daten an die Steuergeräteeinheit übertragen werden. Insbesondere ist ferner vorgesehen, dass das Batteriemanagementsystem wenigstens eine Strommesseinrichtung zum Messen eines elektrischen Stroms der Batterie umfasst, wobei die wenigstens eine Strommesseinrichtung mit der Steuergeräteeinheit verbunden ist und die Steuergeräteeinheit ausgebildet ist, von der wenigstens einen Strommesseinrichtung gemessene Ströme als Daten zu empfangen. Insbesondere kann die Strommessung unter Nutzung eines Shunts realisiert werden. Die Anbindung der wenigstens einen Strommesseinrichtung an die Steuergeräteeinheit erfolgt vorzugsweise an den Hochspannungskreis der Steuergeräteeinheit, insbesondere über einen sogenannten LIN-Bus (LIN: Local Interconnect Network). Die Steuergeräteeinheit ist vorteilhafterweise ausgebildet, sämtliche empfangenen Daten auszuwerten. Ferner ist die Steuergeräteeinheit vorteilhafterweise ausgebildet, durch Ansteuerung einer Trenneinheit, insbesondere durch Ansteuerung von Schaltschützen, eine galvanische Trennung der Batterie von einer Verbraucher- und/oder Ladeeinrichtung auszulösen, wenn als Ergebnis einer Auswertung vordefinierte Grenzwerte überschritten und/oder unterschritten werden, wodurch die Betriebssicherheit des das Batteriemanagementsystem nutzenden Batteriesystems gefährdet ist.An advantageous embodiment variant of the invention provides that the at least one further unit of the battery management system is the control unit, wherein the control unit is designed for operation at high voltage potential and for operation at low voltage potential. In particular, it is provided here that the cell monitoring units are connected both via a first communication line and via a second communication line with the control unit, wherein a transmission of data between the cell monitoring units and the control unit preferably takes place after daisy chain principle. The electrical isolation between high voltage potential and low voltage potential is advantageously carried out in this embodiment, centralized on the control unit. Advantageously, the production of a battery management system with such a centralized electrical isolation of high-voltage potential and low-voltage potential can be produced inexpensively, without reducing the safety of the operation of such a battery management system using battery system. In particular, it is provided in the abovementioned embodiment variant that only safety-relevant data are transmitted to the control unit unit via the second communication line. In particular, it is further provided that the battery management system comprises at least one current measuring device for measuring an electrical current of the battery, wherein the at least one current measuring device is connected to the control unit and the control unit is configured to receive from the at least one current measuring device measured currents as data. In particular, the current measurement can be realized using a shunt. The connection of the at least one current measuring device to the control unit preferably takes place at the high voltage circuit of the control unit, in particular via a so-called LIN bus (LIN: Local Interconnect Network). The control unit is advantageously designed to evaluate all received data. Furthermore, the control unit is advantageously designed to trigger a galvanic separation of the battery from a consumer and / or charging device by controlling a disconnection unit, in particular by controlling contactors, when predefined limit values are exceeded and / or undershot as a result of an evaluation, whereby the reliability of the battery management system using the battery system is at risk.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems umfasst das Batteriemanagementsystem eine eine Auswerteeinheit umfassende Trenneinheit zur galvanischen Trennung der Batterie von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung, wobei die wenigstens eine weitere Einheit des Batteriemanagementsystems, welche über wenigstens eine Kommunikationsleitung mit den Zellüberwachungseinheiten verbunden ist, vorteilhafterweise die Trenneinheit ist, wobei die Trenneinheit zum Betrieb auf Hochspannungspotential und zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet ist. Durch die Auswerteeinheit ist die Trenneinheit vorteilhafterweise quasi mit einer „Intelligenz“ ausgestattet, wodurch die Funktionalität der Trenneinheit vorteilhafterweise gegenüber bekannten Trenneinheiten, insbesondere gegenüber einfachen Schaltschützen, erweitert ist. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung übernimmt die Steuergeräteeinheit vorteilhafterweise keine im Zusammenhang mit einer galvanischen Trennung der Batterie von einer Verbraucher- und/oder Ladeeinrichtung verbundenen Sicherheitsfunktionen. Diese werden vorteilhafterweise vollständig durch die Trenneinheit unter Nutzung der Auswerteeinheit realisiert. Vorzugsweise weist die Trenneinheit zur Ansteuerung von Schaltelementen, insbesondere von Schaltschützen, ferner eine Steuereinrichtung auf, wobei von der Auswerteeinheit ausgewertete Daten vorteilhafterweise an die Steuereinrichtung der Trenneinheit übertragen werden. According to a further advantageous embodiment of the battery management system according to the invention, the battery management system comprises an evaluation unit comprising a separation unit for galvanic isolation of the battery from a consumer and / or a charging device, wherein the at least one further unit of the battery management system, which is connected via at least one communication line with the cell monitoring units , Advantageously, the separation unit, wherein the separation unit is designed for operation at high voltage potential and for operation at low voltage potential. By the evaluation unit, the separation unit is advantageously quasi equipped with an "intelligence", whereby the functionality of the separation unit advantageously against known separation units, especially compared to simple contactors, is extended. In this advantageous embodiment, the control unit advantageously does not assume any safety functions associated with a galvanic isolation of the battery from a consumer and / or charging device. These are advantageously realized completely by the separation unit using the evaluation unit. Preferably, the separation unit for controlling switching elements, in particular of contactors, further comprises a control device, wherein evaluated by the evaluation unit data are advantageously transmitted to the control device of the separation unit.

Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Zellüberwachungseinheiten über die erste Kommunikationsleitung und die zweite Kommunikationsleitung mit der Trenneinheit zur Übertragung von Daten verbunden ist, wobei eine Übertragung von Daten vorteilhafterweise unter Nutzung des Daisy-Chain-Prinzips erfolgt. Bei dieser Ausgestaltungsvariante ist vorzugsweise ausschließlich die Trenneinheit diejenige Einheit, auf der zentralisiert die galvanische Trennung zwischen Hochspannungspotential und Niederspannungspotential innerhalb des Batteriemanagementsystems erfolgt. Die Steuergeräteeinheit ist bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung vorteilhafterweise ausschließlich zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet, wodurch vorteilhafterweise die Steuergeräteeinheit kostengünstiger herstellbar ist. Furthermore, it is advantageously provided that the cell monitoring units are connected via the first communication line and the second communication line with the separation unit for the transmission of data, wherein a transmission of data is advantageously carried out using the daisy chain principle. In this embodiment variant, preferably only the separation unit is that unit on which the galvanic separation between high-voltage potential and low-voltage potential within the battery management system takes place centrally. In this embodiment according to the invention, the control unit is advantageously designed exclusively for operation at low-voltage potential, as a result of which the control unit can advantageously be produced at lower cost.

