DE102018007403A1 - Energiespeichervorrichtung zum Speichern elektrischer Energie sowie Verfahren zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung - Google Patents

Energiespeichervorrichtung zum Speichern elektrischer Energie sowie Verfahren zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung (10) zum Speichern elektrischer Energie, welche in einem Mobilmodus in einem Kraftfahrzeug und in einem Stationärmodus außerhalb des Kraftfahrzeugs betreibbar ist, mit einem Batteriesteuergerät (16), mittels welchem Betriebsparameter der Energiespeichervorrichtung (10) überwachbar sind, wobei mittels eines zweiten Batteriesteuergeräts (24) in dem Stationärmodus wenigstens einer der Betriebsparameter überwachbar ist und in Abhängigkeit von diesem Betriebsparameter das in einem Ruhemodus verweilende Batteriesteuergerät (16) durch das zweite Batteriesteuergerät (24) aktivierbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung (10) zum Speichern elektrischer Energie.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Energiespeichereinheit zum Speichern elektrischer Energie, welche in einem Mobilmodus in einem Kraftfahrzeug und in einem Stationärmodus außerhalb des Kraftfahrzeugs betreibbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung zum Speichern elektrischer Energie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
  • Eine Energiespeichervorrichtung kann beispielsweise als elektrochemischer Energiespeicher in Form einer Batterie ausgebildet sein. Dabei kann solch ein Energiespeicher sowohl in elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, als auch stationär, beispielsweise zur Speicherung des durch Photovoltaikanlagen erzeugten Stroms, in einem Haushalt verwendet werden. Dabei ist es technisch und kommerziell sinnvoll und marktweit üblich, Energiespeichervorrichtungen oder deren Komponenten aus Fahrzeuganwendungen auch in Stationärspeichern zu verwenden. Bei einer Komponentenverblockung werden dabei aus den gleichen Grundkomponenten, wie beispielsweise Speicherzellen oder Elektronik, die jeweils für das Kraftfahrzeug oder die Stationäranwendung entwickelten Batterien beziehungsweise Energiespeichervorrichtungen aufgebaut. Bei einer Second-Life-Anwendung werden Batterien aus dem Kraftfahrzeug in einen Stationärspeicher umgebaut, sobald die Leistungsdaten für eine Fahrzeuganwendung nicht mehr ausreichen.
  • Dabei ergeben sich in der Regel unterschiedliche Anforderungen an die Energiespeichervorrichtung zwischen einem Mobilmodus beziehungsweise einer Fahrzeuganwendung und einem Stationärmodus. So werden in der Regel im Kraftfahrzeug viel höhere Leistungen von der Energiespeichervorrichtung gefordert.
  • Dabei wird die Energiespeichervorrichtung in Kraftfahrzeugen oft bis an ihre maximal freigegebenen Grenzen entladen beziehungsweise beladen. Dabei kann insbesondere das Entladen, wenn die maximal erforderliche Leistung, beispielsweise bei einer starken Beschleunigung angefordert wird, das Entladen innerhalb weniger Minuten passieren.
  • Dagegen werden stationäre Energiespeichervorrichtungen in Anwendungsbereichen, wie beispielsweise der Frequenzregelung, lediglich in einem engen Bereich um circa 50 % ihres Ladezustands betrieben. In anderen Anwendungen, beispielsweise bei einem Inselbetrieb, wie dem Speichern der Solarenergie, wird die Speichervorrichtung zwar auf 100 % ge- und auf 0 % entladen, wobei dies aber üblicherweise über einen Zeitraum von 24 Stunden, falls überhaupt, genau einmal stattfinden kann. Ein weiterer Unterschied zwischen dem Mobilmodus und dem Stationärmodus der Energiespeichervorrichtung ist der Temperaturbereich, welcher im Mobilmodus üblicherweise eine Temperaturspanne von -40°C bis zu 85°C aufweisen kann. Dahingegen wird im Stationärmodus die Energiespeichervorrichtung annähernd konstant temperiert betrieben. Ebenso variieren die Betriebsdauern zwischen dem Mobilmodus und dem Stationärmodus, wobei ersterer üblicherweise für einen circa 2000-Stunden-Betrieb ausgelegt ist, während bei letzterem die Energiespeichervorrichtung mehrere zehntausend Stunden in Benutzung ist, aber in dieser Zeit nur selten nennenswert belastet ist.
