DE102020216599A1 - Intelligente Modulschnittstelle für eine Batteriewartungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst eine Batteriepack-Wartungsvorrichtung zum Durchführen einer Wartung an Batteriepacks von Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen (hierin allgemein als Elektrofahrzeuge bezeichnet). In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung einen oder mehrere Verbraucher zum Anschluss an ein Batteriepack zur Verwendung beim Entladen des Batteriepacks und/oder eine Ladeschaltung zur Verwendung beim Laden des Batteriepacks. Eine optionale Eingangs-/Ausgangsschaltung kann für eine Kommunikation mit einer Schaltung im Batteriepack und/oder einer Schaltung des Fahrzeugs vorgesehen sein. Außerdem sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Verbinderkonfiguration bereitgestellt.

Description

  • Hintergrund
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Elektrofahrzeuge von der Art, welche Batteriepacks zur Speicherung von Elektrizität verwenden, die zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Dies umfasst sowohl Hybrid- als auch reine Elektrofahrzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Wartung solcher Batteriepacks, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden.
  • Herkömmlicherweise werden in Kraftfahrzeugen interne Verbrennungsmotoren als ihre Antriebsquelle verwendet. Allerdings finden elektrisch angetriebene Fahrzeuge eine weite Verbreitung. Solche Fahrzeuge können eine verbesserte Energieausnutzung bieten und mit alternativen Energiequellen betrieben werden.
  • Einige Arten von Elektrofahrzeugen werden vollständig unter Verwendung von Elektromotoren und Elektrizität angetrieben. Andere Arten von Elektrofahrzeugen verfügen über einen internen Verbrennungsmotor. Der interne Verbrennungsmotor kann zur Stromerzeugung genutzt werden und die vom Elektromotor gelieferte Energie ergänzen. Diese Arten von Fahrzeugen sind als „Hybrid“-Elektrofahrzeuge bekannt.
  • Der Betrieb eines Elektrofahrzeugs erfordert eine Energiequelle, die in der Lage ist, große Mengen an Elektrizität bereitzustellen. Typischerweise speichern Elektrofahrzeuge Elektrizität in großen Batteriepacks, die aus einer Mehrzahl von Batterien bestehen. Diese Batterien können aus einer Anzahl von Einzelzellen bestehen oder selbst Einzelzellen sein, abhängig von der Konfiguration der Batterie und des Batteriepacks. Die Packs sind groß, ein Austausch kann teuer sein, und ihre Zugänglichkeit und Wartung kann schwierig sein.
  • Eine weitere Anforderung kann es sein, die Batterie für einen sicheren Transport bis zu einem festen Ladezustand, etwa 30 %, zu entladen. Es ist erwünscht, diese Arbeit so schnell und so sicher wie möglich durchzuführen. Da diese Arbeit häufig im Freien und fernab von festen Strukturen durchgeführt wird, sind außerdem eine leichte Tragbarkeit und ein Betrieb mit Batterien erforderlich. Diese großen Batterien können im vollgeladenen Zustand eine Gleichspannung im Bereich von 400 Volt aufweisen und bis zu 100 KWh speichern. Außerdem ist eine kostengünstige Lösung wünschenswert, da diese Tätigkeit nur selten ausgeführt wird.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst eine Batteriepack-Wartungsvorrichtung zum Durchführen einer Wartung an Batteriepacks von Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen (hierin allgemein als Elektrofahrzeuge bezeichnet). In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung eine oder mehrere Lasten bzw. Verbraucher zum Anschluss an ein Batteriepack zur Verwendung beim Entladen des Batteriepacks und/oder eine Ladeschaltung zur Verwendung beim Laden des Batteriepacks. Eine optionale Eingabe-/Ausgabeschaltung kann für ein Kommunizieren mit einer Schaltung im Batteriepack und/oder mit einer Schaltung des Fahrzeugs vorgesehen sein. Außerdem sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Verbinderkonfiguration bereitgestellt.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer an ein Elektrofahrzeug gekoppelten Batteriewartungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist ein detaillierteres Blockdiagramm der Batteriewartungsvorrichtung von 1.
    • 3 ist ein Elektrik-Schaltdiagramm einer steuerbaren Last zur Verwendung in der Batteriewartungsvorrichtung von 2.
    • 4 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Anordnung von Komponenten innerhalb der Batteriewartungsvorrichtung zur Förderung einer Kühlung solcher Komponenten veranschaulicht.
    • 5 ist ein Diagramm eines Steckers mit einem zusätzlichen Lastwiderstand.
    • 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses mit ohmschen Lastspulen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
    • 7 ist ein schematisches Diagramm einer steuerbaren Widerstandslast.
    • 8 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines intelligenten Schnittstellenmoduls in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
    • 9 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm, das eine Temperaturmessschaltung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
  • Eine Wartung von Kraftfahrzeugen mit internen Verbrennungsmotoren ist gut bekannt. Es sind Verfahren für die Wartung des internen Verbrennungsmotors der Fahrzeuge, des Antriebsstrangs, der Batterie (die im Allgemeinen zum Starten des Fahrzeugs und zum Betrieb der elektrischen Vorrichtungen im Fahrzeug verwendet wird) und des Kraftstoffspeicher- und -verteilungssystems bekannt. Im Gegensatz dazu ist der weit verbreitete Einsatz von Elektrofahrzeugen ein relativ neues Phänomen, wobei ein ständiger Bedarf an verbesserten Verfahren zum Durchführen einer Wartung an den Batterien solcher Fahrzeuge besteht. Wenn zum Beispiel ein herkömmliches Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor in einen Unfall verwickelt ist, ist es typisch, das Benzin oder anderen Kraftstoff aus Sicherheitsgründen aus dem Fahrzeug abzulassen. Wenn dagegen ein Elektrofahrzeug in einen Unfall verwickelt ist, kann das Batteriepack des Fahrzeugs eine relativ große Menge an Energie umfassen und sich sogar in einem voll aufgeladenen Zustand befinden. Es ist überhaupt nicht ersichtlich, wie das Batteriepack entladen werden kann, da es viele verschiedene Arten von Batteriepacks sowie verschiedene Techniken gibt, um auf die Packs zuzugreifen. Darüber hinaus funktionieren die Systeme des Fahrzeugs nach einem Unfall möglicherweise nicht richtig und verhindern möglicherweise die Durchführung einer Wartung am Batteriepack, wodurch das Batteriepack nicht mit normalen Vorgehensweisen entladen werden kann. In einem Aspekt bietet die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren für den sicheren Zugriff auf das Batteriepack eines Elektrofahrzeugs und die Entladung des Batteriepacks. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt und kann allgemein zum Durchführen einer Wartung am Batteriepack eines Elektrofahrzeugs verwendet werden.
  • Die Vorrichtung dieser Erfindung kann verwendet werden, um das Batteriepack eines Elektrofahrzeugs zu „entladen“ oder andere Wartungsarbeiten am Batteriepack durchzuführen, einschließlich des Ladens des Batteriepacks. Im Allgemeinen kann diese Tätigkeit aus einer Reihe von Gründen problematisch sein. Erstens verwenden verschiedene Typen von Elektrofahrzeugen unterschiedliche Arten von Batteriepacks. Die Konfiguration, die Spannungen und der Anschluss an solche Packs sind sehr unterschiedlich. Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug selbst in der Regel „Intelligenz“ zur Steuerung des Lade- und Entladevorgangs sowie zur Überwachung des Status des Batteriepacks. Darüber hinaus umfassen einige Batteriepacks selbst „Intelligenz“ zur Steuerung des Lade- und Entladevorgangs des Batteriepacks sowie zur Überwachung des Status des Batteriepacks. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, eine Schnittstelle mit einem Datenbus des Fahrzeugs und/oder einem Datenbus des Batteriepacks zu bilden, um den Betrieb des Batteriepacks zu steuern und zu überwachen. Auch hier ist die Verbindung zu diesen Datenbussen von Fahrzeug zu Fahrzeug sehr unterschiedlich. Auch das Datenformat und die spezifischen Daten sind von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich. Das Problem der Durchführung einer Wartung an einem Batteriepack wird noch verschärft, wenn ein Fahrzeug einen Unfall hatte. Das Batteriepack kann physisch schwer zugänglich sein, und es kann schwierig sein, elektrische Verbindungen zum Batteriepack und/oder zum Fahrzeug herzustellen, um die Batterie zu entladen und über den Fahrzeug- oder Batteriepack-Datenbus zu kommunizieren. Je nach dem Schaden, der bei einem Unfall entsteht, kann das Batteriepack aus Sicherheitsgründen isoliert werden. Diese Isolierung stellt eine weitere Herausforderung für den Zugang zum Batteriepack dar. Darüber hinaus muss die Schaltung der Wartungsvorrichtung in der Lage sein, mit den relativ hohen Gleichspannungen, z.B. 400 Volt, zu arbeiten, die in elektrischen Fahrzeugbatteriepacks vorhanden sind. Diese hohen Spannungen müssen sowohl von der Logik- und Steuerschaltung der Vorrichtung als auch vom Bediener isoliert werden. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung in einem Aspekt auch eine Ladefunktion, mit der einige oder alle Zellen eines Batteriepacks geladen werden können, um das Batteriepack in Betrieb zu nehmen.
