DE102011082194B4 - Batteriemanagementsystem und Bordnetz zur Überwachung des Be- oder Entladestroms einer Batterie in einem solchen Bordnetz - Google Patents
Batteriemanagementsystem und Bordnetz zur Überwachung des Be- oder Entladestroms einer Batterie in einem solchen Bordnetz Download PDFInfo
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Abstract
Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Batterie (1) mit einem internen Stromsensor (I1), ein Batteriemanagementsystem (5) und mindestens einen Verbraucher (2) und/oder eine Ladekomponente (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verbraucher (2) und/oder die mindestens eine Ladekomponente (3, 4) einen zweiten Stromsensor (I2, I3, I4) aufweist und der zweite Stromsensor (I2, I3, I4) des Verbrauchers (2) oder der Ladekomponente (3, 4) derart mit dem Batteriemanagementsystem (5) verbunden ist, dass dem Batteriemanagementsystem (5) ein Messwert des zweiten Stromsensors (I2, I3, I4) zugeführt wird, wobei der zweite Stromsensor (I2, I3, I4) integraler Bestandteil des mindestens einen Verbraucher (2) und/oder der mindestens einen Ladekomponente (3, 4) ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Überwachung des Be- oder Entladestroms einer Batterie in einem solchen Bordnetz.
- Stand der Technik
- Für die Energieversorgung von elektrischen Komponenten in Kraftfahrzeugen, insbesondere von elektrischen Antrieben in Elektro- und Hybridfahrzeugen, werden meist Batterien eingesetzt. Bevorzugt werden heutzutage Lithium-Ionen-Batterien verwendet.
- Diese Batterien weisen durch ihre Bauweise und Chemie ein nicht zu vernachlässigendes Gefährdungspotential auf. Bei der Überschreitung von Betriebsgrenzen kann es zu einem Batteriebrand oder zu einem Austritt von gefährlichen chemischen Substanzen aus der Batterie kommen.
- Eine Ursache für eine solche Gefährdungslage kann ein zu hoher Ladestrom in der Batterie sein, der über einen zu langen Zeitraum oder mit einer zu hohen Frequenz besteht, beispielsweise bei niedrigen Temperaturen. Hierbei kann es zu sogenanntem „Lithium Plating“ kommen, ein Zustand, bei dem sich Lithium-Ionen auf der Anode der Batterie ansammeln. Dies kann zum Wachsen eines Dendriten führen, der später in der Lage sein kann, den Separator der Batterie zu beschädigen und gegebenenfalls zu durchstoßen. In der Folge kann es zu einem internen Kurzschluss in der Batterie kommen. Liegt ein solcher interner Kurzschluss vor, so kommt es zu einer thermischen Reaktion, einem sogenannten „thermal runaway“, bei der die Batterie erhitzt und schließlich ein Brand oder sogar eine Explosion ausgelöst werden kann.
- Um eine solche Reaktion zu vermeiden, werden die Betriebsparameter der Batterie meist von einem Batteriemanagementsystem (BMS) kontrolliert und geregelt. Eine Aufgabe des Batteriemanagementsystems ist es dabei, die Ladung und die Entladung der Batterie unter den gegebenen Anforderungen so zu regeln, dass die Sicherheit gewährleistet ist. Hierfür sind im Batteriemanagementsystem geeignete Algorithmen und Applikationsparameter hinterlegt.
- Damit die einwandfreie Funktion des Batteriemanagementsystems gewährleistet werden kann, ist es erforderlich, den Ladestrom der Batterie zuverlässig bestimmen zu können.