  • Die Verknüpfung dieser gegensätzlichen Anforderungen kann eine große Herausforderung sein. So muss die Energiespeichervorrichtung mit ihren Komponenten, wie beispielsweise Steuergerät, Sensoren, Schützen und Sicherungen, sowohl für Anwendungen im Stationärmodus als auch im Mobilmodus für das Kraftfahrzeug die harten Umweltanforderungen als auch hohen Lebensdauern erfüllen, um freigegeben zu werden.
  • Es ist in sehr vielen Elektroniksystemen üblich, weite Teile der Elektronik bei Nichtbenutzung in einen Schlafmodus zu versetzen. Ein Beispiel hierfür sind Displays von Smartphones, die meistens abgeschaltet sind und oft mit reduzierter Helligkeit arbeiten. Dabei wird die Leistungsaufnahme erheblich reduziert und die Lebensdauer dadurch um ein Vielfaches verlängern zu können. In einigen Systemen werden einzelne Komponenten sogar vollständig von der Stromversorgung getrennt. Um bei Steuergeräten eine Ausführung der Steuer- und Prüfunktionen zu ermöglichen, werden die Steuergeräte in regelmäßigen Abständen, beispielsweise von einem Zeitaufgeber, aufgeweckt und bearbeiten ihre Aufgaben, bevor sie zurück in einen Schlafmodus gehen.
  • Bei Batteriesteuergeräten ist dies nicht möglich, da zu jedem Zeitpunkt garantiert werden muss, dass die Energiespeichervorrichtung beziehungsweise Batterie nicht außerhalb von kritischen Grenzen betrieben wird. Dabei sind die wichtigsten Grenzen die Zelltemperatur der Speicherzellen der Energiespeichervorrichtung, die Stromstärke und der Ladezustand. Sind beispielsweise die Ströme zu groß oder die Energiespeichervorrichtung zu mehr als 100 % oder weniger als 0 % gebeziehungsweise entladen, gibt es signifikante Sicherheitsrisiken, wie beispielsweise die Gefahr von Zellbrennen.
  • Die DE 10 2007 008 044 A1 zeigt ein Verkehrsmittel mit einer Batterie, wobei ein Aufwecken eines zentralen Steuergeräts für die Diagnosekommunikation dadurch erfolgt, dass ein Prüfgerät Strom aus dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs zieht, ein Stromsensor diesen Strom als einen Grenzwert überschreitend erfasst und ein Aufwecksignal über einen lokalen Bus an das zentrale Steuergerät abgibt, das in Antwort auf das Aufwecksignal aktiviert wird, so dass die Diagnosekommunikation eingeleitet wird.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Energiespeichervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung bereitzustellen, mittels welchen die Energiespeichervorrichtung besonders vorteilhaft in einem Mobilmodus als auch in einem Stationärmodus betrieben werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energiespeichervorrichtung zum Speichern elektrischer Energie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung zum Speichern elektrischer Energie ist in einem Mobilmodus, in einem Kraftfahrzeug und in einem Stationärmodus außerhalb des Kraftfahrzeugs verwendbar. Die Energiespeichervorrichtung weist ein Batteriesteuergerät auf, mittels welchem Betriebsparameter, wie beispielsweise eine Zelltemperatur von in der Energiespeichervorrichtung verbauten Speicherzellen, eine Stromstärke oder ein Ladezustand der Energiespeichervorrichtung, überwachbar sind. Bei der Energiespeichervorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Batterie, welche zumindest die Speicherzellen umfasst. In dem Mobilmodus dient die Energiespeichervorrichtung einem Kraftfahrzeug, welches insbesondere als elektrisch angetriebener Personenkraftwagen ausgebildet ist, zum Antreiben einer elektrischen Maschine. In dem Stationärmodus befindet sich die Energiespeichervorrichtung beispielsweise angeschlossen an eine Photovoltaikanlage, beispielsweise als Zwischenspeicher der dort gesammelten Solarenergie. Dabei kann beispielsweise eine Anzahl der Speicherzellen und/oder ein Gehäuse der Energiespeichervorrichtung abhängig von dem jeweiligen Modus variieren. Die Energiespeichervorrichtung kann also in dem Mobilmodus anders aufgebaut sein als in dem Stationärmodus, so können beispielsweise die Anzahl der Speicherzellen und/oder das Gehäuse variieren beziehungsweise veränderbar sein.