  • Elektrofahrzeuge umfassen typischerweise „Schütze“, d.h. elektrisch betätigte Relais (Schalter), die dazu dienen, die Hochspannung vom Batteriepack selektiv an die im Antriebsstrang des Fahrzeugs verwendeten leistungsstarken Elektromotoren zu koppeln. Um von einer Stelle im Fahrzeug auf das Batteriepack zugreifen zu können, ist es notwendig, dass diese Schütze geschlossen sind, um den elektrischen Stromkreis zu schließen. Bei einem Unfall trennt (öffnet) die Steuerelektronik des Fahrzeugs und/oder des Batteriepacks die Schütze jedoch in der Regel aus Sicherheitsgründen, um das Batteriepack vom Fahrzeug zu trennen. In einer Ausführung kommuniziert die vorliegende Erfindung also mit der Steuerung des elektrischen Fahrzeugs oder des Batteriepacks oder direkt mit den Schützen, um die Schütze zum Schließen zu veranlassen und dadurch einen Zugang zur Hochspannung des Batteriepacks zu ermöglichen. Bei der Kommunikation mit dem Steuersystem des Fahrzeugs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung Informationen an das Fahrzeugsystem liefern, die anzeigen, dass es angebracht ist, die Schütze zu schließen. Somit müssen Ausfallmeldungen oder andere Fehler, einschließlich Fehler im Zusammenhang mit einem Fahrzeug, das sich in einem Unfall befindet, unterdrückt werden. Stattdessen werden dem Fahrzeugsystem durch die Wartungsvorrichtung des Batteriepacks Informationen zur Verfügung gestellt, die anzeigen, dass es angebracht ist, die Schütze zu schließen.
  • Bei der Wartung von Batteriepacks in elektrifizierten Fahrzeugen, einschließlich HEV, PHEV und BEV, sind häufige Vorgänge das Laden des Packs oder Moduls, das Entladen des Packs oder Moduls und der Ausgleich des Packs oder Moduls. Während dieser Vorgänge ist es häufig erwünscht, die Spannungen und Temperaturen der einzelnen Zellen innerhalb des Packs oder Moduls zu überwachen. Packs und Module bestehen im Allgemeinen aus einer Mehrzahl von Reihen-, Parallel- oder Reihen/Parallelschaltungen von Zellen.
  • Diese Zellspannungen und -temperaturen können von Elektronik auf dem Modul erhalten werden, wobei in diesem Fall eine Kommunikationsverbindung zur Überwachung der Spannungen verwendet wird.
  • Häufiger ist jedoch ein Verbinder auf dem Batteriemodul vorhanden, der Knoten enthält, die mit den einzelnen Zellverbindungen verbunden sind. Elektronik innerhalb der Batteriestruktur ist über eine Verkabelung verbunden, um die Zellspannungen und - temperaturen für einen normalen Fahrzeugbetrieb zu überwachen.
  • 1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm, das die Batteriepack-Wartungsvorrichtung 100 in Verbindung mit einem Elektrofahrzeug 102 zeigt. Das Fahrzeug 102 ist in einem einfachen Blockdiagramm dargestellt und umfasst ein Batteriepack 104, das für den Antrieb des Fahrzeugs 102 verwendet wird, einschließlich der Stromversorgung des Motors (der Motoren) 106 des Fahrzeugs. Das Fahrzeug 102 umfasst eine FahrzeugSteuerung 108, die an einen Datenbus 110 des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die Steuerung 108 empfängt Informationen über den Betrieb des Fahrzeugs über die Sensoren 112 und steuert den Betrieb des Fahrzeugs über die Ausgänge 114. Weiterhin ist dargestellt, dass das Batteriepack 104 einen eigene optionale Steuerung 120 umfasst, die den Betrieb des Batteriepacks 104 mit Hilfe der Batteriepacksensoren 122 überwacht.
  • Viele Halbleiterhersteller produzieren hochintegrierte Siliziumschaltungen, die für die Überwachung der vielen vorhandenen Zellspannungen und -Temperaturen ausgelegt sind. Diese Einrichtungen funktionieren gut in der vorgesehenen Anwendung, da sie sehr spezifische Polaritäts- und Zellspannungsgrenzen haben, wobei die Gehäuseverdrahtung des Batteriepacks sicherstellt, dass keine falschen Verbindungen hergestellt werden können. Beim Anschluss von Batteriewartungseinrichtungen an das Batteriemodul ist es wichtig, dass der richtige Anschluss verwendet wird. Bei falschem Anschluss können die am Modul anliegenden Spannungen die Wartungseinrichtungen beschädigen. Daher muss der Betreiber sicherstellen, dass der richtige Verbinder/Kabelbaum gewählt wird. Wird der falsche Verbinder/Kabelbaum gewählt, kann es zu falschen Messungen/falschem Laden kommen. In einigen Fällen kann die Wartungseinrichtung beschädigt werden.
  • Während des Betriebs wird das Elektrofahrzeug 102 durch die Steuerung 108 gesteuert, z.B. basierend auf Eingaben des Fahrers über eine Bediener-Eingabe/Ausgabe 109. Die Bediener-Eingabe/Ausgabe 109 kann z.B. eine Gaspedaleingabe, eine Bremseingabe, eine Eingabe, die die Position eines Lenkrads angibt, Informationen bezüglich eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses für einen Antriebsstrang, Ausgaben bezüglich des Betriebs des Fahrzeugs wie Geschwindigkeit, Ladeinformationen, Energiemenge, die im Batteriepack 104 verbleibt, Diagnoseinformationen usw. umfassen. Die Steuerung 108 kann den Betrieb der Elektromotoren 106 zum Antrieb des Fahrzeugs steuern sowie andere Systeme des Fahrzeugs 102 überwachen und steuern. Die Steuerung 120 des Batteriepacks 104 kann zur Überwachung des Betriebs des Batteriepacks 104 verwendet werden. Die Sensoren 122 können z.B. Temperatursensoren umfassen, die so ausgebildet sind, dass die Batterien des Batteriepacks abgeklemmt werden, wenn eine Schwellenwerttemperatur überschritten wird. Andere Beispielsensoren umfassen Strom- oder Spannungssensoren, die zur Überwachung der Ladung des Batteriepacks 104 verwendet werden können. 1 zeigt auch die Schützrelais 130 des Fahrzeugs 102, die zur selektiven Entkopplung des Batteriepacks 104 von den Systemen des Fahrzeugs 102 verwendet werden, wie oben besprochen. Zum Beispiel kann die Steuerung 108 ein Signal liefern, um die Schütze 130 zum Schließen zu veranlassen, wodurch das Batteriepack 104 mit den elektrischen Systemen des Fahrzeugs 102 verbunden wird.
  • Die Batteriepackwartungsvorrichtung 100 umfasst eine Haupteinheit 150, die über einen Niederspannungsanschlusskasten 152 und einen Hochspannungsanschlusskasten 154 mit dem Fahrzeug verbunden ist. Diese Anschlusskästen 152, 154 sind optional, und es können auch andere Techniken zur Kopplung der Wartungsvorrichtung 100 an das Fahrzeug 102 verwendet werden. Die Wartungsvorrichtung 100 umfasst einen Mikroprozessor 160, eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung 162 und einen Speicher 164, der z.B. Programmieranweisungen für die Verwendung durch den Mikroprozessor 160 umfasst. Die Eingabe/Ausgabe-Schaltung 162 kann sowohl zur Benutzereingabe/-Ausgabe, Ferneingabe/-Ausgabe als auch zur Ein- und Ausgabe mit dem Fahrzeug 102 verwendet werden. Die Wartungsvorrichtung 100 umfasst eine steuerbare Last 170 zur Verwendung beim Entladen des Batteriepacks 104. Eine optionale Ladequelle 171 ist ebenfalls vorhanden und kann in Situationen verwendet werden, in denen es wünschenswert ist, das Batteriepack 104 zu laden, z.B. zum Durchführen einer Wartung am Batteriepack 104. Der Hochspannungsanschlusskasten 154 wird verwendet, um eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen des Batteriepacks 104 und der Wartungsvorrichtung-Haupteinheit 150 herzustellen. Mit Hilfe dieser Verbindung können Batterien innerhalb des Batteriepacks 104 mit der Last 170 entladen oder mit der Ladequelle 171 geladen werden. In ähnlicher Weise wird der Niederspannungsanschlusskasten 152 von der Wartungsvorrichtung 100 des Batteriepacks verwendet, um an die Niederspannungssysteme des Elektrofahrzeugs 102 anzukoppeln. Solche Systeme umfassen den Datenbus 110 des Fahrzeugs, Sensoren 112, Ausgänge 114 usw. Durch diese Verbindung kann die Wartungsvorrichtung 100, wie oben beschrieben, Informationen über den Zustand der Systeme innerhalb des Fahrzeugs 102 einschließlich des Batteriepacks 104 sammeln und den Betrieb der Systeme innerhalb des Fahrzeugs 102 steuern. In ähnlicher Weise können durch diese Verbindung die Ausgänge der Sensoren 112 geändert oder modifiziert werden, wodurch geänderte Sensorausgänge der Steuerung 108 zur Verfügung gestellt werden können. Dies kann z.B. dazu verwendet werden, um die Steuerung 108 zu veranlassen, Informationen zu empfangen, die anzeigen, dass sich das Fahrzeug 102 oder das Batteriepack 104 in einem anderen Zustand befindet, als der, den die Sensoren 112 tatsächlich erfassen. Diese Verbindung kann z.B. dazu verwendet werden, die Schütze 130 zum Schließen zu veranlassen, um dadurch eine elektrische Verbindung zum Batteriepack 104 herzustellen. Darüber hinaus kann der Niederspannungsanschlusskasten 152 zur Kopplung mit der Steuerung 120 und/oder den Sensoren 122 des Batteriepacks 104 verwendet werden. Die Anschlusskästen 152, 154 koppeln an das Fahrzeug 102 durch die Verwendung eines geeigneten Steckverbinders. Der jeweils verwendete Steckverbinder kann auf der Grundlage des spezifischen Fahrzeugtyps 102 und der Art der Anschlüsse, die einem Bediener zur Verfügung stehen, ausgewählt werden. Zum Beispiel kann der OBD II-Anschluss zur Kopplung an den Datenbus 110 des Fahrzeugs verwendet werden. Andere Stecker oder Adapter können zur Kopplung mit Sensoren 112 oder Ausgängen 114 verwendet werden. Für die Kopplung des Hochspannungsanschlusskastens 154 mit dem Batteriepack 104 kann ein besonders gestalteter Stecker verfügbar sein. Sind keine Schütze vorhanden oder sind diese nicht zugänglich oder reagieren nicht, können in einer Konfiguration Klemmen oder andere Arten von Klemmen oder selektiv anschließbare Schütze für die Kopplung verwendet werden.