- Die Druckschrift
DE 697 26 213 T2 betrifft ein elektrisches Energieverteilungssystem zur Erhöhung der Ausfallsicherheit, wobei eine Vielzahl von elektrischen Energieverteilungsabschnitten so konstruiert sind, dass sie dazu befähigt sind, elektrische Energie über wenigstens zwei Systeme an elektrischen Leitungen Teilsystemen zuzuführen, wobei der Betrag des elektrischen Stromes in den zwei Systemen der elektrischen Leitungen von Detektionsabschnitten detektiert und überwacht wird. In der DruckschriftJP 2010-124589 A DE 10 2006 057 249 A1 ist ein Stromverteiler für ein Kfz-Bordnetz mit einem Eingang und einem Ausgang und einer Stromverteilungssteuerung bekannt. - Offenbarung der Erfindung
- Erfindungsgemäß wird ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welches eine Batterie mit einem internen Stromsensor, ein Batteriemanagementsystem und mindestens einen Verbraucher und/oder eine Ladekomponente umfasst. Das Bordnetz ist dadurch charakterisiert, dass der mindestens eine Verbraucher oder die mindestens eine Ladekomponente einen zweiten Stromsensor aufweist und der zweite Stromsensor des Verbrauchers oder der Ladekomponente derart mit dem Batteriemanagementsystem verbunden ist, dass dem Batteriemanagementsystem ein Messwert des zweiten Stromsensors zugeführt wird, wobei der zweite Stromsensor integraler Bestandteil des mindestens einen Verbraucher und/oder der mindestens einen Ladekomponente ist.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung des Be- oder Entladestroms einer Batterie in einem erfindungsgemäßen Bordnetz zeichnet sich dadurch aus, dass für die Überwachung des Ladestroms der Batterie ein Messwert des internen Stromsensors der Batterie und als Referenzwert ein Messwert eines der zweiten Stromsensoren eines Verbrauchers oder einer Ladekomponente des Bordnetzes verwendet wird.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich der Ladestrom einer in einem Bordnetz eingebundenen Batterie dadurch verlässlich bestimmen und überwachen lässt, dass der von einem in der Batterie befindlichen, internen Stromsensor gemessene Wert über einen Vergleich mit einem Referenzwert plausibilisiert wird. Der Referenzwert wird erfindungsgemäß von einem zweiten Stromsensor bereitgestellt, der sich in einem Verbraucher oder einer Ladekomponente des Bordsystems befindet. Die Erfassung der Messwerte des ersten internen und der zweiten Stromsensoren sowie deren Verwendung für die Berechnung bzw. die Überwachung des Ladestroms der Batterie erfolgt in der Regel mittels eines Batteriemanagementsystems. Da aus Sicherheitsgründen in der Regel jeder Verbraucher bzw. jede Ladekomponente eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges einen eigenen Stromsensor aufweist, können diese Stromsensoren für die Bestimmung und Überwachung des Ladestromes der Bordnetzbatterie herangezogen werden und es ist nicht notwendig, in der Batterie einen zweiten internen Stromsensor vorzusehen bzw. als internen Sensor einen Stromsensor mit Redundanz zu verwenden. Dadurch können sowohl Kosten als auch Gewicht eingespart werden.
- Die Erfindung betrifft ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, wobei das Bordnetz die Überwachung eines Be- bzw. Entladestroms der Batterie des Bordnetzes erlaubt.
- Unter einem Bordnetz wird dabei die Gesamtheit aller elektrischen Komponenten eines Kraftfahrzeugs verstanden, die mit der Batterie des Bordnetzes elektrisch leitend verbunden oder verbindbar ausgestaltet und/oder angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Bordnetz umfasst dabei mindestens eine Batterie mit einem internen Stromsensor, ein Batteriemanagementsystem zur Regelung und/oder Steuerung des Be- und Entladestroms der Batterie des Bordnetzes sowie mindestens einen Verbraucher und/oder eine Ladekomponente. Daneben kann das Bordnetz weitere Komponenten umfassen, wie beispielsweise Verkabelungen, Steuergeräte, standardisierte Schnittstellen (z. B. CAN-Busse), weitere Sensoren, Anzeigeelemente, Aktoren (z. B. Elektromotoren, Leuchten) und/oder weitere Energiespeicher oder Generatoren.
- Während das Bordnetz grundsätzlich alle elektrischen Komponenten eines Kraftfahrzeugs umfasst, unabhängig davon, ob diese im aktuellen Betriebszustand des Bordnetzes sich im aktiven Stromkreis des Bordnetzes befinden oder diesem zugeschaltet werden können, so umfasst der aktuell aktive Stromkreis des Bordnetzes solche elektrischen Komponenten, die im aktuellen Betriebszustand der Batterie des Bordnetzes elektrische Energie entziehen oder zuführen.