  • Um nun die Energiespeichervorrichtung besonders vorteilhaft sowohl in dem Mobilmodus als auch in dem Stationärmodus verwenden zu können, ist erfindungsgemäß ein zweites Batteriesteuergerät vorgesehen, mittels welchem in dem Stationärmodus wenigstens einer der Betriebsparameter überwachbar ist und in Abhängigkeit von diesem Betriebsparameter das in einem Ruhemodus verweilende Betriebssteuergerät durch das zweite Batteriesteuergerät aktivierbar ist. Dabei kann das Batteriesteuergerät auch als Primärsteuergerät (PSG) und das zweite Batteriesteuergerät als Sekundärsteuergerät (SSG) bezeichnet werden. Dabei ist das zweite Batteriesteuergerät, also das SSG, für eine besonders lange Lebensdauer ausgebildet. Dabei kann der Funktionsumfang des zweiten Batteriesteuergeräts im Vergleich zu dem ersten Batteriesteuergerät, dem PSG, reduziert sein. Der Funktionsumfang des zweiten Batteriesteuergeräts kann lediglich die Kontrolle der Einhaltung des wenigstens einen Betriebsparameters sein, welcher insbesondere sicherheitsrelevant für den Betrieb der Energiespeichervorrichtung ist. Wird ein Grenzwert dieses Betriebsparameters verletzt, erfolgt durch das zweite Batteriesteuergerät ein Aufwecken beziehungsweise Aktivieren des Primärsteuergeräts beziehungsweise des Batteriesteuergeräts. Ist das Batteriesteuergerät nun reaktiviert, kann dieses eine, insbesondere detaillierte, Statusüberwachung der Energiespeichervorrichtung übernehmen.
  • Während das Batteriesteuergerät aktiviert ist und die Überwachung der Betriebsparameter der Energiespeichervorrichtung durchführt, könnte wiederum das zweite Batteriesteuergerät beziehungsweise das Sekundärsteuergerät in einen Ruhemodus beziehungsweise Schlafmodus wechseln und nun wiederum durch das Primärsteuergerät beziehungsweise Batteriesteuergerät aufgeweckt beziehungsweise aktiviert werden, wenn dieses seine Arbeit beim Überwachen der Betriebsparameter vollendet hat und die der wenigstens einen Betriebsparameter den Grenzwert dermaßen unter- oder überschritten hat, dass eine Überwachung durch das Sekundärsteuergerät ausreicht. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass während der Verwendung im Stationärmodus das in der Regel sehr leistungsfähige und darüber hinaus, insbesondere aufgrund einer Großserienproduktion aufgrund des Kraftfahrzeugbaus, besonders vorteilhaft verfügbare Primärsteuergerät in dem Stationärmodus verwendet werden kann. So kann darauf verzichtet werden, für den Stationärmodus und den Mobilmodus jeweils ein unterschiedliches Batteriesteuergerät vorzusehen, da mittels des zweiten insbesondere kostengünstigsten Batteriesteuergeräts das Primärsteuergerät besonders bei langen Nutzungsdauern verwendet werden kann.