  • 2 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Batteriepack-Wartungsvorrichtung 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung umfasst einen Mikroprozessor 160, der gemäß den in einem Speicher 164 gespeicherten Anweisungen arbeitet. Eine Stromversorgung wird verwendet, um die Vorrichtung mit Strom zu versorgen. Die Stromversorgung 180 kann an eine Wechselstromquelle, wie z.B. eine Steckdose oder eine andere Hochleistungsquelle, angeschlossen werden, um das Batteriepack 104 des Fahrzeugs 102 zu laden. Zusätzlich kann die Stromversorgung 180 an eine Gleichstromquelle, wie z.B. eine 12-Volt-Batterie, angeschlossen sein, wenn die Vorrichtung 100 nur zum Entladen des Batteriepacks 104 des Fahrzeugs verwendet wird. Zum Beispiel weisen viele Elektrofahrzeuge neben dem Batteriepack 104 auch eine standardmäßige 12-Volt-Fahrzeugbatterie auf. Diese 12-Volt-Fahrzeugbatterie kann zum Betrieb der Wartungsvorrichtung 100 verwendet werden. Der Mikroprozessor kommuniziert mit einem Bediener über eine Bediener-Eingabe/Ausgabe 182. Eine weitere Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 184 ist für den physischen Anschluss an eine Datenkommunikationsverbindung wie RS232, USB-Verbindung, Ethernet usw. vorgesehen. Eine optionale drahtlose Eingabe/Ausgabe-Schaltung 186 ist ebenfalls zur Verwendung bei der Kommunikation in Übereinstimmung mit drahtlosen Technologien wie WiFi-Techniken, Bluetooth®, Zigbee® usw. vorgesehen. Eine Niederspannungs-Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 190 ist zur Verwendung bei der Kommunikation mit dem Datenbus des Fahrzeugs 108, dem Datenbus des Batteriepacks 104 oder zum Empfang anderer Eingänge oder zur Bereitstellung von Ausgängen für das Fahrzeug 102 vorgesehen. Beispiele hierfür sind das CAN-Kommunikationsprotokoll, OBDII usw. Zusätzlich können über die Niederspannungs-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 190 Kontaktschlüsse oder andere Spannungseingänge oder - ausgänge an das Fahrzeug angelegt werden. 2 veranschaulicht auch einen Bediener-Ausschalter 192, der aktiviert werden kann, um die Hochspannungssteuerung 170 mit einem Trennschalter 194 sofort von der Batterie 104 zu trennen. Andere Schaltungskonfigurationen können verwendet werden, um diese Ausschaltfunktion zu implementieren. Diese Konfiguration ermöglicht es einem Bediener, eine Notabschaltung durchzuführen oder anderweitig die Vorrichtung 100 auf Wunsch sofort von der Batterie zu trennen.
  • Der Niederspannungsanschlusskasten 152 bietet auch einen optionalen Stromausgang. Dieser Strom kann z.B. zur Versorgung von Komponenten des Fahrzeugs 102 verwendet werden, wenn dem Fahrzeug 102 der Strom „ausgegangen“ ist. Dies kann z.B. nützlich sein, um die Steuerung 108 des Fahrzeugs 102 mit Strom zu versorgen, so dass Informationen aus dem Fahrzeug erfasst und verschiedene Komponenten des Fahrzeugs wie z.B. die Schütze 130 gesteuert werden können.
  • In einer Konfiguration erfolgt die Verbindung zwischen der Hochspannungs-Steuerschaltung 170 und dem Hochspannungs-Anschlusskasten 154 über Steckverbinder vom Kelvin-Typ. Dies kann dazu verwendet werden, den Spannungsabfall zu eliminieren, der auftritt, wenn große Ströme durch die Verdrahtung gezogen werden, wobei dadurch genauere Spannungsmessungen ermöglicht werden. Die eigentliche Verbindung zwischen dem Anschlusskasten 154 und dem Batteriepack 104 muss nicht über eine Kelvin-Verbindung erfolgen, wenn der Abstand zwischen dem Anschlusskasten 154 und dem Batteriepack 104 so kurz ist, dass der Spannungsabfall über die Verbindungsleitungen vernachlässigbar klein ist. Eine Isolierschaltung wie Sicherungen können im Anschlusskasten 154 vorgesehen sein, um das Anlegen einer hohen Spannung oder eines hohen Stroms an die Wartungsvorrichtung 100 zu verhindern und dadurch die Schaltung in der Vorrichtung zu schützen. In ähnlicher Weise können der Niederspannungs-Anschlusskasten 152 und/oder die Niederspannungs-Eingabe/Ausgabe 190 Isolierschaltungen wie optische Isolatoren, Induktivitäten zur induktiven Kopplung oder andere Techniken umfassen. Der Niederspannungs-Anschlusskasten 152 kann auch einen optionalen Nutzer-Ausgang und/oder -Eingang 196 umfassen. Dies kann z.B. eine Anzeigeeinrichtung sein, die von einem Bediener beobachtet werden kann. Eine beispielhafte Anzeigeeinrichtung umfasst eine LED-Anzeige oder einzelne LEDs, die dem Bediener einen Hinweis auf die Funktion des Niederspannungsanschlusskastens, des Fahrzeugs oder des Batteriepacks gibt. Dies kann verwendet werden, um einen Bediener visuell über die verschiedenen Funktionen zu informieren, die von dem Niederspannungs-Anschlusskasten ausgeführt werden, d.h. über Spannungen, die von dem Niederspannungs-Anschlusskasten erfasst werden. Eine visuelle Ausgabe und/oder Eingabe 198 kann am Hochspannungsanschlusskasten 154 vorgesehen sein.
  • Der geeignete Hochspannungsanschlusskasten 154 und der Niederspannungsanschlusskasten 152 können auf der Grundlage des jeweiligen zu prüfenden Fahrzeugs 102 oder Batteriepacks 104 ausgewählt sein. In ähnlicher Weise können die Anschlusskästen 152, 154 auf der Grundlage der in einer bestimmten Situation verfügbaren Anschlussarten ausgewählt sein. Wenn z.B. das Fahrzeug beschädigt ist, kann es unmöglich sein, das Batteriepack 104 über verfügbare Anschlüsse an das Fahrzeug anzuschließen. Stattdessen kann ein Anschlusskasten 154 verwendet werden, der Verbindungssonden umfasst, die direkt mit dem Batteriepack 104 koppelbar sind. Wenn eine solche Verbindung nicht verfügbar oder beschädigt ist, können Verbinder für die Kopplung mit einzelnen Zellen oder Batterien innerhalb des Batteriepacks 104 vorgesehen sein.
  • Die Verwendung der Niederspannungs- und Hochspannungs-Anschlusskästen 152, 154 ist aus einer Reihe von Gründen vorteilhaft. Die Anschlusskästen können verwendet werden, um eine standardisierte Verbindung zur Schaltung der Wartungsvorrichtung 100 herzustellen. Ausgehend von den Anschlusskästen 152, 154 können spezialisierte Verbinder für die Verwendung mit verschiedenen Fahrzeugtypen und/oder Batteriepacks bereitgestellt sein. In ähnlicher Weise können verschiedene Typen von Anschlusskästen 152, 154 für verschiedene Fahrzeuge und/oder Batteriepacks verwendet werden. Die Anschlusskästen 152, 154 ermöglichen die Verlängerung einer einzigen Kabelverbindung zwischen der Vorrichtung 100 und einem entfernten Standort. Dies sorgt für ein besseres Kabelmanagement, Benutzerfreundlichkeit und erhöhte Genauigkeit.