Dadurch, dass bei dieser Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems von den Zellüberwachungseinheiten erfasste Betriebsparameter direkt über die erste Kommunikationsleitung und/oder die zweite Kommunikationsleitung an die Trenneinheit des Batteriemanagementsystems übertragen werden, ist vorteilhafterweise der sicherheitskritische Pfad zur Übertragung erfasster Betriebsparameter verkürzt. Insbesondere müssen die Betriebsparameter vorteilhafterweise nicht über den längeren Pfad über die Steuergeräteeinheit an die Trenneinheit übertragen werden. Characterized in that in this embodiment variant of the battery management system according to the invention detected by the cell monitoring units operating parameters are transmitted directly via the first communication line and / or the second communication line to the separation unit of the battery management system, advantageously the safety-critical path for transmitting detected operating parameters is shortened. In particular, the operating parameters advantageously do not have to be transmitted via the longer path via the control unit to the separation unit.

Vorteilhafterweise umfasst das Kommunikationssystem einen Kommunikations-Bus; insbesondere einen CAN-Bus (CAN: Controller Area Network), über welchen die Steuergeräteeinheit mit der Trenneinheit zur Übertragung von Daten verbunden ist. Von den Zellüberwachungseinheiten erfasste Betriebsparameter, welche über die erste und/oder die zweite Kommunikationsleitung an die Trenneinheit übertragen werden, können somit vorteilhafterweise von der Trenneinheit an die Steuergeräteeinheit über den Kommunikations-Bus weitergeleitet werden, ebenso wie von der Trenneinheit ausgewertete Daten.Advantageously, the communication system comprises a communication bus; in particular a CAN bus (CAN: Controller Area Network), via which the control unit is connected to the separation unit for the transmission of data. Operating parameters detected by the cell monitoring units, which are transmitted to the separation unit via the first and / or the second communication line, can thus advantageously be forwarded from the separation unit to the control unit via the communication bus, as well as data evaluated by the separation unit.

Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems ist vorgesehen, dass die Zellüberwachungseinheiten über die erste Kommunikationsleitung miteinander und mit der Steuergeräteeinheit zur Übertragung von Daten verbunden sind und dass die Zellüberwachungseinheiten über die zweite Kommunikationsleitung miteinander und mit der Trenneinheit zur Übertragung von Daten verbunden sind. Die Übertragung der Daten erfolgt dabei jeweils vorzugsweise nach dem Daisy-Chain-Prinzip. Die zweite Kommunikationsleitung ist vorzugsweise als Daisy-Chain-Alarm-Line ausgebildet, wobei sämtliche sicherheitsrelevanten Daten über die zweite Kommunikationsleitung an die Trenneinheit übertragen werden. Die Trenneinheit ist dabei vorteilhafterweise ausgebildet, die empfangenen Daten auszuwerten und bei einem Auswerteergebnis, welches einen sicherheitskritischen Betriebszustand kennzeichnet, wenigstens ein Schaltelement zum zumindest teilweise galvanischen Trennen der Batterie von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung anzusteuern. Die Steuergeräteeinheit kommuniziert bei dieser Ausgestaltung vorteilhafterweise mit der Trenneinheit über eine die Steuergeräteeinheit fest mit der Trenneinheit verbindenden Kommunikationsleitung. Die Steuergeräteeinheit ist hierbei vorteilhafterweise ausgebildet, sowohl von den Zellüberwachungseinheiten als auch von der Trenneinheit Daten zu empfangen. Ferner ist die Steuergeräteeinheit vorteilhafterweise ausgebildet, die empfangenen Daten auszuwerten und/oder an eine weitere Steuergeräteeinheit, beispielsweise eine Vehicle-Control-Unit (VCU) zu übertragen.According to a further particularly advantageous embodiment variant of the battery management system according to the invention, it is provided that the cell monitoring units are connected to each other and to the control unit for transmitting data via the first communication line and the cell monitoring units are connected to each other and to the separation unit for transmitting data via the second communication line. The transmission of the data is carried out in each case preferably according to the daisy-chain principle. The second communication line is preferably designed as a daisy-chain alarm line, wherein all security-relevant data is transmitted via the second communication line to the separation unit. The separation unit is advantageously designed to evaluate the received data and to control at least one switching element for at least partially galvanic separation of the battery from a consumer and / or a charging device in an evaluation result, which indicates a safety-critical operating condition. In this embodiment, the control unit unit advantageously communicates with the separation unit via a communication line that connects the control unit unit to the separation unit. The control unit is advantageously designed to receive data both from the cell monitoring units and from the separation unit. Furthermore, the control unit is advantageously designed to evaluate the received data and / or to another control unit, such as a vehicle control unit (VCU) to transfer.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Batteriemanagementsystem wenigstens eine Strommesseinrichtung zum Messen eines elektrischen Stroms der Batterie umfasst, wobei die wenigstens eine Strommesseinrichtung mit der Trenneinheit verbunden ist, vorzugsweise über den Hochspannungskreis, und die Trenneinheit ausgebildet ist, von der wenigstens einen Strommesseinrichtung gemessene Ströme als Daten zu empfangen. Vorteilhafterweise werden von der wenigstens einen Strommesseinrichtung gemessene Ströme von der Auswerteeinheit der Trenneinheit hinsichtlich des Vorliegens eines kritischen Betriebszustandes ausgewertet. Vorzugsweise ist die Strommesseinrichtung über einen LIN-Bus mit der Trenneinheit verbunden. Hierdurch ist vorteilhafterweise der sicherheitskritische Pfad bezüglich erfasster Strommesswerte verkürzt, wodurch die Systemsicherheit vorteilhafterweise weiter erhöht ist.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the battery management system comprises at least one current measuring device for measuring an electric current of the battery, wherein the at least one current measuring device is connected to the separation unit, preferably via the high voltage circuit, and the separation unit is formed by the receive at least one current measuring device measured currents as data. Advantageously, currents measured by the at least one current measuring device are evaluated by the evaluation unit of the separation unit with regard to the presence of a critical operating state. Preferably, the current measuring device is connected via a LIN bus to the separation unit. As a result, the safety-critical path is advantageously shortened with respect to detected current measured values, as a result of which the system safety is advantageously further increased.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems ist die Trenneinheit ausgebildet, wenigstens ein Crash-Signal als Daten zu empfangen. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Einsatz des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems in einem in einem Fahrzeug eingesetzten Batteriesystem. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass eine Steuergeräteeinheit des Fahrzeugs durch Auswerten von von Crash-Sensoren erfassten Messgrößen ein Crash-Signal erzeugt, beispielsweise ein Crash-Signal, welches zur Auslösung von KFZ-Rückhaltesystemen genutzt wird, und dieses Signal an die Trenneinheit gesendet wird. Die Trenneinheit weist hierzu vorzugsweise eine gesonderte Kommunikationsschnittstelle auf. Vorzugsweise wird das Crash-Signal von der Auswerteeinheit der Trenneinheit als Crash-Signal erkannt, wobei bei Empfang eines Crash-Signals vorteilhafterweise eine Trennung der Batterie von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung ausgelöst wird, vorzugsweise durch Ansteuerung von Schaltelementen der Trenneinheit, insbesondere Schaltschützen der Trenneinheit.According to a further advantageous embodiment of the battery management system according to the invention, the separation unit is designed to receive at least one crash signal as data. This is particularly advantageous when using the battery management system according to the invention in a battery system used in a vehicle. In this case, provision is made in particular for a control unit of the vehicle to generate a crash signal by evaluating measured variables detected by crash sensors, for example a crash signal which is used to trigger vehicle restraint systems, and this signal is sent to the disconnecting unit. For this purpose, the separation unit preferably has a separate communication interface. Preferably, the crash signal is detected by the evaluation unit of the separation unit as a crash signal, wherein upon receipt of a crash signal advantageously a disconnection of the battery from a consumer and / or a charging device is triggered, preferably by controlling switching elements of the separation unit, in particular Contactors of the separation unit.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems ist die Trenneinheit ferner ausgebildet, unter Nutzung empfangener Daten ein HV-Interlock-Signal (HV: High Voltage) zu generieren und/oder zu überwachen. Hierdurch kann vorteilhafterweise direkt Einfluss auf die Steuerung der Schaltelemente der Trenneinheit (Schützsteuerung) genommen werden. Das HV-Interlock-Signal ist vorteilhafterweise ein Signal, welches zum Trennen des Hochspannungskreises zwischen Batterie und Verbraucher- und/oder Ladeeinrichtung genutzt wird.According to a further advantageous embodiment of the battery management system according to the invention, the separation unit is further configured to generate and / or to monitor an HV interlock signal (HV: High Voltage) using received data. This can advantageously be directly influenced on the control of the switching elements of the separation unit (contactor control). The HV interlock signal is advantageously a signal which is used to separate the high voltage circuit between the battery and the consumer and / or charging device.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird des Weiteren ein Batteriesystem mit einer nachladbaren, eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batterie und einem Batteriemanagementsystem zum Überwachen und Regel des Betriebs der Batterie vorgeschlagen, wobei das Batteriemanagementsystem des Batteriesystems ein erfindungsgemäßes Batteriemanagementsystem ist. To achieve the object mentioned above, a battery system with a rechargeable battery comprising a plurality of battery cells and a battery management system for monitoring and regulating the operation of the battery is furthermore proposed, wherein the battery management system of the battery system is a battery management system according to the invention.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:Further advantageous details, features and design details of the invention are explained in more detail in connection with the exemplary embodiments illustrated in the figures. Showing:

1 in einem Blockschaltbild eine vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Batteriemanagementsystem; 1 in a block diagram a simplified representation of an embodiment of a battery management system according to the invention;

2 in einem Blockschaltbild eine vereinfachte Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Batteriemanagementsystem; und 2 in a block diagram a simplified representation of another embodiment of a battery management system according to the invention; and

3 in einem Blockschaltbild eine vereinfachte Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Batteriemanagementsystem. 3 in a block diagram a simplified representation of another embodiment of a battery management system according to the invention.

In 1, 2 und 3 ist jeweils als Blockschaltbild ein Batteriemanagementsystem 1 zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren, eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batterie dargestellt. Das in 1, 2 und 3 dargestellte Batteriemanagementsystem 1 umfasst dabei jeweils eine Steuergeräteeinheit 2, mehrere Zellüberwachungseinheiten 3 (in den Figuren sind jeweils drei Zellüberwachungseinheiten 3 dargestellt), eine Trenneinheit 4 zur galvanischen Trennung der Batterie von einer Verbraucher- und/oder Ladeeinrichtung, ein Kommunikationssystem und eine Strommesseinrichtung 6, welche insbesondere als Shunt realisiert sein kann. Insbesondere ist eine Verwendung der in 1, 2 und 3 dargestellten Batteriemanagementsysteme 1 in in Elektrofahrzeugen eingesetzten Batteriesystemen vorgesehen.In 1 . 2 and 3 is a block diagram of a battery management system 1 for monitoring and controlling the operation of a rechargeable battery comprising a plurality of battery cells. This in 1 . 2 and 3 illustrated battery management system 1 in each case comprises a control unit 2 , several cell monitoring units 3 (In the figures, three cell monitoring units each 3 shown), a separation unit 4 for the galvanic separation of the battery from a consumer and / or charging device, a communication system and a current measuring device 6 which can be realized in particular as a shunt. In particular, a use of in 1 . 2 and 3 illustrated battery management systems 1 provided in battery systems used in electric vehicles.