  • Die Energiespeichervorrichtung kann somit besonders vorteilhaft ohne jeglichen Umbau in einer sogenannten Second-Life-Anwendung verwendet werden, bei welcher dem Energiespeicher - bildlich gesprochen - ein zweites Leben eingehaucht wird, wenn insbesondere die Leistung des Energiespeichers für den Betrieb im Kraftfahrzeug, also dem Mobilmodus, nicht mehr genügend ist und er in einen Stationärspeicher umgebaut wird, wofür die Leistung noch ausreichend ist.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Batteriesteuergerät und/oder das zweite Batteriesteuergerät einen Temperatursensor und/oder eine Spannungsmessvorrichtung und/oder eine Strommessvorrichtung auf. Das heißt, mit wenigstens einem der Batteriesteuergeräte ist beispielsweise eine Temperatur überwachbar, welche insbesondere eine Zelltemperatur der einzelnen Speicherzellen der Energiespeichervorrichtung umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Spannungsmessvorrichtung beispielsweise der Ladezustand der Energiespeichervorrichtung erfassbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann eines der beiden Batteriesteuergeräte, insbesondere das erste Batteriesteuergerät, also das Primärsteuergerät, eine Strommessvorrichtung aufweisen, mittels welcher eine Stromstärke der Batterie bestimmbar ist. Dabei sind beliebige Kombinationen zwischen Sensoren beziehungsweise Messvorrichtungen und Batteriesteuergeräten möglich, so dass jedes der beiden Batteriesteuergeräte jeden Sensor aufweisen kann. Vorteilhafter Weise wird die Auswahl so getroffen, dass insbesondere das erste Batteriesteuergerät, also das Primärsteuergerät, eine Mehrzahl der Messvorrichtungen oder den Temperatursensor aufweist, und das zweite Batteriesteuergerät beziehungsweise Sekundärsteuergerät nur die wirklich benötigten Messvorrichtungen beziehungsweise einen Temperatursensor, falls dies dienlich ist, die Energiespeichervorrichtung derart zu überwachen, bis das Primärsteuergerät aus dem Ruhemodus aktiviert werden kann.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung weist das zweite Batteriesteuergerät eine Zählvorrichtung auf. Durch die Zählvorrichtung beziehungsweise einen Zähler kann ein Schutz der Energiespeichervorrichtung vor Überladung oder Tiefenentladung in dem zweiten Batteriesteuergerät implementierbar sein. Dabei kann die Zählvorrichtung kostengünstig und mit niedriger Genauigkeit arbeiten.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine Genauigkeit bei der Bestimmung der Betriebsparameter des Batteriesteuergeräts höher als die Genauigkeit des zweiten Batteriesteuergeräts. Durch die geringere Genauigkeit des zweiten Batteriesteuergeräts kann dieses insbesondere besonders kostengünstig ausgebildet werden. Ferner kann in Abhängigkeit der Genauigkeit des Sekundärsteuergeräts, also des zweiten Batteriesteuergeräts, eine ausreichend weite Toleranz zu den kritischen Grenzen beziehungsweise Grenzwerten des jeweiligen Betriebsparameters implementiert werden. So aktiviert das zweite Batteriesteuergerät in Abhängigkeit dieser Grenzen das erste Batteriesteuergerät beziehungsweise Primärsteuergerät. Kann beispielsweise das zweite Batteriesteuergerät den Ladezustand nur mit einem Fehler von 5 % angeben, und es ist eine doppelte Sicherheit gefordert, würde das zweite Batteriesteuergerät beim Überschreiten eines Ladezustands von 85 % und Unterschreiten von 15 % das erste Batteriesteuergerät wecken können.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung zum Speichern elektrischer Energie, welche in einem Mobilmodus, insbesondere in einer ersten Konfiguration, in einem Kraftfahrzeug oder in einem Stationärmodus, insbesondere in einer zweiten Konfiguration, außerhalb des Kraftfahrzeugs betrieben wird. Dabei kann die Energiespeichervorrichtung in der ersten Konfiguration derart beispielsweise aus mehreren Speicherzellen und/oder Speichermodulen zusammengepackt und mit einem entsprechenden Gehäuse versehen sein, dass sie sich besonders gut für den mobilen Einsatz eignet. In der zweiten Konfiguration kann die Energiespeichervorrichtung derart konfiguriert sein, dass sie beispielsweise eine entsprechende Anzahl an Speicherzellen aufweist, um besonders gut in einem Stationärmodus betrieben werden zu können. Insbesondere kann die erste gleich der zweiten Konfiguration sein.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mittels eines insbesondere ersten Batteriesteuergeräts Betriebsparameter der Energiespeichervorrichtung überwacht. Dabei dient die Überwachung der Betriebsparameter einem sicheren Betrieb, bei welchem beispielsweise Grenzwerte, welche die Energiespeichervorrichtung beschädigen könnten, derart kontrolliert werden, dass diese nicht überschritten werden.