  • Zusätzlich zur Verwendung als Last zum Entladen der Batterie kann die Hochspannungs-Steuerschaltung optional auch eine Funktion zur Verwendung beim Laden der Batterie umfassen.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm der steuerbaren Last 170. In 3 ist eine Anzahl von bipolaren Transistoren mit isoliertem Gate (IGBT) 220A, 220B, 220C und 220D dargestellt, die durch eine Gate-Verbindung zum Mikroprozessor 160 gesteuert werden. Die IGBTs 220A-D sind mit den Lastwiderständen 222A, 222B, 224A und 224B verbunden. Wie in 3 dargestellt, handelt es sich bei den vier Lastwiderständen um 33 Ohm-Widerstände. Unter Verwendung der Transistoren 220A-D können die Widerstände 222A, B und 224A, B in verschiedenen Reihen-Parallel-Konfigurationen gekoppelt sein, um dem Batteriepack 104 unterschiedliche Lasten zuzuführen. Auf diese Weise ist die am Batteriepack 104 angelegte Last durch den Mikroprozessor 160 steuerbar. In einem Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung bipolare Transistoren mit isoliertem Gate (IGBT) zur selektiven Kopplung von Lasten an das Batteriepack 104 zum Entladen des Packs. Ein IGBT ist ein Transistor, der mit vier als PNPN angeordneten Halbleiterschichten ausgebildet ist. Ein Metalloxid-Halbleiter ist so angeordnet, dass er ein Gate bildet. Die Konfiguration stellt einen Transistor bereit, der auf einfache Weise ähnlich wie ein Feldeffekttransistor gesteuert werden kann, der aber auch in der Lage ist, wie ein Bipolartransistor große Ströme zu schalten.
  • Wenn die Vorrichtung 100 mit einem Fahrzeug 102 gekoppelt ist, das einen Unfall hatte, kann die Vorrichtung verschiedene Tests am Fahrzeug 102 durchführen, um den Zustand des Fahrzeugs und der Batterie zu bestimmen. Beispielsweise erkennt die Vorrichtung 100 in einem Aspekt eine Leckage zwischen dem positiven und negativen Pol des Batteriepacks 102 und der Masse oder dem Chassis des Fahrzeugs 102. Zum Beispiel kann eine Wheatstone-Brückenschaltung 230 zwischen dem Plus- und Minuspol des Batteriepacks 104 verwendet werden, wobei einer der Zweige der Brücke mit Masse verbunden ist.
  • Während der Entladung des Fahrzeugbatteriepacks 104 können Daten vom Batteriepack gesammelt werden. Zum Beispiel umfassen Batteriepacks typischerweise Sensoren 122 wie Spannungs-, Strom- und Temperatursensoren, die so angeordnet sind, dass sie Daten von verschiedenen Stellen innerhalb des Batteriepacks sammeln. Diese Informationen können durch die Wartungsvorrichtung 100 über die Kopplung an den Datenbus 110 gewonnen werden. Während der Entladung können alle unnormalen Parameter, die von den Sensoren gemessen werden, zur Steuerung der Entladung verwendet werden. Wenn sich das Batteriepack 104 beispielsweise übermäßig erwärmt, kann die Entladerate reduziert werden, bis die Batterietemperatur wieder ein akzeptables Niveau erreicht hat. Wenn einer der internen Temperatursensoren des Batteriepacks nicht funktioniert, kann ein externer Temperatursensor des Batteriepacks verwendet werden, um die Temperatur des Batteriepacks zu erfassen. In ähnlicher Weise kann die Entladerate reduziert werden, wenn die Zellen innerhalb des Batteriepacks eine Entladung mit ungewöhnlich hohem Strom erfahren. Wenn solche Daten nicht ermittelt werden können, weil die Sensoren beschädigt sind oder der Datenbus beschädigt ist oder auf ihn nicht zugegriffen werden kann, kann die Wartungsvorrichtung 100 automatisch in einen langsamen/sicheren Entladezustand übergehen, um sicherzustellen, dass die Batterie nicht beschädigt wird.
  • Wenn ein Batteriepack 104 in Betrieb genommen wird, kann die Wartungsvorrichtung 100 einzelne Zellen oder Batterien innerhalb des Packs 104 identifizieren, die mehr oder weniger geladen sind als andere Zellen. So können die einzelnen Zellen oder Batterien innerhalb eines Packs ausgeglichen werden, wobei sie alle im Wesentlichen die gleiche Ladekapazität und/oder den gleichen Ladezustand wie die anderen Zellen oder Batterien innerhalb des Packs haben.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Wartungsvorrichtung 100 in der Lage, einem Hybrid-Elektrofahrzeug 102 eine „Starthilfe“ zu geben. Wenn z.B. der Verbrennungsmotor eines Hybrid-Elektrofahrzeugs mit Strom direkt aus dem Batteriepack gestartet wird und die Ladung des Batteriepacks 104 zu niedrig ist, steht nicht genügend Energie zur Verfügung, um den Verbrennungsmotor zu starten. Die Wartungsvorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um einem Startermotor des internen Verbrennungsmotors ausreichend Leistung zum Starten des internen Verbrennungsmotors zur Verfügung zu stellen. Sobald der Verbrennungsmotor läuft, wird der Verbrennungsmotor selbst zum Laden des Batteriepacks 104 verwendet.
  • In 3 ist ein Spannungssensor 232 über die Wheatstone-Brücke 230 angeschlossen. Weiterhin ist die Brücke optional über den Schalter 234 mit der elektrischen Masse verbunden. Jede vom Spannungssensor 232 über die Brücke 230 erfasste Spannung ist ein Anzeichen dafür, dass ein Stromleck zwischen dem positiven und/oder negativen Pol des Batteriepacks 104 und der elektrischen Masse oder dem Chassis des Fahrzeugs 102 besteht. Der Spannungssensor 232 kann eine Ausgabe an den Mikroprozessor 130 liefern und dazu verwendet werden, einen Bediener auf eine potentiell gefährliche Situation aufmerksam zu machen und anzuzeigen, dass das Batteriepack 104 vom Fahrzeug 102 getrennt werden muss, bevor weitere Wartungsarbeiten durchgeführt werden.
  • 3 zeigt auch ein Relais 226, das verwendet wird, um die Lastwiderstände 222/224 vom Batteriepack zu trennen, bis eine Entladung durch den Mikroprozessor 160 befohlen wird. Die Spannung am Batteriepack 104 kann mit einem Spannungssensor 242 gemessen werden, der mit einem Widerstand 240 in Reihe geschaltet ist. Das Ausgangssignal des Sensors 242 wird dem Mikroprozessor 160 bereitgestellt, um Wartungsarbeiten am Batteriepack 104 durchzuführen.
  • Während des Betriebs können sich die Komponenten der Vorrichtung 100 stark erwärmen. Zur Ableitung der Wärme kann ein Luftstrom-Kühlsystem verwendet werden. 4 zeigt eine solche Konfiguration. Wie in 4 dargestellt, bewegt sich der Luftstrom von der Niederspannungselektronik 300 über die Hochspannungselektronik 302 und über die Lastwiderstände 222A, B und 224A, B. Der Luftstrom verlässt dann das Gehäuse der Vorrichtung 100. In 4 ist der Luftstrom durch die Lüfter 304 gesteuert. Die Lüfter 304 können mit Hilfe des Mikroprozessors 160 gesteuert werden, wobei ihre Drehzahl nach Bedarf auf der Grundlage von Messungen von Temperatursensoren 306, die an verschiedenen Stellen innerhalb des Gehäuses von Vorrichtung 100 angebracht sein können, eingestellt werden kann. In dieser Konfiguration wird die durch den Lastwiderstand erzeugte heiße Luft sofort aus dem Gehäuse geblasen und nicht an irgendwelchen Komponenten vorbei.
  • Einige Elektrofahrzeuge sind mit einem so genannten „Vorlabladeschaltschütz“ ausgestattet. Das Vorabladeschaltschütz kann dazu verwendet werden, die Kapazitäten des Fahrzeugs mit einer langsamen und kontrollierten Geschwindigkeit aufzuladen, bevor das in 1 gezeigte Hauptschütz 130 eingeschaltet wird. Dadurch wird eine übermäßige Stromentladung aus dem Batteriepack verhindert, wenn das Hauptschütz aktiviert ist und das Pack direkt an die Lasten des Fahrzeugs einschließlich des Traktionsmoduls des Fahrzeugs gekoppelt ist, das zur Steuerung der Elektromotoren des Fahrzeugs verwendet wird.
  • In einem weiteren Aspekt werden einige oder alle während der Prüfung und Entladung eines Batteriepacks 104 gewonnenen Informationen abgerufen und gespeichert, z.B. in dem in 1 dargestellten Speicher 164, und zwar für einen späteren Zugriff. Diese Informationen können auf eine andere Einrichtung, z.B. ein USB-Laufwerk o.ä., ausgelagert oder über eine Netzwerkverbindung übertragen werden. Dies kann besonders nützlich sein, um Informationen zu untersuchen, die nach einem Unfall eines Fahrzeugs abgerufen wurden. Bei den Informationen kann es sich um Informationen handeln, die von der Steuerung 108 des Fahrzeuges 102 heruntergeladen werden, wobei es sich auch um Informationen darüber handeln kann, wie das Fahrzeugbatteriepack 104 entladen und außer Betrieb genommen wurde.