Wie in 1 bis 3 durch die unterschiedlichen Schraffuren kenntlich gemacht, ist das Batteriemanagementsystem 1 jeweils teilweise an einen Hochspannungskreis (Schraffur von links unten nach rechts oben) und teilweise an einen Niederspannungskreis (Schraffur von links oben nach rechts unten) angeschlossen. Das Batteriemanagementsystem 1 ist dabei teilweise zum Betrieb auf Hochspannungspotential und teilweise zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet. Die Zellüberwachungseinheiten 3 sind dabei ausschließlich zum Betrieb auf Hochspannungspotential ausgebildet. As in 1 to 3 indicated by the different hatching, is the battery management system 1 each partly connected to a high-voltage circuit (hatching from bottom left to top right) and partly to a low-voltage circuit (hatching from top left to bottom right). The battery management system 1 is partly designed for operation at high voltage potential and partly for operation at low voltage potential. The cell monitoring units 3 are designed exclusively for operation at high voltage potential.

Die Steuergeräteeinheit 2 der in 1 bis 3 dargestellten Batteriemanagementsysteme 1 ist jeweils über einen CAN-Bus 5 mit einer Fahrzeugsteuergeräteeinrichtung 10 zum Austausch von Daten verbunden. Diese Fahrzeugsteuergeräteeinrichtung 10 kann insbesondere eine sogenannte Vehicle-Control-Unit (VCU) sein, welche insbesondere Funktionalitäten, wie die Koordination des Antriebsmomentes, das Lademanagement und/oder die Kontrolle über Fahrzeugzustände, wie Laden, Fahren, Parken und so weiter, ausübt. Vorteilhafterweise können von der Steuergeräteeinheit 2 empfangene Daten über den CAN-Bus 5 an die Fahrzeugsteuergeräteeinrichtung 10 gesendet werden.The control unit 2 the in 1 to 3 illustrated battery management systems 1 is in each case via a CAN bus 5 with a vehicle control device 10 connected to the exchange of data. This vehicle control device 10 In particular, a so-called vehicle control unit (VCU) may be, which in particular functionalities, such as the coordination of the drive torque, the charge management and / or the control of vehicle states, such as loading, driving, Parking and so forth exercises. Advantageously, by the control unit 2 received data via the CAN bus 5 to the vehicle control device 10 be sent.

Die Zellüberwachungseinheiten 3 der in 1 bis 3 dargestellten Batteriemanagementsysteme 1 sind vorzugsweise Cell-Supervision-Circuits (CSC), welche ausschließlich an dem Hochspannungskreis angeschlossen sind. Einen Niederspannungsbereich zur Kommunikation über einen privaten Bus weisen die Zellüberwachungseinheiten 3 nicht auf. Die Zellüberwachungseinheiten 3 in den dargestellten Ausführungsbeispielen sind insbesondere ausgebildet, Betriebsparameter einer Batterie, insbesondere Batteriezellspannungen und/oder Batteriezelltemperaturen, zu erfassen, und darüber hinaus weitergehende Funktionen auszuführen, insbesondere ein sogenanntes Cell-Balancing.The cell monitoring units 3 the in 1 to 3 illustrated battery management systems 1 are preferably Cell Supervision Circuits (CSC), which are connected exclusively to the high voltage circuit. A low voltage area for communication via a private bus is provided by the cell monitoring units 3 not up. The cell monitoring units 3 In the illustrated exemplary embodiments, it is in particular designed to detect operating parameters of a battery, in particular battery cell voltages and / or battery cell temperatures, and in addition to carry out further functions, in particular a so-called cell balancing.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Steuergeräteeinheit 2 einen Hochspannungsbereich (Schraffur von links unten nach rechts oben) und einen Niederspannungsbereich (Schraffur von links oben nach rechts unten) auf. Eine galvanische Trennung zwischen Hochspannungspotential und Niederspannungspotential bei dem dargestellten Batteriemanagementsystem 1 erfolgt ausschließlich auf der Steuergeräteeinheit 2. Über eine erste Kommunikationsleitung 11 und über eine zweite Kommunikationsleitung 12 sind die Zellüberwachungseinheiten 3 des Batteriemanagementsystems 1 jeweils mit dem Hochspannungsbereich der Steuergeräteeinheit 2 zur Übertragung von Daten verbunden. Über die erste Kommunikationsleitung 11 werden dabei sämtliche von den Zellüberwachungseinheiten 3 erfassten Betriebsparameter an die Steuergeräteeinheit 2 übertragen. Die zweite Kommunikationsleitung 12 wird zur redundanten Übertragung von von den Zellüberwachungseinheiten 3 erfassten Daten, vorzugsweise von sicherheitsrelevanten Daten, wie insbesondere kritischen Betriebsparametern, an die Trenneinheit 4 genutzt. At the in 1 illustrated embodiment, the control unit 2 a high voltage range (hatching from bottom left to top right) and a low voltage range (hatching from top left to bottom right). A galvanic isolation between high voltage potential and low voltage potential in the illustrated battery management system 1 takes place exclusively on the control unit 2 , Via a first communication line 11 and via a second communication line 12 are the cell monitoring units 3 of the battery management system 1 each with the high voltage range of the control unit 2 connected to the transmission of data. About the first communication line 11 are all of the cell monitoring units 3 detected operating parameters to the control unit 2 transfer. The second communication line 12 is used for redundant transmission of from the cell monitoring units 3 recorded data, preferably of safety-related data, in particular critical operating parameters, to the separation unit 4 used.

Die Übertragung von erfassten Daten von den Zellüberwachungseinheiten 3 an die Steuergeräteeinheit 2 erfolgt dabei unter Nutzung des sogenannten Daisy-Chain-Prinzips. Das heißt, dass eine der Zellüberwachungseinheiten 3 (in 1 die oberste Zellüberwachungseinheit) direkt über die jeweilige Kommunikationsleitung 11, 12 mit der Steuergeräteeinheit 2 verbunden ist. Die weiteren Zellüberwachungseinheiten 3 sind dabei jeweils über die jeweilige Kommunikationsleitung 11, 12 mit einer weiteren Zellüberwachungseinheit 3 (in 1 jeweils mit der entsprechend niedriger angeordneten Zellüberwachungseinheit) verbunden. Daten werden dabei jeweils von einer Zellüberwachungseinheit 3 an die nächste Zellüberwachungseinheit 3 übertragen und von der letzten Zellüberwachungseinheit 3 (in 1 die oberste Zellüberwachungseinheit) an die Steuergeräteeinheit 2 übertragen. Die Übertragung der Daten erfolgt dabei erfindungsgemäß auf Hochspannungspotential. The transfer of collected data from the cell monitoring units 3 to the control unit 2 takes place using the so-called daisy chain principle. That is, one of the cell monitoring units 3 (in 1 the top cell monitoring unit) directly via the respective communication line 11 . 12 with the control unit 2 connected is. The other cell monitoring units 3 are each via the respective communication line 11 . 12 with another cell monitoring unit 3 (in 1 each connected to the correspondingly lower cell monitoring unit). Data are each from a cell monitoring unit 3 to the next cell monitoring unit 3 transmitted and from the last cell monitoring unit 3 (in 1 the top cell monitoring unit) to the control unit 2 transfer. The transmission of the data is carried out according to the invention at high voltage potential.