  • Um nun die Energiespeichervorrichtung besonders vorteilhaft betreiben zu können, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels eines zweiten Batteriesteuergeräts in dem Stationärmodus wenigstens einer der Betriebsparameter überwacht und in Abhängigkeit von diesem Betriebsparameter das in einem Ruhemodus verweilende Betriebssteuergerät durch das zweite Batteriesteuergerät aktiviert.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung überwacht beziehungsweise überwachen das Batteriesteuergerät und/oder das zweite Batteriesteuergerät den wenigstens einen Betriebsparameter zyklisch oder kontinuierlich. So wird beispielsweise mittels des zweiten Batteriesteuergeräts als Betriebsparameter der in dem Hauptstrompfad fließende Strom zyklisch oder kontinuierlich überwacht. Bei Über- oder Unterschreitung der üblichen, insbesondere schwachen Stromstärken eines Stationärspeichers, und damit deutlich vor Erreichen eines kritischen Grenzwerts, kann das Sekundärsteuergerät das Primärsteuergerät aufwecken beziehungsweise aktivieren und diesem dabei das Ermitteln einer geeigneten Reaktion überlassen. Analog kann so auch beispielsweise eine Überwachung mittels eines Temperatursensors, welcher in das Sekundärsteuergerät integriert ist, durchgeführt werden.
  • Ebenfalls möglich ist, dass mittels des Verfahrens, insbesondere durch das Sekundärsteuergerät, nicht nur die, insbesondere kritischen, Grenzwerte des Ladezustands überwacht werden, sondern dass beispielsweise beim Erreichen von vorher definierten Intervallen eine Routineüberwachung angestoßen wird. Beispielsweise könnte das Primärsteuergerät über eine Kommunikationsleitung das Sekundärsteuergerät dazu auffordern, bei Änderung des Ladezustands um 10 % einen Weckvorgang einzuleiten. Ist diese Änderung eingetreten und wird sie vom Sekundärsteuergerät inklusive der erwarteten Ungenauigkeit detektiert, weckt das Sekundärsteuergerät, also das zweite Batteriesteuergerät, das erste Batteriesteuergerät beziehungsweise das Primärsteuergerät, welches mit seinen sehr genauen Sensoren beziehungsweise Messvorrichtungen den tatsächlichen Ladezustand ermitteln kann. Bei einem unkritischen Zustand kann das Primärsteuergerät mit dem somit ermittelten Wert das durch den größeren Messfehler aufgrund der Ungenauigkeit sozusagen belastete Sekundärsteuergerät kalibrieren, und danach kann das Primärsteuergerät wieder in den Ruhemodus beziehungsweise Schlafmodus wechseln, um eine besonders große Lebensdauer zu gewährleisten.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Energiespeichers zum Speichern elektrischer Energie mit einem Batteriesteuergerät und einem zweiten Batteriesteuergerät; und
    • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Energiespeichervorrichtung.
  • 1 zeigt eine Energiespeichervorrichtung 10 zum Speichern elektrischer Energie, welche, insbesondere in einer ersten Konfiguration, in einem Mobilmodus in einem Kraftfahrzeug und in einer, insbesondere zweiten Konfiguration, welche von der ersten Konfiguration unterschiedlich sein kann, in einem Stationärmodus außerhalb des Kraftfahrzeugs verwendbar ist. Dabei kann die Energiespeichervorrichtung 10 insbesondere mehrere Speicherzellen 12 aufweisen, welche beispielsweise durch eine Reihenschaltung zu einem Batteriemodul 14 verschaltet sind. Die Energiespeichervorrichtung 10 umfasst ein Batteriesteuergerät 16, welches ein Primärsteuergerät ist, mittels welchem Betriebsparameter der Energiespeichervorrichtung überwachbar sind beziehungsweise überwacht werden können. Die Betriebsparameter können beispielsweise eine Zelltemperatur der jeweiligen Speicherzelle 12, eine Stromstärke oder ein mittels insbesondere einer Spannung ermittelter Ladezustand des Batteriemoduls 14 beziehungsweise des Energiespeichers 10 sein. Dazu kann das Batteriesteuergerät 16 vorteilhafterweise einen Temperatursensor 18 und/oder eine Spannungsmessvorrichtung 20 und/oder eine Strommessvorrichtung 22 aufweisen.
  • Um die Energiespeichervorrichtung 10 in dem Stationärmodus besonders langlebig und besonders vorteilhaft betreiben zu können, ist wenigstens ein zweites Batteriesteuergerät, welches auch als Sekundärsteuergerät bezeichnet wird, vorgesehen, mittels welchem wenigstens einer der Betriebsparameter überwachbar ist. In Abhängigkeit von diesem Betriebsparameter ist das in einem Ruhemodus verweilende Batteriesteuergerät 16 durch das zweite Batteriesteuergerät 24 beziehungsweise Sekundärsteuergerät aktivierbar.