- Das erfindungsgemäße Bordnetz umfasst einen oder mehrere Verbraucher und/oder einen oder mehrere Ladekomponenten, wobei die Verbraucher und/oder Ladekomponenten jeweils einen zweiten Stromsensor aufweisen.
- Unter einem Verbraucher wird dabei eine elektrische Komponente des Bordnetzes verstanden, welche, sobald diese Bestandteil des aktiven Stromkreises des Bordnetzes ist, der Batterie elektrische Energie entzieht. Unter einer Ladekomponente wird eine elektrische Komponente des Bordnetzes verstanden, welche, sobald diese Bestandteil des aktiven Stromkreises des Bordnetzes ist, der Batterie elektrische Energie zuführt.
- Unter einem zweiten Stromsensor wird hierbei ein Stromsensor eines Verbrauchers oder einer Ladekomponente verstanden, der integraler Bestandteil dieses Verbrauchers oder dieser Ladekomponente ist und meist aus Sicherheitsgründen in jeder dieser elektrischen Komponenten eines Bordnetzes in einem Fahrzeug vorgesehen ist. Der zweite Stromsensor unterscheidet sich vom internen Stromsensor der Batterie lediglich dadurch, dass der zweite Stromsensor nicht integraler Bestandteil der Batterie des Bordnetzes ist.
- Der zweite Stromsensor der Verbraucher und/oder Ladekomponenten ist derart mit dem Batteriemanagementsystem verbunden, dass dem Batteriemanagementsystem ein Messwert des zweiten Stromsensors zuführbar ist. Dadurch ist sichergestellt, dass dem Batteriemanagementsystem neben dem Strommesswert des internen Stromsensors der Batterie ein weiterer, unabhängiger Messwert als Referenzwert für die Überwachung des Ladestroms der Batterie zur Verfügung steht. Dieser Messwert stammt von einem zweiten Stromsensor eines Verbrauchers oder einer Ladekomponente aus dem aktiven Stromkreis des Bordnetzes. Somit kann darauf verzichtet werden, in der Batterie oder dem Batteriemanagementsystem einen weiteren, zusätzlichen internen Stromsensor vorzusehen.
- Dazu kann der zweite Stromsensor mittel einer standardisierten Schnittstelle, beispielsweise einem CAN-Bus, mit dem Batteriemanagementsystem des Bordnetzes verbunden sein, so dass dem Batteriemanagementsystem darüber ein Messwert des zweiten Stromsensors zuführbar ist.
- Das Bordnetz kann mehr als einen Verbraucher und/oder mehr als eine Ladekomponente umfassen, wobei eine Mehrzahl der Verbraucher und/oder der Ladekomponenten jeweils mindestens einen zweiten Stromsensor aufweist. Dabei können die zweiten Stromsensoren der Verbraucher und/oder Ladekomponenten derart mit dem Batteriemanagementsystem verbunden sein, dass dem Batteriemanagementsystem Messwerte der zweiten Stromsensoren zugeführt werden, wobei der jeweilige zweite Stromsensor integraler Bestandteil der Verbraucher und/oder Ladekomponenten ist. Dazu können die zweiten Stromsensoren jeweils über eine eigene standardisierte Schnittstelle mit dem Batteriemanagementsystem verbunden vorliegen, z. B. mittels eines CAN-Busses. Alternativ oder in Kombination ist es auch möglich, dass eine Mehrzahl von zweiten Stromsensoren eines oder mehrerer Verbraucher und/oder Ladekomponenten des Bordnetzes über eine gemeinsame standardisierte Schnittstelle, z. B. einen CAN-Bus, mit dem Batteriemanagementsystem verbunden sind.
- Weist das Bordsystem einen oder mehrere Verbraucher mit jeweils einem zweiten Stromsensor auf, so kann es notwendig sein, dass der Messwert des oder der zweiten Stromsensoren invertiert werden muss, bevor es zur Überwachung des Ladestroms der Batterie verwendet werden kann. Dazu kann zwischen dem oder den zweiten Stromsensoren und dem Batteriemanagementsystem ein Inverter zwischengeschaltet sein bzw. das Batteriemanagementsystem ist derart ausgebildet, dass diese Messwerte im Batteriemanagementsystem entsprechend verarbeitet und invertiert werden.
- Unter einer Batterie wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung eine funktionale Anordnung verstanden, die ein oder eine Mehrzahl von Batteriemodulen und/oder Batteriezellen umfasst. Dabei weist jedes Batteriemodul eine oder mehrere Batteriezellen auf, die jeweils zu einer funktionalen Einheit zusammengefasst sind. Die Mehrzahl von Batteriemodulen oder Batteriezellen einer Batterie können in geeigneter Weise verbunden vorliegen. Dazu können die einzelnen Batteriemodule oder Batteriezellen der Batterie derart elektrisch leitend miteinander verbunden sein, dass diese zu gewünschten Batteriemodul- oder Batteriesystemarchitekturen arrangiert vorliegen.
- Unter einer Batteriezelle wird dabei ein elektrochemischer Energiespeicher verstanden, der eine Energie mittels elektrochemischer Prozesse speichern und bei Bedarf wieder bereitstellen kann. Grundsätzlich können in der Batterie des erfindungsgemäßen Bordnetzes Batteriemodule mit Batteriezellen jedes Akkumulator- oder Batteriezelltyps verwendet werden. Bevorzugt umfasst die Batterie Batteriezellen vom Typ der Lithium-Ionen-Zellen, insbesondere vom Typ Li-Ion-Lithium-Ionen-Akku, LiPo-Lithium-Polymer-Akku, LiFe-Lithium-Metall-Akku, Li-Mn-Lithium-Mangan-Akku, LiFePO4-Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator, LiTi-Lithium-Titanat-Akku.
- Bevorzugt handelt es sich bei der Batterie des Bordnetzes um eine Lithium-Ionen-Batterie, insbesondere um eine hochkapazitive Lithium-Ionen-Batterie, besonders bevorzugt um eine Batterie, zum Beispiel eine Lithium-Ionen-Batterie, mit einer nominalen Kapazität von ≥ 2Ah, bevorzugt von ≥ 3Ah.
- Die Batterie des Bordnetzes weist einen internen Stromsensor auf. Der interne Stromsensor der Batterie des Bordnetzes zeichnet sich dadurch aus, dass dieser derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass darüber der Ladestrom der Batterie oder gegebenenfalls Bestandteilen davon, wie zum Beispiel von einzelnen oder Gruppen von Batteriezellen, dem Batteriegehäuse oder einzelnen oder Gruppen von Batteriemodulen, erfasst und einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden können.
- Da Kraftfahrzeuge und insbesondere Elektro- und Hybridfahrzeuge in der Regel bereits ein Batteriemanagementsystem aufweisen, in dem regelmäßig Messwerte der Stromsensoren der Batterie erfasst werden, ist es besonders vorteilhaft, wenn im erfindungsgemäßen Verfahren die Überwachung des Ladestroms der Batterie vom Batteriemanagementsystem des Bordnetzes durchgeführt wird. Im Batteriemanagementsystem können die dafür erforderlichen Algorithmen und Applikationsparameter hinterlegt sein. Somit ist kein neues, zusätzliches Bauteil für die Überwachung des Ladestroms notwendig. Das derart ausgeführte Batteriemanagementsystem des Kraftfahrzeugs kann über eine standardisierte Schnittstelle, zum Beispiel einen oder mehrere separate CAN-Busse, mit den zweiten Stromsensoren der Verbraucher oder Ladekomponenten des Bordnetzes verbunden sein, so dass die Messwerte dieser zweiten Stromsensoren direkt bezogen und anschließend im Batteriemanagementsystem verarbeitet werden können.