An den Hochspannungskreis der Steuergeräteeinheit 2 ist des Weiteren eine Strommesseinrichtung 6 zur Messung von Batterieströmen über einen LIN-Bus 9 angeschlossen. Über eine weitere Datenleitung 7, welche mit dem Niederspannungsbereich der Steuergeräteeinheit 2 verbunden ist, kann die Steuergeräteeinheit 2 ein Crash-Signal als Daten empfangen und dieses auswerten, um bei Bedarf ein galvanisches Trennen der Batterie von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung auszulösen. Ferner ist die Steuergeräteeinrichtung 2 ausgebildet, ein HV-Interlock-Signal zu überwachen, welches der Steuergeräteeinrichtung über die Signalleitung 8 bereitgestellt wird.To the high voltage circuit of the control unit 2 is further a current measuring device 6 for measuring battery currents via a LIN bus 9 connected. Via another data line 7 , which with the low voltage range of the control unit 2 connected, the control unit 2 Receive a crash signal as data and evaluate this, if necessary, to trigger a galvanic disconnection of the battery from a consumer and / or a charger. Further, the controller device 2 configured to monitor a HV interlock signal, which the controller means via the signal line 8th provided.

Die Steuergeräteeinheit 2 ist darüber hinaus mit deren Niederspannungsbereich über eine Datenleitung 13 mit einer Trenneinheit 4 verbunden. Insbesondere ist die Steuergeräteeinheit 2 dabei ausgebildet, über die Datenleitung 13 ein Ansteuerungssignal an Schaltschütze der Trenneinheit 4 zu senden, und somit ein Trennen der Batterie von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung auszulösen.The control unit 2 In addition, with its low voltage range via a data line 13 with a separation unit 4 connected. In particular, the control unit is 2 thereby formed, via the data line 13 a control signal to contactors of the separation unit 4 to send, and thus to trigger a disconnection of the battery from a consumer and / or a charging device.

Bei den in 2 und 3 jeweils dargestellten Ausgestaltungsvarianten eines erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems 1 weist die Trenneinheit 4 im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine „Intelligenz“ auf, indem die Trenneinheit 4 insbesondere eine Auswerteeinheit und eine Steuereinrichtung aufweist. Die Steuereinrichtung der Trenneinheit 4 ist dabei zur Ansteuerung von Schaltelementen der Trenneinheit 4, über welche eine Batterie von einer Verbraucher- und/oder Ladeeinrichtung galvanisch trennbar ist, ausgebildet. Die Trenneinheit 4 weist in den in 2 und 3 dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispielen jeweils einen Hochspannungsbereich und einen Niederspannungsbereich auf und ist dementsprechend zum Betrieb auf Hochspannungspotential und zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet. Die Strommesseinrichtung 6 des Batteriemanagementsystems 1 ist dabei über einen LIN-Bus 9 direkt mit dem Hochspannungsbereich der Trenneinheit 4 verbunden. Somit ist eine direkte Kommunikation zwischen den Komponenten zur Messung des Stroms (Strommesseinrichtung 6) und der Trenneinheit 4 realisiert, wodurch der sicherheitskritische Pfad über den LIN-Bus 9 kurz ist. Die Trenneinheit 4 ist in den in 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen des Weiteren ausgebildet, ein über die Signalleitung 7 gesendetes Crash-Signal als Daten zu empfangen und auszuwerten, um bei Bedarf ein galvanisches Trennen der Batterie von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung auszulösen. Ferner ist die Trenneinheit 4 vorteilhafterweise ausgebildet, ein HV-Interlock-Signal zu überwachen, welches der Trenneinheit über die Signalleitung 8 bereitgestellt wird. At the in 2 and 3 respectively illustrated embodiment variants of a battery management system according to the invention 1 has the separation unit 4 unlike in 1 illustrated embodiment on an "intelligence" by the separation unit 4 in particular, has an evaluation unit and a control device. The control device of the separation unit 4 is to control switching elements of the separation unit 4 , via which a battery of a consumer and / or charging device is electrically separable formed. The separation unit 4 points to in 2 and 3 shown advantageous embodiments, each having a high voltage range and a low voltage range and is accordingly designed for operation at high voltage potential and for operation at low voltage potential. The current measuring device 6 of the battery management system 1 is via a LIN bus 9 directly with the high voltage region of the separation unit 4 connected. Thus, a direct communication between the components for measuring the current (current measuring device 6 ) and the separation unit 4 realized, whereby the safety-critical path over the LIN bus 9 is short. The separation unit 4 is in the in 2 and 3 illustrated embodiments further formed, a via the signal line 7 transmitted crash signal as data to receive and evaluate, if necessary, a galvanic separation of the battery from a consumer and / or a charging device trigger. Further, the separation unit 4 advantageously designed to monitor a HV interlock signal, which the separation unit via the signal line 8th provided.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Batteriemanagementsystems sind die Zellüberwachungseinheiten 3 über eine erste Kommunikationsleitung 11 und über eine zweite Kommunikationsleitung 12 mit dem Hochspannungsbereich der Trenneinheit 4 verbunden. Die Kommunikation zwischen den Zellüberwachungseinheiten 3 und der Trenneinheit 4 erfolgt nach dem Daisy-Chain-Prinzip. Eine galvanische Trennung zwischen Hochspannungspotential und Niederspannungspotential erfolgt bei dem in 2 dargestellten Batteriemanagementsystem 1 ausschließlich auf der Trenneinheit 4. Die zweite Kommunikationsleitung ermöglicht dabei vorteilhafterweise eine redundante Übertragung von Daten, wodurch die Übertragungszuverlässigkeit vorteilhafterweise erhöht ist. Vorzugsweise ist die zweite Kommunikationsleitung 12 dabei als Daisy-Chain-Alarm-Line ausgestaltet. Die Steuergeräteeinheit 2 des Batteriemanagementsystems 1 empfängt bei der in 2 dargestellten Ausgestaltungsvariante eines erfindungsgemäßen Batteriemanagementsystems keine Daten direkt von den Zellüberwachungseinheiten 3. Diese Daten können aber über einen Kommunikations-Bus 14, vorzugsweise über einen CAN-Bus 14, welcher die Steuergeräteeinheit 2 mit dem Niederspannungsbereich der Trenneinheit 4 verbindet, von der Trenneinheit 4 an die Steuergeräteeinheit 2 weitergeleitet werden. Ebenfalls können von der Trenneinheit 4 ausgewertete Daten über den Kommunikations-Bus 14 an die Steuergeräteeinheit 2 übertragen werden. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuergeräteeinheit 2 mit ausschließlich nicht sicherheitskritischer Funktionalität ausgestaltet.At the in 2 illustrated embodiment of a battery management system according to the invention are the cell monitoring units 3 via a first communication line 11 and via a second communication line 12 with the high voltage region of the separation unit 4 connected. The communication between the cell monitoring units 3 and the separation unit 4 takes place according to the daisy-chain principle. A galvanic separation between high voltage potential and low voltage potential occurs at the in 2 illustrated battery management system 1 exclusively on the separation unit 4 , The second communication line advantageously allows a redundant transmission of data, whereby the transmission reliability is advantageously increased. Preferably, the second communication line 12 designed as a daisy chain alarm line. The control unit 2 of the battery management system 1 receives at the in 2 illustrated embodiment of a battery management system according to the invention no data directly from the cell monitoring units 3 , But these data can be sent over a communication bus 14 , preferably via a CAN bus 14 which the control unit 2 with the low voltage region of the separation unit 4 connects, from the separation unit 4 to the control unit 2 to get redirected. Likewise, from the separation unit 4 evaluated data via the communication bus 14 to the control unit 2 be transmitted. At the in 2 illustrated embodiment is the control unit 2 designed with only non-safety-critical functionality.

Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zellüberwachungseinheiten 3 über eine erste Kommunikationsleitung 11 mit der Steuergeräteeinheit 2 zur Übertragung von Daten verbunden. Die Steuergeräteeinheit 2 weist dabei einen Niederspannungsbereich und einen Hochspannungsbereich auf. Über die weitere Kommunikationsleitung 12 sind die Zellüberwachungseinheiten 3 des Batteriemanagementsystems 1 zur Übertragung von Daten mit der Trenneinheit 4 verbunden. Die Übertragung von Daten, insbesondere von von den Zellüberwachungseinheiten 3 erfassten Betriebsparametern erfolgt dabei nach dem Daisy-Chain-Prinzip auf Hochspannungspotential. Die Trenneinheit 4 ist, wie im Zusammenhang mit dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Auswerteeinheit und einer Steuereinrichtung ausgestattet, sodass die Trenneinheit 4 selbst ausgebildet ist, eine galvanische Trennung der Batterie von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung auszulösen. Betriebsparameter, die für den sicheren Betrieb einer Batterie relevant sind, werden über die Kommunikationsleitung 12 an die Trenneinheit 4 übertragen. Über die Kommunikationsleitung 11 werden vorzugsweise nicht-sicherheitsrelevante Daten an die Steuergeräteeinheit 2 übertragen. Die Steuergeräteeinheit 2 ist dabei vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass diese keine sicherheitsrelevanten Funktionalitäten ausführt. Diese werden sämtlich von der Trenneinheit 4 ausgeführt. Vorteilhafterweise sind hierdurch kürzere Signalpfade realisierbar. An die Steuergeräteeinheit 2 über die Kommunikationsleitung 11 übertragene Daten und/oder von der Steuergeräteeinheit 2 verarbeitete Daten können von der Steuergeräteeinheit 2 über die Datenleitung 13 an die Trenneinheit 4 übertragen werden, ebenso wie Daten von der Trenneinheit 4 an die Steuergeräteeinheit 2.At the in 3 illustrated embodiment, the cell monitoring units 3 via a first communication line 11 with the control unit 2 connected to the transmission of data. The control unit 2 has a low voltage range and a high voltage range. About the further communication line 12 are the cell monitoring units 3 of the battery management system 1 for transferring data with the separation unit 4 connected. The transmission of data, in particular from the cell monitoring units 3 recorded operating parameters takes place according to the daisy-chain principle on high voltage potential. The separation unit 4 is how related to the in 2 illustrated embodiment equipped with an evaluation and a control device, so that the separation unit 4 is itself designed to trigger a galvanic isolation of the battery from a consumer and / or a charging device. Operating parameters that are relevant for the safe operation of a battery are transmitted via the communication line 12 to the separation unit 4 transfer. About the communication line 11 are preferably non-safety-related data to the control unit 2 transfer. The control unit 2 is advantageously designed so that it does not perform any security-related functionalities. These are all from the separation unit 4 executed. Advantageously, this shorter signal paths can be realized. To the control unit 2 over the communication line 11 transmitted data and / or from the control unit 2 processed data may be from the control unit 2 over the data line 13 to the separation unit 4 as well as data from the separation unit 4 to the control unit 2 ,

Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.The exemplary embodiments illustrated in the figures and explained in connection therewith serve to explain the invention and are not restrictive of it.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2010/118039 A1 [0003] WO 2010/118039 A1 [0003]
  • US 7768235 B2 [0003] US 7768235 B2 [0003]
  • US 6677759 B2 [0003] US 6677759 B2 [0003]
  • US 6404166 B1 [0004] US 6404166 B1 [0004]

Claims (11)