  • Ein weiterer Aspekt besteht darin, dass mehr als eine Wartungsvorrichtung 100 mit einem Batteriepack 104 koppelbar ist und die mehreren Vorrichtungen so ausgebildet sein können, dass sie zusammen arbeiten. Genauer gesagt können die Vorrichtungen 100 unter Verwendung der in 2 dargestellten Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 184 gekoppelt sein, wobei eine der Vorrichtungen 100 als Master und eine oder mehrere andere Vorrichtungen 100 als Slave(s) unter der Steuerung der Master-Vorrichtung arbeiten. Diese Anordnung kann verwendet werden, um die Entladungsrate eines Batteriepacks 104 zu erhöhen. In einer solchen Konfiguration kann auch eine überbrückbare Stromversorgung eingesetzt werden.
  • 5 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen lösbaren Stecker 350 zeigt, der wahlweise mit der Batteriepack-Wartungsvorrichtung 100 koppelbar ist. Der lösbare Stecker 350 umfasst einen 5-Ohm-Widerstand 352, der ausgebildet ist, um über die Anschlüsse 354 und 356 parallel geschaltet sein kann. Der lösbare Stecker 350 umfasst einen Magneten 360, der ausgebildet ist, um einen Reed-Schalter 362 betätigt. Der Reed-Schalter 362 ist am Mikroprozessor 160 angeschlossen, wobei der Mikroprozessor 160 die Anwesenheit des Steckers 350 erfassen kann. Wenn der Stecker 350 mit der Vorrichtung 100 verbunden ist, kann der Widerstand eines oder mehrerer der 33-Ohm-Widerstände 222A,B und 224 A,B geändert sein, da der Widerstand in Reihe mit dem 5-Ohm-Widerstand geschaltet ist, was einen Widerstand von etwa 4,3 Ohm ergibt. Es kann jedoch jede gewünschte Konfiguration vorgesehen sein. Dadurch kann die Vorrichtung 100 einen kleineren Widerstand an das Batteriepack 104 anlegen, wodurch, falls gewünscht, die Entladerate erhöht wird. Beispielsweise kann ein bestimmtes Batteriepack eine ausreichend niedrige Spannung aufweisen, um eine erhöhte Stromaufnahme zu ermöglichen und dadurch die Entladerate des Batteriepacks 104 zu erhöhen. Mit Hilfe des Reed-Schalters 362 ist der Mikroprozessor 160 in der Lage, das Vorhandensein des Steckers 350 zu erkennen, wodurch Berechnungen, die sich auf den Wert des angelegten Lastwiderstands stützen, entsprechend kompensiert werden können. Obwohl nur ein einzelner Widerstand 352 dargestellt ist, kann der Stecker 350 eine beliebige Anzahl von Widerständen umfassen, die parallel zu den Lastwiderständen in der Vorrichtung 100 angeordnet sein können. Vorteilhafterweise umfasst der Stecker 350 einen Kühlmechanismus, um die Erwärmung des Widerstandes 352 zu reduzieren. Zum Beispiel kann der Stecker 350 metallische oder andere wärmeleitende Lamellen oder ähnliches umfassen. Auch ein Lüfter kann verwendet werden. Das Gebläse kann das gleiche Kühlgebläse sein, das in Vorrichtung 100 verwendet wird, oder der Stecker 350 kann optional ein eigenes Gebläse umfassen. In einer weiteren Ausführungsform befinden sich die alternativen Widerstandswerte innerhalb der Haupteinheit und werden mit dem lösbaren Stecker in den Stromkreis geschaltet.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer steuerbaren Last 170, die in einem Gehäuse 402 dargestellt ist. In der Konfiguration von 6 sind Widerstandselemente unter Verwendung einer Anzahl von Widerstandsspulen 400 vorgesehen. In einer beispielhaften Ausführungsform können diese Widerstandsspulen eine solche Art von Spulen sein, die in Verbraucheranwendungen wie z.B. elektrischen Kleidertrocknern verwendet werden. Eine solche Spule ist beispielsweise für ca. 5,3 KW bei 240 Volt ausgelegt. Es ist zu beachten, dass bei Überschreiten der Nennspannung die Spule schmilzt und zu einem offenen Stromkreis wird. Ferner ist es auch vorzuziehen, dass die Spulen 400 ähnliche Widerstände haben. Die Spulen 400 sind auf Halterungen 404 gelagert, die vorzugsweise aus einem elektrischen Isolator bestehen, der hohe Temperaturen aushalten kann. Um die Wärmeableitung zu unterstützen, kann ein Luftstrom über die Spulen 400 geleitet werden, wie in 4 dargestellt.
  • 7 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der steuerbaren Last 100. In der Konfiguration von 7 sind die in 6 dargestellten vier Spulen 400 in einer Reihen-/Parallelkonfiguration elektrisch verbunden. In dieser Konfiguration sind die Schalter K1, K2, K3 und K4 zur Steuerung des Widerstands der steuerbaren Last 100 vorgesehen. Bei diesen Schaltern kann es sich um jede Art von Schalter handeln, einschließlich Relais oder Transistorschalter. In einer Konfiguration sind die Schalter manuelle Schalter. Die Schalter K1 und K2 steuern zwei parallele Zweige der Schaltung, während die Schalter K3 und K4 die Höhe des Widerstands in Reihe in jedem Zweig steuern. In dieser Konfiguration ist eine maximale Entladeleistung von 20 KW gegeben, wenn beide Schalter K1 und K2 geschlossen und die Schalter K3 und K4 geöffnet sind. Die Anschlüsse B+ und B- dienen zur Ankopplung an die Speicherbatterie, wobei Schmelzsicherungen 406 zur Sicherheit vorgesehen sind. Wenn in einer Beispielkonfiguration die Spannung an den Anschlüssen B+ und B- unter 240 Volt Gleichstrom fällt, können Schalter K3 und/oder Schalter K4 geschlossen werden, um den an die Batterie 104 angelegten Widerstand zu verringern und die Ladung der Batterie zu optimieren. 8 ist ein Diagramm, das die Ladeleistung einer solchen Anordnung zeigt. Wie in 8 dargestellt, erfolgt der Sprung, wenn die von der steuerbaren Last 100 bereitgestellte ohmsche Last verringert wird, z.B. durch Betätigung des Schalters K2.
  • Wie oben erwähnt, können die in 4 dargestellten Lüfter verwendet werden, um einen Luftstrom über die Spulen 400 zu erzeugen. In einer Konfiguration können alle Steuerkreise und Relais der Lüfter mit 12 Volt Gleichstrom betrieben und z.B. von einer Hilfsbatterie oder einem „Zigarettenanzünder“-Ausgang eines Fahrzeugs, z.B. eines Abschleppwagens, gespeist werden. In der Nähe der Lastspulen kann eine Technik mit doppelter Isolierung verwendet werden, so dass ein elektrischer Fehler, z.B. ein Ausfall der Heizspule, nicht zu einem Ort außerhalb des Gehäuses 402 geleitet werden kann. Optionale Temperatur-Sicherheitssensoren 306, die in 4 dargestellt sind, können verwendet werden. Die Temperatursensoren 306 können sowohl am Einlass als auch am Auslass jeder Heizspirale vorgesehen sein und können zur Erkennung eines Lüfterausfalls oder eines blockierten Luftstroms verwendet werden. Diese Konfiguration kann auch verwendet werden, um die Menge an Luft zu erkennen, die von der Heizspirale erwärmt wird. In einer weiteren Beispielkonfiguration können die Schmelzsicherungen 404 mit fest verdrahteten Temperaturausschaltern ausgestattet sein, um eine Überhitzung zu verhindern. In einer solchen Konfiguration öffnet der Schalter bei Erreichen eines Temperaturschwellenwerts. Die während der Entladung gewonnenen Daten können in einer Speichereinrichtung wie Speicher 164, z.B. einem lokalen Flash-Laufwerk oder einer anderen lokalen Speichereinrichtung, protokolliert werden. In einer weiteren Konfiguration werden die protokollierten Daten zur Analyse an einen entfernten Ort wie z.B. einen Cloud-Speicher gesendet. Solche Aufzeichnungen können für Garantie- oder Versicherungszwecke von Bedeutung sein.
  • In einer Konfiguration wird der Spannungssensor 232 zur Erkennung von Leckströmen in der Batterie verwendet, bei der eine Entladung vorliegt. Die Vorrichtung kann auch die Spannungen und Temperaturen der Batteriezellen überwachen, um sicherzustellen, dass während der Entladung keine unsicheren Bedingungen entstehen.