- Bevorzugt umfasst das Bordnetz eine Mehrzahl an Verbrauchern und/oder Ladekomponenten, wobei einige oder alle zweiten Stromsensoren der Verbraucher und/oder Ladekomponenten mit dem Batteriemanagementsystem über eine standardisierte Schnittstelle, beispielsweise einen CAN-Bus, verbunden vorliegen. Dabei ist es möglich, dass einige oder alle zweiten Stromsensoren jeweils über eine eigene standardisierte Schnittstelle mit dem Batteriemanagementsystem verbunden sind. Alternativ ist es auch möglich, dass mehrere zweite Stromsensoren über eine gemeinsame standardisierte Schnittstelle mit dem Batteriemanagementsystem verbunden vorliegen. Umfasst das Bordnetz eine Mehrzahl an Verbrauchern und/oder Ladekomponenten, so kann das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgestaltet sein, dass als Referenzwert für die Überwachung des Ladestroms der Batterie des Bordnetzes immer solche Messwerte verwendet werden, die von einem, mehreren oder allen zweiten Stromsensoren bereitgestellt werden, die von Verbrauchern und/oder Ladekomponenten stammen, die sich im aktuell aktiven Stromkreis des Bordnetzes befinden. Damit ist sichergestellt, dass nicht solche Verbraucher oder Ladekomponenten für die Lieferung des Referenzwertes herangezogen werden müssen, die im aktuellen Betriebszustand des Bordnetzes gar nicht aktiv sind bzw. aktuell Strom aus dem Bordnetz beziehen oder in das Bordnetz einspeisen. Es werden bevorzugt also nur solche Verbraucher oder Ladekomponenten berücksichtigt oder herangezogen, die im aktuellen Betriebszustand des Bordnetzes selbst auch aktiv sind, also Strom aus dem Bordnetz beziehen oder in das Bordnetz einspeisen. Dadurch wird erreicht, dass die Betriebsdauer für die Verbraucher und die Ladekomponenten des Bordnetzes durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht zusätzlich erhöht werden. Es ist also nicht notwendig, für den Betrieb des erfindungsgemäßen Verfahrens kostspielige zusätzliche Maßnahmen vorzusehen, um gegebenenfalls einzelne Komponenten des Bordnetzes für eine längere Betriebsdauer auszulegen als bisher.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung des Be- oder Entladestroms einer Batterie in einem erfindungsgemäßen Bordnetz zeichnet sich dadurch aus, dass für die Überwachung des Ladestroms der Batterie ein Messwert eines internen Stromsensors der Batterie und als Referenzwert ein Messwert eines zweiten Stromsensors eines Verbrauchers oder einer Ladekomponente des Bordnetzes verwendet wird.
- Bevorzugt wird im erfindungsgemäßen Verfahren ein erfindungsgemäßes Bordnetz eingesetzt, welches eine Mehrzahl an Verbrauchern und/oder Ladekomponenten aufweist, wobei einige oder alle zweiten Stromsensoren der Verbraucher und/oder Ladekomponenten mit einem Batteriemanagementsystem über eine standardisierte Schnittstelle, beispielsweise einen CAN-Bus, verbunden vorliegen. Dabei ist es möglich, dass einige oder alle zweiten Stromsensoren jeweils über eine eigene standardisierte Schnittstelle mit dem Batteriemanagementsystem verbunden sind. Alternativ ist es auch möglich, dass mehrere zweite Stromsensoren über eine gemeinsame standardisierte Schnittstelle zusammengefasst mit dem Batteriemanagementsystem verbunden vorliegen.
- Umfasst das Bordnetz eine Mehrzahl an Verbrauchern und/oder Ladekomponenten, so kann das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgestaltet sein, dass als Referenzwert für die Überwachung des Ladestroms der Batterie des Bordnetzes immer solche Messwerte verwendet werden, die von einem, mehreren oder allen zweiten Stromsensoren bereitgestellt werden, die von Verbrauchern und/oder Ladekomponenten stammen, die sich im aktuell aktiven Stromkreis des Bordnetzes befinden. Damit ist sichergestellt, dass nicht solche Verbraucher oder Ladekomponenten für die Lieferung des Referenzwertes herangezogen werden müssen, die im aktuellen Betriebszustand des Bordnetzes gar nicht aktiv sind bzw. aktuell keinen Strom aus dem Bordnetz beziehen oder in das Bordnetz einspeisen. Es werden bevorzugt also nur solche Verbraucher oder Ladekomponenten berücksichtigt oder herangezogen, die im aktuellen Betriebszustand des Bordnetzes selbst auch aktiv sind, also Strom aus dem Bordnetz beziehen oder in das Bordnetz einspeisen. Dadurch wird erreicht, dass die Betriebsdauer für die Verbraucher und die Ladekomponenten des Bordnetzes durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht zusätzlich erhöht werden. Es ist also nicht notwendig, für den Betrieb des erfindungsgemäßen Verfahrens kostspielige zusätzliche Maßnahmen vorzusehen, um gegebenenfalls einzelne Komponenten des Bordnetzes für eine längere Betriebsdauer auszulegen als bisher.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt kontinuierlich oder wiederkehrend in bestimmten Zeitintervallen während des Betriebs des Batteriesystems durchgeführt.
- Um eine Fehlerhäufigkeit bei der Überwachung des Ladestroms der Batterie des Bordnetzes im erfindungsgemäßen Verfahren zu minimieren, kann eine Fehlerentprellung und/oder eine Filterung der Strommesswerte des internen Stromsensors der Batterie und/oder der zweiten Stromsensoren der Verbraucher und/oder Ladekomponenten des Bordnetzes vorgenommen werden, bevor die Messwerte für die Überwachung des Ladestroms der Batterie herangezogen werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Strommesswerte, die von den Stromsensoren bereitgestellt werden, jeweils auf Mehrfachmessungen beruhen. Bevorzugt finden die Mehrfacherfassungen von Messwerten in einem vorher festgelegten zeitlichen Abstand voneinander statt. Die Anzahl an Mehrfachmessungen sowie der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Messwerterfassungen der Mehrfachmessungen können vom Fachmann für ein gegebenes Bordnetz ohne Schwierigkeiten und ohne unzumutbaren Aufwand ermittelt und festgelegt werden. Es ist auch möglich, dass die durch Mehrfachmessung ermittelten Messwerte einer Filterung unterzogen werden. Eine vorgelagerte Filterung führt dazu, dass die Überwachung des Ladestroms der Batterie nicht lediglich auf einem gegebenenfalls fehlerbehafteten Messwert erfolgt. Die Filterung kann beispielsweise Maßnahmen wie die Bildung von Mittelwerten aus einer Mehrzahl von Messwerten umfassen.
- Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, welches ein solches erfindungsgemäßes Bordnetz aufweist. Dabei sind unter dem Begriff „Kraftfahrzeug“ alle angetriebenen Fahrzeuge zu verstehen, die ein Bordnetz zur Versorgung von mindestens einer Komponente des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie aufweisen, unabhängig davon, welchen Antrieb diese Kraftfahrzeuge aufweisen. Insbesondere umfasst der Begriff „Kraftfahrzeug“ elektrische Hybridfahrzeuge (HEV), Plug-In-Hybridfahrzeuge (PHEV), Elektrofahrzeuge (EV), Brennstoffzellenfahrzeuge, sowie alle Fahrzeuge, die eine Batterie zur mindestens teilweisen Versorgung mit elektrischer Energie einsetzen.
- Zeichnungen
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 ein erfindungsgemäßes Bordnetz. - Ausführungsformen der Erfindung
- In
1 ist ein erfindungsgemäßes Bordnetz 10 gezeigt. Das Bordnetz 10 umfasst eine Batterie 1 mit einem internen Stromsensor 11, eine Mehrzahl von Verbrauchern oder Ladekomponenten mit zweiten Stromsensoren I2, I3 und I4 sowie einem Batteriemanagementsystem 5. Beispielsweise kann das Bordnetz 10 ein internes Ladegerät 4 mit einem zweiten Stromsensor I4, eine Schnellladestation 3 mit einem zweiten Stromsensor I3 und einem Elektromotor 2 mit einem zweiten Stromsensor I2 aufweisen, wobei jeder zweite Stromsensor I2, I3, I4 über eine standardisierte Schnittstelle 7 mit dem Batteriemanagementsystem 5 verbunden ist. Bevorzugt sind die standardisierten Schnittstellen 7 als CAN-Busse ausgestaltet. Wird der Messwert von einem zweiten Stromsensor eines Verbrauchers, also beispielsweise des zweiten Stromsensors I2 des Elektromotors 2, zur Überwachung des Ladestroms der Batterie herangezogen, so kann es notwendig sein, zwischen dem betreffenden zweiten Stromsensor I2 und dem Batteriemanagementsystem 5 einen Konverter 6 vorzusehen, um korrekte Strommesswerte bereitzustellen, die direkt weiterverarbeitet werden können. Alternativ dazu kann das Batteriemanagementsystem 5 derart ausgebildet sein, dass die Messwerte der zweiten Stromsensoren I2, I3, I4, falls notwendig, intern konvertiert werden können, bevor diese für die Überwachung des Ladestroms der Batterie 1 herangezogen werden.
Claims (10)
- Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Batterie (1) mit einem internen Stromsensor (I1), ein Batteriemanagementsystem (5) und mindestens einen Verbraucher (2) und/oder eine Ladekomponente (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verbraucher (2) und/oder die mindestens eine Ladekomponente (3, 4) einen zweiten Stromsensor (I2, I3, I4) aufweist und der zweite Stromsensor (I2, I3, I4) des Verbrauchers (2) oder der Ladekomponente (3, 4) derart mit dem Batteriemanagementsystem (5) verbunden ist, dass dem Batteriemanagementsystem (5) ein Messwert des zweiten Stromsensors (I2, I3, I4) zugeführt wird, wobei der zweite Stromsensor (I2, I3, I4) integraler Bestandteil des mindestens einen Verbraucher (2) und/oder der mindestens einen Ladekomponente (3, 4) ist.
- Bordnetz nach
Anspruch 1 , wobei das Bordnetz mehr als einen Verbraucher (2) und/oder mehr als eine Ladekomponente (3, 4) umfasst, wobei eine Mehrzahl der Verbraucher (2) und/oder Ladekomponenten (3, 4) jeweils einen zweiten Stromsensor (I2, I3, I4) aufweist und die zweiten Stromsensoren (I2, I3, I4) der Verbraucher (2) und/oder Ladekomponenten (3, 4) derart mit dem Batteriemanagementsystem (5) verbunden sind, dass dem Batteriemanagementsystem (5) Messwerte der zweiten Stromsensoren (I2, I3, I4) zugeführt werden, wobei der jeweilige zweite Stromsensor (I2, I3, I4) integraler Bestandteil der Verbraucher (2) und/oder Ladekomponenten (3, 4) ist. - Bordnetz nach
Anspruch 1 oder2 , wobei der oder die zweiten Stromsensoren (I2, I3, I4) jeweils über eine standardisierte Schnittstelle (7) mit dem Batteriemanagementsystem (5) verbunden vorliegen, bevorzugt über einen CAN-Bus. - Bordnetz nach
Anspruch 2 , wobei eine Mehrzahl von zweiten Stromsensoren (I2, I3, I4) eines oder mehrerer Verbraucher (2) und/oder Ladekomponenten (3, 4) des Bordnetzes über eine gemeinsame standardisierte Schnittstelle (7) mit dem Batteriemanagementsystem (5) verbunden sind, bevorzugt über einen gemeinsamen CAN-Bus. - Bordnetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Batterie (1) eine Lithium-Ionen-Batterie ist.
- Verfahren zur Überwachung des Be- oder Entladestroms einer Batterie (1) in einem Bordnetz (10) nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass für die Überwachung des Ladestroms der Batterie (1) ein Messwert eines internen Stromsensors (I1) der Batterie (1) und als Referenzwert ein Messwert eines integrierten zweiten Stromsensors (I2, I3, I4) eines Verbrauchers (2) oder einer Ladekomponente (3, 4) des Bordnetzes (10) verwendet wird. - Verfahren nach
Anspruch 6 , wobei die Überwachung des Ladestroms der Batterie (1) vom Batteriemanagementsystem (5) des Bordnetzes (10) durchgeführt wird. - Verfahren nach
Anspruch 7 , wobei das Bordnetz (10) eine Mehrzahl an Verbrauchern (2) und/oder Ladekomponenten (3, 4) umfasst, wobei die zweiten Stromsensoren (I2, I3, I4) der Verbraucher (2) und/oder der Ladekomponenten (3, 4) mit dem Batteriemanagementsystem (5) des Bordnetzes (10) jeweils über eine standardisierte Schnittstelle (7) verbunden sind. - Verfahren nach
Anspruch 8 , wobei als Referenzwert für die Überwachung des Ladestroms der Batterie (1) Messwerte verwendet werden, die von einem, mehreren oder allen zweiten Stromsensoren (I2, I3, I4) bereitgestellt werden, die von Verbrauchern (2) und/oder Ladekomponenten (3, 4) stammen, die sich im aktuell aktiven Stromkreis des Bordnetzes (10) befinden. - Kraftfahrzeug umfassend ein Bordnetz (10) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis5 .
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