Batteriemanagementsystem (1) zum Überwachen und Regeln des Betriebs einer nachladbaren, eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batterie, welches eine Steuergeräteeinheit (2), eine Mehrzahl von jeweils wenigstens einer Batteriezelle zuzuordnenden Zellüberwachungseinheiten (3) und ein Kommunikationssystem zum Senden und/oder Empfangen von Daten umfasst, wobei das Batteriemanagementsystem (1) teilweise zum Betrieb auf Hochspannungspotential und teilweise zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellüberwachungseinheiten (3) ausschließlich zum Betrieb auf Hochspannungspotential ausgebildet sind.Battery management system ( 1 ) for monitoring and controlling the operation of a rechargeable battery comprising a plurality of battery cells, comprising a control unit ( 2 ), a plurality of each at least one battery cell to be assigned cell monitoring units ( 3 ) and a communication system for transmitting and / or receiving data, wherein the battery management system ( 1 ) is designed in part for operation at high-voltage potential and partly for operation at low-voltage potential, characterized in that the cell monitoring units ( 3 ) are designed exclusively for operation at high voltage potential. Batteriemanagementsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationssystem ein serielles Bussystem mit potentialtrennender Funktion ist, welches derart ausgebildet ist, dass die Zellüberwachungseinheiten (3) und weitere Einheiten (2, 4) des Batteriemanagementsystems (1), die auf unterschiedlichen Spannungspotentialen liegen, miteinander verbunden sind. Battery management system ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the communication system is a serial bus system with potential-separating function, which is designed such that the cell monitoring units ( 3 ) and other units ( 2 . 4 ) of the battery management system ( 1 ), which are at different voltage potentials, are interconnected. Batteriemanagementsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationssystem eine erste Kommunikationsleitung (11) und/oder eine zweite Kommunikationsleitung (12) umfasst, über welche die Zellüberwachungseinheiten (3) jeweils miteinander und mit wenigstens einer weiteren Einheit (2, 4) des Batteriemanagementsystems (1) zur Übertragung von Daten verbunden sind, wobei eine Übertragung von Daten über die jeweilige Kommunikationsleitung (11, 12) nach dem Daisy-Chain-Prinzip auf Hochspannungspotential erfolgt.Battery management system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the communication system has a first communication line ( 11 ) and / or a second communication line ( 12 ) via which the cell monitoring units ( 3 ) each with each other and with at least one further unit ( 2 . 4 ) of the battery management system ( 1 ) are connected for the transmission of data, wherein a transmission of data via the respective communication line ( 11 . 12 ) takes place according to the daisy chain principle at high voltage potential. Batteriemanagementsystem (1) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Einheit des Batteriemanagementsystems (1) die Steuergeräteeinheit (2) ist, wobei die Steuergeräteeinheit (2) zum Betrieb auf Hochspannungspotential und zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet ist.Battery management system ( 1 ) according to claim 2 or claim 3, characterized in that the at least one further unit of the battery management system ( 1 ) the control unit ( 2 ), wherein the control unit ( 2 ) is designed for operation at high voltage potential and for operation at low voltage potential. Batteriemanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagementsystem (1) eine eine Auswerteeinheit umfassende Trenneinheit (4) zur galvanischen Trennung der Batterie von einer Verbraucher- und/oder einer Ladeeinrichtung umfasst, wobei die wenigstens eine weitere Einheit des Batteriemanagementsystems (1) die Trenneinheit (4) ist und die Trenneinheit (4) zum Betrieb auf Hochspannungspotential und zum Betrieb auf Niederspannungspotential ausgebildet ist.Battery management system ( 1 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the battery management system ( 1 ) a separation unit comprising an evaluation unit ( 4 ) for the galvanic separation of the battery from a consumer and / or a charging device, wherein the at least one further unit of the battery management system ( 1 ) the separation unit ( 4 ) and the separation unit ( 4 ) is designed for operation at high voltage potential and for operation at low voltage potential. Batteriemanagementsystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationssystem einen Kommunikations-Bus (14) umfasst, über welchen die Steuergeräteeinheit (2) mit der Trenneinheit (4) zur Übertragung von Daten verbunden ist.Battery management system ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the communication system comprises a communication bus ( 14 ) over which the control unit unit ( 2 ) with the separation unit ( 4 ) is connected to the transmission of data. Batteriemanagementsystem (1) nach Anspruch 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellüberwachungseinheiten (3) über die erste Kommunikationsleitung (11) miteinander und mit der Steuergeräteeinheit (2) zur Übertragung von Daten verbunden sind und dass die Zellüberwachungseinheiten (3) über die zweite Kommunikationsleitung (12) miteinander und mit der Trenneinheit (4) zur Übertragung von Daten verbunden sind.Battery management system ( 1 ) according to claim 4 and claim 5, characterized in that the cell monitoring units ( 3 ) via the first communication line ( 11 ) with each other and with the control unit ( 2 ) are connected for the transmission of data and that the cell monitoring units ( 3 ) via the second communication line ( 12 ) with each other and with the separation unit ( 4 ) are connected for the transmission of data. Batteriemanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagementsystem (1) wenigstens eine Strommesseinrichtung (6) zum Messen eines elektrischen Stroms der Batterie umfasst, wobei die wenigstens eine Strommesseinrichtung (6) mit der Trenneinheit (4) verbunden ist und die Trenneinheit (4) ausgebildet ist, von der wenigstens einen Strommesseinrichtung (6) gemessene Ströme als Daten zu empfangen.Battery management system ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the battery management system ( 1 ) at least one current measuring device ( 6 ) for measuring an electric current of the battery, wherein the at least one current measuring device ( 6 ) with the separation unit ( 4 ) and the separation unit ( 4 ) is formed by the at least one current measuring device ( 6 ) to receive measured currents as data. Batteriemanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit (4) ausgebildet ist, wenigstens ein Crash-Signal als Daten zu empfangen.Battery management system ( 1 ) according to one of claims 5 to 8, characterized in that the separation unit ( 4 ) is configured to receive at least one crash signal as data. Batteriemanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit (4) ausgebildet ist, unter Nutzung empfangener Daten ein HV-Interlock-Signal zu generieren und/oder zu überwachen.Battery management system ( 1 ) according to one of claims 5 to 9, characterized in that the separation unit ( 4 ) is configured to generate and / or monitor a HV interlock signal using received data. Batteriesystem mit einer nachladbaren, eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batterie und einem Batteriemanagementsystem (1) zum Überwachen und Regeln des Betriebs der Batterie, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemanagementsystem (1) ein Batteriemanagementsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ist.Battery system comprising a rechargeable battery comprising a plurality of battery cells and a battery management system ( 1 ) for monitoring and controlling the operation of the battery, characterized in that the battery management system ( 1 ) is a battery management system according to one of claims 1 to 10.
DE102014200094.7A 2014-01-08 2014-01-08 A battery management system for monitoring and controlling the operation of a battery and battery system having such a battery management system Pending DE102014200094A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014200094.7A DE102014200094A1 (en) 2014-01-08 2014-01-08 A battery management system for monitoring and controlling the operation of a battery and battery system having such a battery management system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014200094.7A DE102014200094A1 (en) 2014-01-08 2014-01-08 A battery management system for monitoring and controlling the operation of a battery and battery system having such a battery management system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014200094A1 true DE102014200094A1 (en) 2015-07-09