  • Die Eingabe-/Ausgabe-Schaltung 190 kann verwendet werden, um eine Verbindung zu einem Datenbus des Fahrzeugs herzustellen, z.B. über eine OBDII-Verbindung, um Informationen wie VIN, Software- und Hardware-Versionsnummern usw. zu sammeln. Die Vorrichtung kann mit der Batterie-Steuereinheit (Elektronische Steuereinheit) über jedes geeignete Protokoll einschließlich CAN, LIN oder andere kommunizieren, um spezifische Batterieinformationen und Entladeprotokolle zu erhalten. Die Vorrichtung kann als Slave-Einheit entweder über eine festverdrahtete Verbindung oder eine drahtlose Verbindung wie Bluetooth oder Wi-Fi mit einer anderen Werkstattausrüstung verbunden sein. Sowohl ein Verpolungsschutz als auch ein Überspannungsschutz können vorgesehen sein. Andere Sicherheitstechniken für elektrisches Potenzial, Temperatur und Achsenpunkte können vollständig blockiert sein, um einen Betrieb der Einheit zu verhindern. In einer Konfiguration kann die Eingabe/Ausgabe 184 mit einem Barcode-Scanner ausgestattet sein, der dann zur Erfassung spezifischer Informationen wie Batterietyp oder Seriennummer sowie Fahrzeug-Identifikationsnummer usw. verwendet werden kann. In einer weiteren Beispielkonfiguration kann die Eingabe-/Ausgabeschaltung 184 einen entfernten Temperatursensor umfassen, der elektrisch mit der Entladeeinrichtung koppelbar ist, um die Batterietemperatur zu melden. Dies ist nützlich, wenn interne Batterietemperatursensoren beschädigt oder funktionsunfähig sind. Die Vorrichtungen sind so skalierbar, dass mehrere steuerbare Lasten 100 parallel geschaltet werden können. Es können auch Relaiskontakte vorgesehen und extern verfügbar sein, um verschiedene Schaltungen auf dem sich entladenden Batteriepack zu steuern. Zusätzliche spannungsmessende Anschlüsse, wie z.B. der Anschlusskasten 152, können verwendet werden, um verschiedene Schaltungen auf dem Batteriepack zu überwachen.
  • Eine weitere Beispielkonfiguration umfasst einen Hochspannungs-DC/DC-Wandler wie die in 2 gezeigte Stromversorgung 180. In einer solchen Konfiguration kann die hohe Ausgangsspannung des Batteriepacks in eine niedrigere Gleichspannung umgewandelt werden, um die Vorrichtung mit Strom zu versorgen.
  • Wie oben diskutiert, kann die vorliegende Erfindung in einigen Konfigurationen so angeordnet sein, dass ein dynamischer Parameter des Batteriepacks gemessen werden kann. In einer solchen Konfiguration wird eine Zwangsfunktion am Batteriepack angewendet, wobei ein dynamischer Parameter wie dynamischer Leitwert, Widerstand, Admittanz usw. auf der Grundlage einer Änderung der Spannung am Batteriepack und des durch das Batteriepack fließenden Stroms bestimmt werden kann. Die Zwangsfunktion kann jede Art von Funktion sein, die einen zeitlich veränderlichen Aspekt hat, einschließlich eines Wechselstromsignals oder eines transienten Signals.
  • In einem Aspekt kann die Wartungsvorrichtung so ausgebildet sein, dass sie einzelne Zellen innerhalb des Batteriepacks „ausgleicht“. Das Ausbalancieren kann durch ausgewählte Zellen oder einzelne Batterien innerhalb des Batteriepacks erfolgen, die eine ähnliche Speicherkapazität und einen ähnlichen Ladezustand haben. Die Ladefunktion der Vorrichtung kann dazu verwendet werden, die Ladung einer Zelle oder Batterie auf die anderer Zellen oder Batterien zu erhöhen. In ähnlicher Weise kann die Wartungsvorrichtung verwendet werden, um einzelne Zellen oder Batterien auf ein Niveau zu entladen, das dem anderer Zellen oder Batterien innerhalb des Packs ähnlich ist.
  • Bei der Wartung der Module werden die internen Anschlüsse des Packs entfernt, wobei eine alternative Verkabelung von dem Service-/Batteriewartungswerkzeug bereitgestellt wird. Eine übliche Anwendung in einem Servicewerkzeug ist die Verwendung der Industriestandard-Schnittstellen-ICs zur Überwachung der Spannung und Temperaturen und/oder zum Anlegen von Ladespannungen/-strömen an das Batteriemodul.
  • Das Problem, das in der Serviceumgebung besteht, ist, dass die Polarität und Spannungen an einzelnen Pins nicht einfach durch ein Kabeldesign geschützt werden können. Zum Beispiel passt der Schnittstellenverbinder, der mit einem Typ von Batteriemodul verbunden ist, häufig auch mit einem anderen Batteriemodul zusammen, das eine entgegengesetzte Polarität an den Pins oder eine andere Zellennummerierung an den Pins hat. Daher können die absoluten Maximalgrenzen des ICs leicht verletzt werden, indem einfach der falsche Verbinder bzw. Stecker eingesteckt wird, wodurch die Schaltung beschädigt und das Service-/Batteriewartungswerkzeug unbrauchbar wird.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst ein intelligentes Schnittstellenmodul, das mit jeder Zellkonfiguration, in jeder Polarität, ohne Beschädigung und mit voller Funktionalität verbunden werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden 24 Zellspannungen gemessen, obwohl die Erfindung auf eine beliebige Anzahl von Zellspannungen erweitert werden kann.
  • In der Ausführungsform sind 25 Drähte mit der Schnittstelle verbunden. 24 davon sind mit den Zellen verbunden und einer mit elektrischer Masse. Jeder Draht kann mit jedem Zellenknoten verbunden sein. Es kann eine beliebige Anzahl von Zellen von 1 bis 24 angeschlossen sein.
  • Die Ausführungsform misst alle 25 Drahtspannungen im Vergleich zu einer intern erzeugten Referenzspannung. Alle an den Drähten anliegenden Spannungen können dann gemessen und sortiert werden. Nach dem Sortieren werden die Deltas benachbarter Zellen berechnet.
  • Die Ausgabe der Ausführungsform ist dann eine „virtuelle“ Zellenanordnung, die dem Servicewerkzeug präsentiert werden kann. Zusätzlich können Informationen darüber angezeigt werden, welcher Zellknoten sich auf welchem Draht des Steckverbinders befindet. Tabelle 1
    Physischer Pin # Gemessene Spannung Virtueller Pin # Virtuelle Spannung Physischer Pin #
    1 0.000 1 0.000 Gemessen an Pin 21
    2 -7.784 2 3.892 Gemessen an Pin 14
    3 -66.164 3 7.784 Gemessen an Pin 6
    4 -15.568 4 11.676 Gemessen an Pin 3
    5 -42.812 5 15.568 Gemessen an Pin 22
    6 -70.056 6 19.460 Gemessen an Pin 25
    7 -19.46C) 7 23.352 Gemessen an Pin 18
    8 -23.352 8 27.244 Gemessen an Pin 16
    9 -35.028 9 31.136 Gemessen an Pin 10
    10 -46.704 10 35.028 Gemessen an Pin 5
    11 -27.244 11 38.920 Gemessen an Pin 23
    12 7.784 12 42.812 Gemessen an Pin 9
    13 15.568 13 46.704 Gemessen an Pin 15
    14 -73.948 14 50.596 Gemessen an Pin 11
    15 -31.136 15 54.488 Gemessen an Pin 8
    16 -50.596 16 58.380 Gemessen an Pin 7
    17 -11.676 17 62.272 Gemessen an Pin 4
    18 54.488 18 66.164 Gemessen an Pin 17
    19 -3.892 19 70.056 Gemessen an Pin 2
    20 3.892 20 73.948 Gemessen an Pin 19
    21 -77.840 21 77.840 Gemessen an Pin 1
    22 62.272 22 81.732 Gemessen an Pin 20
    23 -38.920 23 85.624 Gemessen an Pin 12
    24 11.676 24 89.516 Gemessen an Pin 24
    25 -58.380 25 93.408 Gemessen an Pin 13
  • Tabelle 1 ist eine Illustration der virtuellen Pin-Zuordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der oben genannten Erfindung. In dieser Konfiguration wird angenommen, dass die niedrigste gemessene Spannung mit Pin 1 verbunden ist. Es können jedoch auch andere Konfigurationen verwendet werden. Durch Vergleich der relativen Spannungen zwischen den verschiedenen Pins, wie in der Tabelle dargestellt, kann die Pin-Zuordnungs-Reihenfolge der physischen Pins bestimmt werden.
  • Sobald die physische Anordnung der Pinanschlüsse bestimmt ist, können die hierin diskutierten Wartungsschaltungen und -techniken eingesetzt werden. Dadurch kann die Wartungsvorrichtung mit verschiedenen Typen von Batteriepacks eingesetzt werden und automatisch die richtigen Anschlüsse ermitteln, um das Batteriepack zu warten.
  • 8 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines intelligenten Schnittstellenmoduls 500 gemäß einer Beispielkonfiguration. Das Schnittstellenmodul 500 umfasst ein Kabel, das als Anschlusskasten 152 oder 154 fungiert und einen Anschluss 502 umfasst, der so ausgebildet ist, dass er in einen Anschluss 104 am Batteriepack 104 eingesteckt werden kann. Diese Pins können mit einzelnen Zellen oder Zellen innerhalb des Batteriepacks 104 oder anderen Komponenten innerhalb des Batteriepacks 104 verbunden werden, wie z. B. widerstandsbasierte Temperatursensoren, die zur Messung der Temperatur innerhalb des Batteriepacks 104 verwendet werden. Das jeweilige Kabel 152/154 kann entsprechend der Konfiguration des zu prüfenden Batteriepacks 104 ausgewählt werden. Dieses Kabel 152/154 umfasst einen Stecker 504, der in einen Stecker 506 der Haupteinheit 150 eingesteckt wird.