  • Dabei kann das zweite Batteriesteuergerät 24 vorteilhafterweise ebenso einen Temperatursensor und/oder eine Spannungsmessvorrichtung und/oder eine Strommessvorrichtung 26 aufweisen.
  • Ein Verbauort des Sekundärsteuergeräts beziehungsweise zweiten Batteriesteuergeräts 24 kann in der Energiespeichervorrichtung 10 sowohl innerhalb als auch außerhalb des Batteriemoduls 14 erfolgen. Darüber hinaus ist auch eine Funktionsintegration der Funktionen des zweiten Batteriesteuergeräts 24 in eine autonome Schaltung innerhalb des Primärsteuergeräts beziehungsweise des Batteriesteuergeräts 16 beziehungsweise innerhalb dessen Gehäuses denkbar. Die Energiespeichervorrichtung 10 kann über das Stromanschlusselement 28 elektrische Energie abgeben oder beispielsweise auch darüber geladen werden. Das zweite Batteriesteuergerät 24 ist über eine Aufwachleitung 30 mit dem Batteriesteuergerät 16 verbunden, über welches das zweite Batteriesteuergerät 24 ein Signal schicken kann, mittels welchem das in dem Ruhemodus beziehungsweise Schlafmodus verweilende Batteriesteuergerät 16 aktivierbar beziehungsweise aufweckbar ist. Ferner können die beiden Batteriesteuergeräte 16 und 24 mittels einer zusätzlichen Kommunikationsleitung 32 verbunden sein, über welche beispielsweise die bestimmten beziehungsweise erfassten beziehungsweise überwachten Betriebsparameter ausgetauscht werden können, so dass beispielsweise eine Kalibration des zweiten Batteriesteuergeräts 24 durch einen von dem ersten Batteriesteuergerät 16 bestimmten Betriebsparameter erfolgen kann. Dies ist insbesondere nützlich, da vorteilhafterweise, insbesondere um Kosten zu sparen und das zweite Batteriesteuergerät besonders einfach und somit langlebig ausbilden zu können, eine Genauigkeit bei der Bestimmung der Betriebsparameter des Batteriesteuergeräts 16 höher ist als die Genauigkeit des zweiten Batteriesteuergeräts 24.
  • Ferner verfügt das zweite Batteriesteuergerät 24 vorteilhafterweise über eine nicht gezeigte Zählvorrichtung, mittels welcher die Energiespeichervorrichtung 10 besonders vorteilhaft beispielsweise vor einer Überladung oder einer Tiefenentladung geschützt werden kann.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung, insbesondere der in 1 gezeigten Energiespeichervorrichtung 10 zum Speichern elektrischer Energie, welche in einem Mobilmodus und in einem Kraftfahrzeug oder in einem Stationärmodus außerhalb des Kraftfahrzeugs betrieben wird. Dabei werden in dem Verfahren insbesondere mittels des Batteriesteuergeräts 16 Betriebsparameter der Energiespeichervorrichtung 10 überwacht.
  • Um nun die Energiespeichervorrichtung 10 mittels des Verfahrens besonders vorteilhaft betreiben zu können, wird mittels insbesondere des zweiten Batteriesteuergeräts 24 in dem Stationärmodus wenigstens einer der Betriebsparameter überwacht und in Abhängigkeit von diesem Betriebsparameter das in einem Ruhezustand verweilende Batteriesteuergerät 16 durch das zweite Batteriesteuergerät 24 aktiviert.
  • Das Batteriesteuergerät 16 und/oder das zweite Batteriesteuergerät 24 überwacht beziehungsweise überwachen den wenigstens einen Betriebsparameter vorteilhafterweise zyklisch oder kontinuierlich. So zeigt die 2 zu Beginn, dass das Primärsteuergerät, also das Batteriesteuergerät 16, welches mit PSG abgekürzt ist, aktiviert ist, wohingegen das zweite Batteriesteuergerät 24, welches mit SSG für Sekundärsteuergerät abgekürzt wird, sich selbst in einem Ruhemodus befindet. Dabei wird in dem Schritt S1 festgestellt, ob sich die durch das Primärsteuergerät beziehungsweise Batteriesteuergerät 16 überwachten Betriebsparameter für einen sicheren Betrieb der Energiespeichervorrichtung 10 innerhalb definierter Grenzwerte befinden. Ist dies der Fall, versetzt sich die das Batteriesteuergerät 16 in den Ruhemodus, und das zweite Batteriesteuergerät 24 wird aktiviert, welches von nun an beispielsweise den Strom und den Ladezustand in einem Schritt S2 überwacht. In einem dazugehörigen Schritt S3 wird überprüft, ob der nun durch das zweite Batteriesteuergerät 24 überwachte Betriebsparameter innerhalb der Grenzwert liegt. Ist dies der Fall, wird die Überwachung durch das zweite Batteriesteuergerät 24 fortgesetzt, ist die nicht der Fall, aktiviert das zweite Batteriesteuergerät 24 das nun in dem Ruhemodus verweilende Batteriesteuergerät 16, welches dadurch aktiviert wird, wobei das Aktivieren beziehungsweise das Aufwachen in dem Schritt S4 erfolgt.
  • Somit kann durch die Verwendung der beiden Batteriesteuergeräte 16 und 24 die Energiespeichervorrichtung 10 besonders kostengünstig und langlebig betreibbar sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Energiespeichervorrichtung
    12
    Speicherzelle
    14
    Batteriemodul
    16
    Batteriesteuergerät
    18
    Temperatursensor
    20
    Spannungsmessvorrichtung
    22
    Strommessvorrichtung
    24
    zweites Batteriesteuergerät
    26
    Strommessvorrichtung
    28
    Anschlusselement
    30
    Aufwachleitung
    32
    Kommunikationsleitung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007008044 A1 [0009]

Claims (6)

  1. Energiespeichervorrichtung (10) zum Speichern elektrischer Energie, welche in einem Mobilmodus in einem Kraftfahrzeug und in einem Stationärmodus außerhalb des Kraftfahrzeugs betreibbar ist, mit einem Batteriesteuergerät (16), mittels welchem Betriebsparameter der Energiespeichervorrichtung (10) überwachbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines zweiten Batteriesteuergeräts (24) in dem Stationärmodus wenigstens einer der Betriebsparameter überwachbar ist und in Abhängigkeit von diesem Betriebsparameter das in einem Ruhemodus verweilende Batteriesteuergerät (16) durch das zweite Batteriesteuergerät (24) aktivierbar ist.
  2. Energiespeichervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesteuergerät (16) und/oder das zweite Batteriesteuergerät (24) einen Temperatursensor (18) und/oder eine Spannungsmessvorrichtung (20) und/oder eine Strommessvorrichtung (22, 26) aufweist.
  3. Energiespeichervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Batteriesteuergerät (24) ein Zählvorrichtung aufweist.
  4. Energiespeichervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Genauigkeit bei einer Bestimmung der Betriebsparameter des Batteriesteuergeräts (16) höher ist als eine Genauigkeit des zweiten Batteriesteuergeräts (24).
  5. Verfahren zum Betreiben einer Energiespeichervorrichtung (10) zum Speichern elektrischer Energie, welche in einem Mobilmodus in einem Kraftfahrzeug oder in einem Stationärmodus außerhalb des Kraftfahrzeugs betrieben wird, mit einem Batteriesteuergerät (16), mittels welchem Betriebsparameter der Energiespeichervorrichtung (10) überwacht werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines zweiten Batteriesteuergeräts (24) in dem Stationärmodus wenigstens einer der Betriebsparameter überwacht wird und in Abhängigkeit von diesem Betriebsparameter das in einem Ruhemodus verweilende Batteriesteuergerät (16) durch das zweite Batteriesteuergerät (24) aktiviert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesteuergerät (16) und/oder das zweite Batteriesteuergerät (24) den wenigstens einen Betriebsparameter zyklisch oder kontinuierlich überwacht.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102007008044A1 (de) 2007-02-17 2008-08-28 Audi Ag Verkehrsmittel, Prüfgerät für Verkehrsmittel und Verfahren zum Einleiten einer Diagnosekommunikation zwischen einem Verkehrsmittel und einem Prüfgerät

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