Family

ID=53443289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014200094.7A Pending DE102014200094A1 (en) 2014-01-08 2014-01-08 A battery management system for monitoring and controlling the operation of a battery and battery system having such a battery management system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014200094A1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6404166B1 (en) 1997-01-21 2002-06-11 Metrixx Limited Signalling system
US6677759B2 (en) 2001-05-02 2004-01-13 Microchip Technology Incorporated Method and apparatus for high-voltage battery array monitoring sensors network
US7768235B2 (en) 2006-09-26 2010-08-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery management system and method for automotive vehicle
WO2010118039A1 (en) 2009-04-06 2010-10-14 The University Of Akron Battery pack manager unit and method for using same to extend the life of a battery pack
DE102011120879A1 (en) * 2011-12-09 2012-06-14 Daimler Ag Method for operating battery e.g. traction battery of e.g. electric vehicle, involves releasing reaction substance in interior portion of individual cell of battery, by using battery monitoring unit
US20120280695A1 (en) * 2010-02-15 2012-11-08 Yazaki Corporation Voltage detection apparatus
DE102011082937A1 (en) * 2011-09-19 2013-03-21 Sb Limotive Company Ltd. Battery management system, battery, motor vehicle with battery management system and method for monitoring a battery
US20130088237A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Keihin Corporation Battery-monitoring device
US20130229169A1 (en) * 2010-10-15 2013-09-05 Yazaki Corporation Voltage detection device
GB2500427A (en) * 2012-03-22 2013-09-25 Jaguar Cars Battery discharge for electric vehicles in crash event
US8571738B1 (en) * 2012-06-13 2013-10-29 Jtt Electronics Ltd Automotive vehicle battery power system monitoring systems, apparatus and methods

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6404166B1 (en) 1997-01-21 2002-06-11 Metrixx Limited Signalling system
US6677759B2 (en) 2001-05-02 2004-01-13 Microchip Technology Incorporated Method and apparatus for high-voltage battery array monitoring sensors network
US7768235B2 (en) 2006-09-26 2010-08-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery management system and method for automotive vehicle
WO2010118039A1 (en) 2009-04-06 2010-10-14 The University Of Akron Battery pack manager unit and method for using same to extend the life of a battery pack
US20120280695A1 (en) * 2010-02-15 2012-11-08 Yazaki Corporation Voltage detection apparatus
US20130229169A1 (en) * 2010-10-15 2013-09-05 Yazaki Corporation Voltage detection device
DE102011082937A1 (en) * 2011-09-19 2013-03-21 Sb Limotive Company Ltd. Battery management system, battery, motor vehicle with battery management system and method for monitoring a battery
US20130088237A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Keihin Corporation Battery-monitoring device
DE102011120879A1 (en) * 2011-12-09 2012-06-14 Daimler Ag Method for operating battery e.g. traction battery of e.g. electric vehicle, involves releasing reaction substance in interior portion of individual cell of battery, by using battery monitoring unit
GB2500427A (en) * 2012-03-22 2013-09-25 Jaguar Cars Battery discharge for electric vehicles in crash event
US8571738B1 (en) * 2012-06-13 2013-10-29 Jtt Electronics Ltd Automotive vehicle battery power system monitoring systems, apparatus and methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015104201A1 (en) Battery management system for monitoring and regulating the operation of a battery and battery system having such a battery management system
DE102014200111A1 (en) A battery management system for monitoring and controlling the operation of a battery and battery system having such a battery management system
DE102013220684A1 (en) A battery management system for monitoring and controlling the operation of a rechargeable battery and battery system having such a battery management system
EP2759018B1 (en) Battery management system, battery, motor vehicle having a battery management system, and method for monitoring a battery
EP2815451B1 (en) Method for monitoring a battery
WO2016015989A1 (en) Battery system, and method for operating said battery system
EP2181480B2 (en) Battery or rechargeable-battery pack
DE102012222720A1 (en) Battery management system and battery system
DE102011079292A1 (en) Battery management system and associated method for determining a state of charge of a battery, battery with battery management system and motor vehicle with battery management system
DE102014202504A1 (en) Separating unit for galvanic isolation of the power circuit between a voltage source and a consumer device and battery system with such a separation unit
DE102012222721A1 (en) Battery management system and battery system
DE102012222208A1 (en) Method for the controlled connection of several on-board network branches of a vehicle, control unit for carrying out the method and on-board network
DE102011079291A1 (en) Battery management system and method for determining the states of charge of battery cells, battery and motor vehicle with battery management system
DE112018005169T5 (en) LOCKING DEVICE FOR HIGH VOLTAGE DEVICES
DE102012205553A1 (en) Battery cell for a vehicle with a device for decoupling and / or bridging connections of the battery cell
EP3033889B1 (en) Electromechanical adapter
DE102013217458A1 (en) Contactor assembly for a high-voltage storage unit comprising an electrochemical cell
DE102013218081A1 (en) Battery module device and method for determining a complex impedance of a battery module arranged in a battery module
DE102011076757A1 (en) Security architecture, battery and a motor vehicle with a corresponding battery
EP2945215B1 (en) Traction battery
EP3273507B1 (en) Traction energy storage system for a vehicle
DE102013204507A1 (en) Electrically intrinsically safe battery module with reversible output voltage and method for monitoring a battery module
EP3309003B1 (en) Traction energy storage system for a vehicle
EP2803109B1 (en) Battery arrangement for a motor vehicle
DE102017218734A1 (en) High voltage operating system and method of operating a high voltage battery system

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed