-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein fehlertolerantes Batteriesystem mit Strängen aus Batteriezellen, die in Serienschaltung verschaltet sind, wobei die Stränge in Parallelschaltung verschaltet sind und die Batteriezellen über batteriemodulinterne Zellüberwachungskreise verfügen, die mit einer Batteriesteuereinheit verbunden sind. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des fehlertoleranten Batteriesystems in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug oder in einem Fahrzeug, welches mittels eines Brennstoffzellensystems angetrieben ist.
-
Stand der Technik
-
DE 10 2012 203 017 A1 bezieht sich auf ein Batteriemanagementsystem und ein Verfahren zum Überwachen eines Batteriesystems sowie ein Batteriegesamtsystem mit Batteriemanagementsystem. Bei dem Batteriesystem handelt es sich um ein Hochvoltbatteriesystem, welches mehrere miteinander elektrisch verschaltete Batteriemodule aufweist. Diese umfassen jeweils mehrere miteinander elektrisch verschaltete Batteriezellen. Das Batteriemanagementsystem weist mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Überwachung der Spannungen (U
C1 ... bis D
Cn) an den einzelnen Batteriezellen oder Gruppen von parallel geschalteten Batteriezellen der Batteriemodule auf. Es ist vorgesehen, dass das Batteriemanagementsystem mindestens eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung von mindestens einer elektrischen Verbindung zwischen den Batteriemodulen zu deren elektrischer Verschaltung aufweist. Diese mindestens eine Überwachungseinrichtung ist in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung oder in mindestens einen der mehreren Steuer- und/oder Regeleinrichtungen implementiert oder ist eine von den mindestens einen Steuer- und/oder Regeleinrichtungen separate Überwachungseinrichtung.
-
DE 10 2015 223 580 A1 hat ein Batteriesystem zum Gegenstand. Das Batteriesystem zum Regeln oder Steuern eines Strangstroms für einen Elektroantrieb umfasst mehrere Batteriezellen. Diese umfassen jeweils eine Schnittstelle zum Empfangen eines Zahlenwertes, einen Zufallsgenerator zum Erzeugen eines Zufallswertes und eine Zellelektronik zum Schalten der Batteriezelle auf Basis des Zufallswertes und des empfangenen Zahlenwertes. Des Weiteren ist eine zentrale Regeleinrichtung zum Übertragen des Zahlenwertes an die Batteriezellen vorgesehen.
-
In heutigen elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sind mehrere Batteriezellen nicht nur seriell miteinander verschaltet, sondern auch parallel verschaltet. Dadurch wird eine ausreichend hohe Batteriekapazität und damit eine hohe Fahrzeugreichweite erzielt; aber auch die erforderliche elektrische Leistung kann zur Verfügung gestellt werden. Die Parallelschaltung solcher Zellen erfolgt meist auf Batteriemodulebene, wobei die Module fest miteinander verbunden sind. Zu einem jeden Modul gehört ein Zellüberwachungskreis, der die einzelnen Zellspannungen und die Temperatur im Batteriemodul misst und das übergeordnete Batteriesteuergerät zur weiteren Auswertung weiterleitet. Für autonom fahrende Fahrzeuge, welche einen bestimmten Sicherheitsstandard erfüllen müssen, stellen derartige Batteriedesigns kein tragfähiges Konzept dar. Für fehlertolerante Systeme würde dies eine Verdopplung des gesamten für das Batteriesystem betriebenen Aufwands bedeuten.
-
Darstellung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird ein fehlertolerantes Batteriesystem vorgeschlagen, welches Stränge aus Batteriezellen umfasst, die in Serienschaltung verschaltet sind, wobei die Stränge in Parallelschaltung verschaltet werden, die Batteriezellen über batteriemodulinterne Zellüberwachungskreise verfügen, die mit einer Batteriesteuereinheit verbunden sind. Das fehlertolerante Batteriesystem umfasst redundante Zusatzzellenüberwachungskreise, die mit der Batteriesteuereinheit verbunden und an einem jeden der Stränge installiert sind und die zusammen mit einem jeweiligen Register zur Speicherung analoger Daten oder entsprechender digitaler Werte der Stränge aktiviert werden, sobald eine Fehlfunktion der batteriemodulinternen Zellüberwachungskreise auftritt. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung in Gestalt des fehlertoleranten Batteriesystems kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass insbesondere bei autonomen Fahrzeugen die geforderte SSLbeziehungsweise ASIL-Einstufung ermöglicht wird, da eine sichere Batteriezellenüberwachung gewährleistet ist und eine eindeutige Fehlerzuordnung nunmehr realisiert werden kann.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist einem jeden Strang jeweils ein redundanter Zusatzzellenüberwachungskreis für sämtliche Module eines jeden der Stränge zugeordnet.
-
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann insbesondere die Anzahl der Zusatzzellenüberwachungskreise signifikant verringert werden, da lediglich ein zusätzlicher Zellenüberwachungskreis für einen Strang erforderlich ist und nicht für jedes der Module dieses Stranges.
-
In Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung werden analoge oder digitale Daten, die entsprechende analoge Daten repräsentieren, insbesondere Spannungen und Temperaturen der Batteriezellen der Stränge in einem jedem Strang zugeordneten Register erfasst. Bei dem jedem der Stränge jeweils zugeordneten Register kann es sich um einen integrierten Schaltkreis oder um eine Multiplexeinrichtung handeln.
-
Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Batteriesystem ist das Register, welches jedem Strang zugeordnet ist, so beschaffen, dass dieses eine Anzahl von Speicherplätzen umfasst, die der Anzahl der zu überwachenden Module aus Batteriezellen des jeweiligen Strangs entspricht.
-
Damit ist sichergestellt, dass jedes Modul, das in einem Strang vorhanden ist, analoge Daten oder digitale Daten, die entsprechende analoge Daten repräsentieren, im Register beziehungsweise Speicher abgelegt werden können, und auf diese Informationen beispielsweise über die Batteriesteuereinheit zugegriffen werden kann.
-
In Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist dem Register jedes Stranges jeweils ein Auswahlschalter zugeordnet, der die analogen Daten oder digitalen, den analogen Daten entsprechende Werte der Stränge auf den Eingang des entsprechenden redundanten Zusatzzellenüberwachungskreises durchschaltet. Das Register kann mithin in vorteilhafter Weise über den Auswahlschalter mit dem jeweils zu überprüfenden Modul des Stranges verbunden und ausgelesen werden.
-
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung sind die batteriemodulinternen Zellüberwachungskreise mit einer Master-Batteriesteuereinheit verbunden, während der pro Strang eingesetzte redundante Zusatzzellenüberwachungskreis mit einer Slave-Batteriesteuereinheit verbunden ist, über welche die Auswahlschalter angesteuert werden.
-
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung sind die analogen Daten des Strangs beziehungsweise die digitalen Werte, die den analogen Daten entsprechen, in Bezug auf die einzelnen Stränge dauerhaft gespeichert.
-
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb eines fehlertoleranten Batteriesystems, wobei zumindest die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden:
- a) Bei Unplausibilitäten durch die batteriemodulinternen Zellüberwachungskreise gemessener analoger oder diesen entsprechender digitaler Werte der einzelnen Stränge erfolgt eine Zuschaltung der redundanten Zusatzzellenüberwachungskreise;
- b) es erfolgt eine Messung der gemäß a) als unplausibel eingestuften analogen oder digitalen Werte beziehungsweise analogen Werten entsprechender digitaler Werte der Stränge durch die redundanten Zusatzzellenüberwachungskreise und
- c) schließlich werden die gemäß a) und b) analogen Daten beziehungsweise die diesen entsprechenden digitalen Werte zur eindeutigen Fehlerdetektion verglichen.
-
Das Verfahren wird in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass der Vergleich, der gemäß c) erfolgt, als Schwellwertüberschreitung oder als Schwellwertunterschreitung im Rahmen eines Vergleichs unter Heranziehung eines Grenzwerts durchgeführt wird.
-
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Batteriesystems in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug oder auf die Verwendung des Batteriesystems in einem mittels eines Brennstoffzellensystems angetriebenen Fahrzeug.
-
Vorteile der Erfindung
-
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene fehlertolerante Batteriesystem, welches einen redundanten Zusatzzellenüberwachungskreis pro Strang des Batteriesystems aufweist, lässt sich eine eindeutige Fehlerzuordnung in einem einsträngig oder auch mehrsträngig ausgebildeten Batteriesystem erreichen. Dadurch kann ein entscheidender Vorteil dahingehend erreicht werden, dass bei einem erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Batteriesystem, dessen Einstufung zur Erfüllung eines SSL-Standards und eines ASIL-Standards erreicht werden kann, wodurch das erfindungsgemäß vorgeschlagene fehlertolerante Batteriesystem sich für den Einsatz in autonom fahrenden Fahrzeugen qualifiziert. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene fehlertolerante Batteriesystem setzt einen erheblich geringeren Hardwareaufwand voraus, wodurch auf relativ kostengünstige Weise ein höheres Sicherheitsniveau erreichbar ist, wodurch die Anforderungen des SSL-Standards und/oder des ASIL-Standards erfüllt werden können. Des Weiteren können bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Batteriesystem weniger Bauteile in Gestalt von zusätzlichen Zellüberwachungskreisen eingesetzt werden, was die Kosten günstig beeinflusst. Des Weiteren kann bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung auf Standardbauteile, d. h. standardmäßig verfügbare Zellüberwachungskreise, welche die redundanten Zusatzzellenüberwachungskreise darstellen, zurückgegriffen werden, was die Kosten ebenfalls günstig beeinflusst.
-
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich eine eindeutige Fehlerdetektion realisieren hinsichtlich einer Ermittlung aufgetretener Batteriezellenfehler beziehungsweise Sensorik- oder Elektronikfehler.
-
Wird das erfindungsgemäß vorgeschlagene fehlertolerante Batteriesystem eingesetzt, so führt ein aufgetretener Komplettausfall eines batteriemodulinternen Zellüberwachungskreises nicht notwendigerweise zum Liegenbleiben des Fahrzeugs, insbesondere eines autonom fahrenden Fahrzeugs, da die Funktionalität des ausgefallenen batteriemodulinternen Zellüberwachungskreises durch den jeweils im Strang vorhandenen Zusatzzellenüberwachungskreis übernommen werden kann.
-
Des Weiteren kann beim Betrieb des erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Batteriesystems eine frühzeitige Erkennung einer Signaldrift erfolgen, was beim Speichern der Messwerte im Register erfolgt. Somit kann ein Ausfall im Rahmen einer prädiktiven Diagnose rechtzeitig erkannt werden, da auf diesen hindeutende Änderungen der Messwerte entsprechend reagiert werden kann.
-
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist eine eindeutige Fehlerdetektion dahingehend möglich, ob es sich um einen Fehler in einer einzelnen Batteriezelle oder um einen Fehler in der Sensorik beziehungsweise der Elektronik handelt. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann für den Fall, dass es zu unplausiblen Messwerten kommt, eine Zuschaltung der redundanten Zusatzzellüberwachungskreise vorgenommen werden. Unabhängig davon, ob ein Sensor oder eine Batteriezelle defekt ist, erfolgt die Zuschaltung des redundanten Zusatzzellüberwachungskreises, so dass dieser im Fehlerverdachtsfall die analogen Daten, beispielsweise die Spannungswerte, ebenfalls misst. Ein Vergleich der Messwerte ermöglicht die vorstehend erwähnte, eindeutige Fehlerdetektion.
-
Figurenliste
-
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 Darstellung eines Batteriesystems, hier ausgeführt als zweisträngiges System,
- 2 eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Batteriesystems mit einem Strang,
- 3 Darstellung eines fehlertoleranten Batteriesystems mit drei parallel verschalteten Zellen und
- 4 eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Batteriesystems mit drei Strängen.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 ist ein Batteriesystem zu entnehmen, in diesem Falle ausgeführt als ein Batteriesystem mit zwei Strängen.
-
Wie 1 entnommen werden kann, umfasst ein Batteriesystem 10 eine Anzahl von identisch aufgebauten Batteriemodulen 12. Das Batteriesystem 10 umfasst einen ersten Modulstrang 14 sowie einen zweiten Modulstrang 16, wobei in der Darstellung gemäß 1 in den jeweiligen Modulsträngen 14, 16 vier identische Batteriemodule 12 aufgenommen sind. Ein jeder der Modulstränge 14, 16 ist mit einem ersten Schütz 18 beziehungsweise einem zweiten Schütz 20 versehen, mit deren Hilfe die einzelnen Modulstränge 14, 16 komplett abgeschaltet werden können. Des Weiteren ist der Darstellung gemäß 1 zu entnehmen, dass ein jedes der baugleichen Module 12 einen Zellüberwachungskreis 22 in Gestalt eines CSC aufweist. Die Modulstränge 14, 16 des Batteriesystems 10 gemäß der Darstellung in 1 sind in einer Parallelverschaltung 26 ausgebildet und werden mittels einer Batteriesteuereinheit 24 (BCU, Battery Control Unit) betrieben.
-
Für das in 1 dargestellte, zwei Modulstränge 14, 16 aufweisende Batteriesystem 10 sind eine Anzahl von Zellüberwachungskreisen 22 (CSC) erforderlich. Werden in den einzelnen Modulsträngen 14, 16 12 oder mehr Module verbaut, ist eine entsprechend höhere Anzahl von Zellüberwachungskreisen 22 vorzusehen. Soll das Batteriesystem 10 zudem noch fehlertolerant aufgebaut werden, so sind beispielsweise weitere Zellüberwachungskreise 22 pro Modul 12 erforderlich, was bedeutet, dass für ein in 1 dargestelltes Batteriesystem 10, eine entsprechende Anzahl von Batteriemodulen 12 vorausgesetzt, bis zu 40 Zellüberwachungskreise 22 erforderlich wären. Dies stellt einen enormen zusätzlichen Aufwand dar, wenn davon ausgegangen wird, dass Batteriesysteme auch mehr als zwei Modulstränge 14, 16 - wie in 1 dargestellt - aufweisen können.
-
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
-
2 zeigt eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Batteriesystems 62 mit einem ersten Strang 28.
-
Der Darstellung gemäß 2 ist zu entnehmen, dass der erste Strang 28 eine Anzahl von beispielsweise 12 Modulen 36, 38, ..., 40 umfasst. Innerhalb des ersten Strangs 28 sind die Module 36, 38, ..., 40 seriell verschaltet. Die Module 36, 38, ..., 40 des ersten Strangs 28 gemäß 2 umfassen jeweils Batteriezellen 42, 44, ..., 46, beispielsweise 12 Batteriezellen, die innerhalb eines jeden der Module 36, 38, ..., 40 in Serienschaltung 34 verschaltet sind. Darüber hinaus umfasst ein jedes der Module 36, 38, ..., 40 des ersten Strangs 28 einen batteriemodulinternen Zellüberwachungskreis 54 (CSC).
-
Aus 2 ergibt sich, dass die einzelnen batteriemodulinternen Zellüberwachungskreise 54 mit einem Master-ECU, d. h. einer Master-Batteriesteuereinheit 30 verbunden sind.
-
Der erste Strang 28 gemäß der Darstellung in 2 ist über Schütze 18, 20 schaltbar.
-
Zur Darstellung eines fehlertoleranten Batteriesystems 62 wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass dem ersten Strang 28 gemäß der Darstellung in 2 ein Register 48 zugeordnet wird. Dieses Register 48 kann beispielsweise als IC (integrierter Schaltkreis) realisiert werden, der nach dem Prinzip eines „Bucket Brigger Device“ (BBD) arbeitet und auch als eine Multiplexeinrichtung ausgebildet sein kann. Das Register 48 umfasst Registerplätze 50. In 2 ist angedeutet, dass das Register 48 Registerplätze 50.1 bis 50.8 aufweisen kann, wobei die Anzahl der Registerplätze 50 des Registers 48 der Anzahl der innerhalb des ersten Stranges 28 miteinander verschalteten, beispielsweise seriell verschalteten Module 36, 38, ..., 40 entspricht. Ist, um ein Beispiel zu nennen, das Register 48 mit acht Registerplätzen 50.1 bis 50.8 versehen, können acht Batteriemodule innerhalb des ersten Strangs 28 angeschlossen werden. Dem Register 48 ist ein redundanter Zusatzzellenüberwachungskreis 56 zugeordnet. Der redundante Zusatzzellenüberwachungskreis 56 ist jedoch alleine nicht in der Lage, die analog vorliegenden Daten, beispielsweise die Einzelzellspannungen und die Modultemperatur beziehungsweise -temperaturen der Module 36, 38, ..., 40 zu erfassen. Die analogen Daten eines jeden Modules 36, 38, ..., 40 des ersten Strangs 28 werden in den einzelnen Registerplätzen 50 des Registers 48 abgelegt. Zwischen dem Register 48 und dem redundanten Zusatzzellenüberwachungskreis 56 befindet sich ein Auswahlschalter 52. Dieser ist stufenweise schaltbar und weist genauso viele Stufen auf, wie Module 36, 38, ..., 40 beziehungsweise batteriemodulinterne Zellüberwachungskreise 54 pro Strang verfügbar sind. Mittels des dem Register 48 nachgeschalteten stufenweise schaltbaren Auswahlschalters 52 werden die analogen Messwerte in Gestalt von Einzelspannungen und Modultemperaturen beispielsweise auf den Eingang des redundanten Zusatzzellenüberwachungskreises 56 aufgeschaltet. Dieser redundante Zusatzzellenüberwachungskreis 56 ist in vorteilhafter Weise als Standardbauteil ausgeführt und formt die analogen Werte via A/D-Wandler digital um, so dass diese zur weiteren Verarbeitung beispielsweise an eine Batteriesteuereinheit in Gestalt einer Slave-BCU 32 weitergeleitet werden könnten.
-
Durch diesen Aufbau gemäß 2 wird die Fehleranfälligkeit des A/D-Wandlers reduziert, da dieser nur einmal innerhalb des redundanten Zellüberwachungskreises 56 vorhanden ist. Es besteht alternativ die Möglichkeit, das Register 48 so auszuführen, dass dieses digitale Werte abspeichert. In diesem Falle wäre jedoch pro Batteriemodul 36, 38, ..., 40 ein A/D-Wandler und ein modifizierter redundanter Zusatzzellenüberwachungskreis 56 einzusetzen, der ohne den A/D-Wandler-Baustein - wie vorstehend erwähnt - auskommt.
-
Der in der Darstellung gemäß 1 gezeigte Auswahlschalter 52 zwischen dem Register 48 und dem redundanten Zusatzzellenüberwachungskreis 56 wird über die als Slave-BCU 32 ausgeführte Batteriesteuereinheit gesteuert.
-
Des Weiteren zeigt 2, dass alle standardmäßig pro Batteriemodul 36, 38, ..., 40 im ersten Strang 28 verbauten Module in direkter Verbindung mit der Batteriesteuereinheit stehen, die als Master-BCU 30 dient.
-
Für den Fall, dass es zu Unplausibilitäten der Messwerte kommt, so zum Beispiel für den Fall, dass eine Einzelspannung im Vergleich mit den weiteren Zellspannungen kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert, wird der redundante Zusatzzellenüberwachungskreis 56 zugeschaltet. Unabhängig davon, ob ein Sensor oder eine Batteriezelle defekt ist, erfolgt die Zuschaltung des redundanten Zusatzzellenüberwachungskreises 56, so dass dieser im Fehlerverdachtsfall die analogen Daten, beispielsweise die Spannungswerte, ebenfalls misst. Ein Vergleich der Messwerte erlaubt eine eindeutige Fehlerdetektion und bestätigt den Fehler der entsprechenden Komponente, sei es eine Batteriezelle oder ein Sensor.
-
Für den Fall, dass einer der jedem der Module 36, 38, ..., 40 zugeordneten batteriemodulinternen Zellüberwachungskreise 54 ausfallen sollte, beispielsweise aufgrund eines A/D-Wandlerfehlers, so übernimmt der redundante Zusatzzellenüberwachungskreis 56 dessen Funktion. In diesem Fall könnte jedoch ein auftretender Doppelfehler nicht behandelt werden, was bedeutet, dass bei Auftreten dieses Fehlerfalls ein Fahrzeug eine Werkstatt aufsuchen sollte, damit die Fahrtüchtigkeit sowie die Aufrechterhaltung des SSL dadurch nicht beeinträchtigt wird.
-
3 zeigt in schematischer Weise den Aufbau eines Batteriesystems 10, bei dem in Parallelschaltung 26 parallel verschaltete Batteriezellen 58 dargestellt sind. Der Anordnung gemäß 3 ist ein Modulüberwachungskreis 60 (CSC) zugeordnet.
-
Der Darstellung gemäß 4 ist eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Batteriesystems 62 mit drei Strängen 28, 84, 86 zu entnehmen.
-
Ein Vergleich der Darstellung gemäß 4 mit den drei Strängen 28, 84, 86 mit der Darstellung gemäß 2, die den ersten Strang 28 umfasst, zeigt, dass bei einem fehlertoleranten Batteriesystem 62 mit drei Strängen 28, 84, 86 ebenfalls pro Strang 28, 84, 86 lediglich ein redundanter Zusatzzellenüberwachungskreis 56 vorgesehen ist. Zwischen diesen und in Registern 48 eines jeden der Stränge 28, 84, 86 befindet sich ein Auswahlschalter 76, 78, 80, wobei über den ersten Auswahlschalter 76 ein erstes Register 64 mit dem ersten Zusatzzellenüberwachungskreis 66 verbunden wird. Dies erfolgt über die Ansteuerung des ersten Auswahlschalters 76 durch die als Slave-BCU fungierende Batteriesteuereinheit 32. Analog verhält es sich beim zweiten Strang 84, bei dem ein zweites Register 68 über die Ansteuerung eines zweiten Auswahlschalters 78 mit dem zweiten Zusatzzellenüberwachungskreis 70 verbunden werden kann. Beim dritten Strang 86 des fehlertoleranten Batteriesystems 62 mit drei Strängen 28, 84, 86 verhält es sich ebenso; ein dritter Auswahlschalter 80 betätigt durch die Slave-BCU, Batteriesteuereinheit 32, verbindet ein drittes Register 72 mit einem dritten Zusatzzellenüberwachungskreis 74.
-
4 ist des Weiteren zu entnehmen, dass innerhalb der Stränge 28, 84, 86 eine Serienschaltung 88 der jeweiligen Module 36, 38, ..., 40 vorliegt, ebenso wie innerhalb der einzelnen Module 36, 38, ..., 40 der Stränge 28, 84, 86 eine Serienschaltung 90 der einzelnen Batteriezellen 42, 44, ..., 46 vorliegt.
-
Anstelle der in 4 dargestellten lediglich drei Module 36, 38, ..., 40 pro Strang 28, 84, 86 können bis zu 12 und mehr Batteriemodule in Serienschaltung 88 innerhalb der einzelnen Stränge 28, 84, 86 eingesetzt werden.
-
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann insbesondere zur Einhaltung hoher Sicherheitsstandards eine erhebliche Anzahl redundanter Zusatzzellenüberwachungskreise 56 eingespart werden, da über die jeweiligen Register 64, 68, 72 die jeweiligen Auswahlschalter 76, 78, 80 die Weiterleitung der Informationen aus den einzelnen Batteriemodulen 36, 38, ..., 40 pro Strang 28, 84, 86 auf die Eingänge der jeweiligen redundanten Zusatzzellenüberwachungskreise 56 durchgeschaltet werden können, was eine erhebliche Einsparung von Hardwarekomponenten mit sich bringt.
-
Wenngleich in der Darstellung gemäß 2 und 4 nur für einbeziehungsweise dreisträngig ausgebildete fehlertolerante Batteriesysteme 62 dargestellt, kann die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung hinsichtlich des konzeptionellen Aufbaus auch für beliebige mehrsträngige fehlertolerante Batteriesysteme 62 angewendet werden. Eine Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen fehlertoleranten Batteriesystems 62 erfolgt nicht nur bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere nicht nur bei autonom fahrenden Fahrzeugen zur Einhaltung entsprechender Sicherheitsstandards, sondern kann auch bei Brennstoffzellenfahrzeugen/Brennstoffzellenspeichern eingesetzt werden, wenn die Spannungen der einzelnen Brennstoffzellenstapel mittels Zellüberwachungskreisen überwacht werden und fehlertolerante Systeme gefordert sind.
-
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
-
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 102012203017 A1 [0002]
- DE 102015223580 A1 [0003]