  • Zusätzlich zur Bestimmung der „virtuellen Pin“-Konfiguration der Batterie 104 ist es auch wichtig zu bestimmen, welche der Anschlüsse des Batteriepacks 104 mit einzelnen Zellen innerhalb des Packs verbunden sind und welche dieser Anschlüsse (oder „Pins“) mit Temperatursensoren verbunden sind. Wie in 8 dargestellt, enthält das Modul 500 einen Multiplexer 510, der so ausgebildet ist, dass er mit jedem der vom Batteriepack 104 bereitgestellten Pins elektrisch verbunden ist. Obwohl ein einzelner Multiplexer 510 dargestellt ist, kann eine beliebige Anzahl von Mulitplexern verwendet werden. Zusätzlich kann auch eine Konfiguration implementiert sein, die keine Multiplexer einsetzt. Der Multiplexer 510 arbeitet unter der Steuerung des Mikroprozessors 160 und koppelt selektiv einzelne Pins vom Batteriepack 104 an einen Verstärker 512. Der Verstärker 512 ist auch mit einem Referenzanschluss verbunden, der z. B. eine Masse oder eine vom Batteriepack 104 bereitgestellte Pinbelegung oder einfach ein beliebiger Pinbelegungsanschluss des Batteriepacks 104 sein kann. Die Ausgänge des Verstärkers 512 werden einem Analog-Digital-Wandler 516 zugeführt, der einen digitalisierten Ausgang an den Mikroprozessor 160 liefert.
  • Der Mikroprozessor 160 kann den Multiplexer 510 verwenden, um mit Hilfe des Verstärkers 512 und des Analog-Digital-Wandlers 516 Spannungsmessungen zu erhalten, indem er selektiv an jeden der vom Batteriepack 104 dargestellten Pins angeschlossen wird. Anhand dieser Spannungsmessungen kann der Mikroprozessor die virtuelle Pin-Ausgang-Verbindung des Batteriepacks 104 bestimmen, wie sie durch das Kabel 152/154 dargestellt ist.
  • Ein Problem, das während des Betriebs auftreten kann, ist, dass ein Techniker ein falsches Kabel zum Testen der einzelnen Batterien innerhalb des Packs 104 auswählen kann. Wenn nur Spannungen gemessen werden, kann dies zu Fehlern bei den Messungen führen. Wenn die Haupteinheit 150 jedoch erwartet, dass bestimmte Pins mit Temperatursensoren verbunden sind, kann die Einrichtung beschädigt werden, wenn ein Pin-Ausgang des Packs 104, der eine Batteriespannung führt, mit einer Temperaturmessschaltung verbunden wird. Daher ist der Mikroprozessor 160 in der Lage, zu bestimmen, welche der Pins keine Spannung führen, und ist dadurch in der Lage festzustellen, dass der jeweilige Pin ohne Beschädigung mit der Temperaturmessschaltung gekoppelt werden kann. Außerdem können die verschiedenen gemessenen Spannungen, einschließlich der Pins, die keine Spannung haben, vom Mikroprozessor 160 verwendet werden, um sicherzustellen, dass das richtige Kabel 152/154 zum Anschluss an den Batteriepack 104 verwendet wird. Wenn die Pinbelegung nicht mit der erwarteten Konfiguration übereinstimmt, kann der Mikroprozessor eine Ausgabe an einen Bediener bereitstellen, z. B. über eine Bediener-Eingabe/Ausgabe 182, um anzuzeigen, dass ein Fehler aufgetreten ist. Das erwartete Kabel kann als Ausgabe an den Bediener bereitgestellt werden, um den Fehler zu beheben. Dies könnte auch ein Hinweis darauf sein, dass der Bediener den Typ des getesteten Batteriepacks falsch identifiziert hat. In einem Aspekt ist im Kabel ein Speicher 590 vorgesehen, der Informationen enthält, die zur Identifizierung des Kabels und des Typs des Batteriepacks 104, für den das Kabel ausgebildet ist, dienen.
  • Wie in 8 gezeigt, werden Verbindungsheader 520 verwendet, um eine elektrische Verbindung von den einzelnen Pins zu der in 9 dargestellten Temperaturmessschaltung 550 herzustellen. Die Temperaturmessschaltung 550 umfasst eine Stromquelle 552, die einen Strom I in einen widerstandsbasierten Temperatursensor im Batteriepack 104 einspeist. Der Widerstand des Temperatursensors ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur und damit ändert sich auch der resultierende Spannungsabfall an seinem Pin-Anschluss. Ein Verstärker 554 ist so angeordnet, dass er diesen Spannungsabfall misst und einen Ausgang an einen Analog-Digital-Wandler 556 liefert. Der digitalisierte Ausgang, der die Batterietemperatur anzeigt, wird dann dem Mikroprozessor 160 zur Verfügung gestellt.
  • Wie in 8 dargestellt, wird die Verbindung zwischen den Headern 520 und den einzelnen Pins durch Schalter 508 gesteuert, die unter der Steuerung des Mikroprozessors 160 arbeiten. Der Mikroprozessor 160 schaltet nur die Schalter ein, von denen bekannt ist, dass sie eine elektrische Verbindung zu einem Temperatursensor herstellen, wodurch verhindert wird, dass eine Spannung an die in 9 dargestellte Temperaturmessschaltung 550 angelegt wird. Die Temperaturinformationen können zur Erkennung eines Fehlers oder eines drohenden Fehlers im Batteriepack 104 einschließlich eines thermischen Heißlaufzustands verwendet werden.
  • Ein optionaler Temperatursensor 594 kann auch im Kabel 152/154 oder in der Haupteinheit vorgesehen sein. Der Sensor 594 kann ein Infrarot-Temperatursensor sein, oder ein Sensor, der eine physische Kopplung erfordert. Der Sensor kann in der Nähe des Batteriepacks 104 positioniert sein, um übermäßige Temperaturen zu erkennen, die auf einen Ausfall oder einen bevorstehenden Ausfall des Batteriepacks 104 hinweisen können. Zum Beispiel kann eine Zelle mit einem hohen Widerstand eine Erwärmung verursachen. Die Informationen von den internen oder externen Temperatursensoren können verwendet werden, um den Ladevorgang des Packs 104 zu steuern und als Diagnoseausgang, z. B. für einen Bediener, bereitgestellt werden.
  • In einem weiteren Aspekt umfasst die Vorrichtung von 1 einen Umgebungstemperatursensor. Der Mikroprozessor kann die Informationen des Umgebungstemperatursensors nutzen, um zu bestimmen, wie das Batteriepack entladen werden soll. Wenn beispielsweise die Umgebungstemperatur hoch ist, kann die Entladerate reduziert werden. In einem weiteren Beispiel kann die Entladerate entsprechend angepasst werden, wenn die Umgebungstemperatur von einem Nennwert, z. B. 25 °C, abweicht. Genauer gesagt, kann die Entladerate für bestimmte Akkupacks bei kalten Temperaturen reduziert werden.
  • Während der Entladung des Batteriepacks kann das Entladeprofil überwacht werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen. Wenn beispielsweise die Spannung des Batteriepacks plötzlich abfällt, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass eine Komponente innerhalb des Batteriepacks ausgefallen ist oder ein Kurzschluss aufgetreten ist.
  • Je nach Art des zu wartenden Fahrzeugs und Batteriepacks können verschiedene Arten von Anschlusskästen und Anschlusskabeln verwendet werden. Der Mikroprozessor kann dem Bediener Informationen liefern, die ihn auffordern, den entsprechenden Anschlusskasten oder das entsprechende Kabel zu verwenden. Dies kann darauf beruhen, dass der Bediener die Fahrzeug-Identifikationsnummer (VIN) in den Mikroprozessor eingibt oder andere identifizierende Informationen, einschließlich einer Identifikationsnummer, die dem Batteriepack zugeordnet ist. Während des Entladens des Batteriepacks kann der Mikroprozessor dem Bediener auch Informationen liefern, welche die verbleibende Zeit bis zur vollständigen Entladung angeben. Der Mikroprozessor 160 kann auch erkennen, ob der richtige Anschlusskasten und das richtige Kabel an die Vorrichtung und an das Batteriepack für das jeweilige Batteriepack und das zu wartende Fahrzeug angeschlossen wurden. Dem Bediener können Informationen zur Verfügung gestellt werden, wenn die falsche Verkabelung oder der falsche Anschlusskasten verwendet wurde.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl mit Batteriepacks, die aus einem Fahrzeug entfernt wurden, als auch mit einzelnen Batterien oder Batteriegruppen innerhalb eines Packs verwendet werden. Zum Beispiel umfasst ein Batteriepack typischerweise eine Batterieverbinderbaugruppe, die vom Fahrzeug 102 zur Verbindung mit dem Batteriepack 104 verwendet wird. Wenn jedoch das Batteriepack 104 aus dem Fahrzeug 102 entfernt wird, kann die Vorrichtung 100 direkt an diese Batterieverbinderbaugruppe gekoppelt werden und dadurch das Batteriepack laden oder entladen, Tests am Batteriepack durchführen, mit Einrichtungen am Batteriepack einschließlich Sensoren, Steuerungen usw. interagieren. Wie oben besprochen, kann die Vorrichtung 100 mehrere Steckverbinder zur Verwendung beim Anschluss des Niederspannungs-Anschlusskastens 152 und/oder des HochspannungsAnschlusskastens 154 an das Fahrzeug 102 und/oder das Batteriepack 104 umfassen. Dadurch kann die Vorrichtung 100 leicht modifiziert werden, um mit verschiedenen Arten von Batterien oder Fahrzeugen zu interagieren, indem einfach der entsprechende Steckverbinder ausgewählt wird. In einer Konfiguration umfassen die Steckverbinder eine Art von Kennung, die von Vorrichtung 100 „gelesen“ werden kann, wobei der Mikroprozessor 160 und die Vorrichtung 100 Informationen empfangen können, um dadurch den Typ des verwendeten Steckverbinders zu identifizieren. Auf diese Weise kann der Mikroprozessor 100 wissen, welche Arten von Informationen oder Tests über die verschiedenen Steckverbinder verfügbar sind. In einem anderen Beispiel verwendet der Bediener die in 2 dargestellte Bediener-Eingabe/Ausgabe 182, um dem Mikroprozessor 160 Informationen bezüglich des Typs des/der verwendeten Steckverbinder(s) einzugeben. In einer weiteren Beispielausführung kann der Mikroprozessor 160 Informationen erhalten, die den Fahrzeug- oder Batterietyp identifizieren, an dem die Wartung durchgeführt wird. Diese Informationen können von einem Bediener mit Hilfe der Bediener-Eingabe/Ausgabe 182 eingegeben werden, oder durch andere Mittel, wie z.B. durch Kommunikation mit dem Datenbus des Fahrzeugs, Scannen eines Strichcodes oder einer anderen Art der Eingabe, usw. Auf der Grundlage dieser Informationen kann der Mikroprozessor dem Bediener mit Hilfe der Bediener-Eingabe/Ausgabe 182 eine Ausgabe bereitstellen, die den Bediener darüber informiert, welche Art von Verbindungskabel verwendet werden soll, um den Niederspannungs-Anschlusskasten 152 und/oder den Hochspannungs-Anschlusskasten 154 mit dem Fahrzeug und/oder dem Batteriepack zu verbinden.
  • Die Bediener-Eingabe/Ausgabe 182 kann eine Anzeige zusammen mit einer Tastatureingabe oder einem Touchscreen umfassen. Die Eingabe kann verschiedene Formate annehmen, z.B. ein menügesteuertes Format, bei dem sich der Bediener durch eine Reihe von Menüs bewegt und dabei verschiedene Optionen und Konfigurationen auswählt. In ähnlicher Weise kann die Bediener-Eingabe/Ausgabe 182 vom Mikroprozessor 160 verwendet werden, um den Bediener durch ein Wartungsverfahren zu führen. In einer Konfiguration ist der Speicher 164 so ausgebildet, dass er eine Benutzeridentifikation erhält, die den Bediener, der die Vorrichtung benutzt, identifiziert. Diese kann z.B. über die Bediener-Eingabe/Ausgabe 182 eingegeben werden und ermöglicht es, Informationen im Zusammenhang mit der durchzuführenden Wartung mit Informationen zu verknüpfen, die einen bestimmten Bediener identifizieren. Zu den zusätzlichen Informationen, die mit den Wartungsdaten verknüpft werden können, gehören Tests, die am Fahrzeug und/oder an der Batterie durchgeführt wurden, Protokollierungsinformationen, Schritte, die in Übereinstimmung mit der Wartung durchgeführt wurden, Datums- und Zeitinformationen, geografische Standortinformationen, Umweltinformationen einschließlich Temperatur, Testbedingungen usw. sowie alle anderen gewünschten Informationen. Diese Informationen können im Speicher 164 für die gleichzeitige oder nachfolgende Übertragung an eine andere Einrichtung oder einen anderen Ort zur weiteren Analyse gespeichert werden. Im Speicher 164 können auch Programmanweisungen, Batterieparameter, Fahrzeugparameter, Test- oder Wartungsinformationen oder -verfahren sowie andere Informationen gespeichert werden. Diese Programmierungsanweisungen können z.B. mit Hilfe von Eingabe/Ausgabe 184 oder 186, über ein USB-Flash-Laufwerk, eine SD-Karte oder eine andere Speichereinrichtung oder auf andere Weise nach Wunsch aktualisiert werden. Auf diese Weise kann die Vorrichtung 100 modifiziert werden, z.B. wenn neue Fahrzeugtypen oder Batteriepack-Konfigurationen auf den Markt kommen, wenn neue Test- oder Wartungsverfahren gewünscht werden usw.

Claims (26)

  1. Verfahren zum Durchführen einer Wartung an einem Batteriepack eines Fahrzeugs, umfassend: elektrisches Verbinden mit einem Verbinder des Batteriepacks; Messen von relativen Spannungen zwischen elektrischen Verbindungen des Verbinders des Batteriepacks; Feststellen einer virtuellen Pin-Zuordnung der elektrischen Verbindungen basierend auf den Spannungen; und Durchführen einer Wartung an dem Batteriepack basierend auf der festgestellten virtuellen Pin-Zuordnung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wartung ein Vergleichen von Spannungen umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wartung das Laden des Batteriepacks umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend einen Schritt des Identifizierens von elektrischen Verbindungen zu einem Temperatursensor basierend auf den gemessenen relativen Spannungen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend einen Schritt des Zuführens eines Stroms zum Temperatursensor und einen Schritt des Messens eines die Temperatur anzeigenden Spannungsabfalls.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Temperatursensor angeordnet ist, um eine Temperatur des Batteriepacks zu erfassen.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, umfassend einen Schritt des Aktivierens eines Schalters basierend auf den identifizierten elektrischen Verbindungen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schalter den Temperatursensor mit einer Stromquelle koppelt.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend einen Schritt des Messens einer Temperatur des Batteriepacks unter Verwendung eines Infrarot-Temperatursensors.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend einen Schritt des Auslesens von Informationen aus einem Speicher in einem Kabel, um das Batteriepack verbinden.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend einen Schritt des Empfangens einer Eingabe, die einen Typ des Batteriepacks anzeigt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, umfassend einen Schritt des Identifizierens eines falschen Kabels, um das Batteriepack zu verbinden, basierend auf der Eingabe und den gemessenen Spannungen.
  13. Wartungsvorrichtung zur Kopplung an ein Batteriepack eines Elektrofahrzeugs und zum Durchführen einer Wartung an dem Batteriepack, umfassend: ein Vorrichtungsgehäuse; einen elektrischen Verbinder, der ausgebildet ist, um einen Verbinder des Batteriepacks zu verbinden; eine Steuerung in dem Gehäuse, die ausgebildet ist, um: einen Betrieb der Wartungsvorrichtung zu steuern; relative Spannungen zwischen elektrischen Anschlüssen des Verbinders des Batteriepacks zu messen; eine virtuelle Pin-Zuordnung der elektrischen Verbindungen basierend auf den Spannungen zu ermitteln; und eine Wartung an dem Batteriepack basierend auf der ermittelten virtuellen Pin-Zuordnung durchzuführen.
  14. Wartungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Wartung ein Vergleichen von Spannungen umfasst.
  15. Wartungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Wartung ein Laden des Batteriepacks umfasst.
  16. Wartungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Steuerung elektrische Verbindungen zu einem Temperatursensor basierend auf den gemessenen relativen Spannungen identifiziert.
  17. Wartungsvorrichtung nach Anspruch 16, umfassend eine Stromquelle, die ausgebildet ist, um dem Temperatursensor einen Strom zuzuführen, und umfassend einen Spannungssensor, der ausgebildet ist, um einen die Temperatur anzeigenden Spannungsabfall zu messen.
  18. Wartungsvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei der Temperatursensor angeordnet ist, um eine Temperatur des Batteriepacks zu erkennen.
  19. Wartungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, umfassend einen Schalter, der basierend auf den identifizierten elektrischen Verbindungen aktiviert wird.
  20. Wartungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Schalter den Temperatursensor mit einer Stromquelle koppelt.
  21. Wartungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, umfassend einen Infrarotsensor, der ausgebildet ist, um eine Temperatur des Batteriepacks zu messen.
  22. Die Wartungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, wobei der Verbinder ein Kabel umfasst, das einen Speicher enthält, der das Kabel identifiziert.
  23. Wartungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Steuerung ausgebildet ist, um eine Eingabe zu empfangen, die einen Typ des Batteriepacks angibt.
  24. Wartungsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Steuerung ein falsches Kabel identifiziert, das verwendet wird, um das Batteriepack basierend auf der Eingabe und den gemessenen Spannungen zu verbinden.
  25. Wartungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, umfassend eine Kommunikationsschaltung, die ausgebildet ist, um mit einem Datenbus des Elektrofahrzeugs zu koppeln.
  26. Wartungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, umfassend eine Kommunikationsschaltung, die ausgebildet ist, um mit einem Batteriepack des Elektrofahrzeugs zu koppeln.
DE102020216599.8A 2019-12-31 2020-12-30 Intelligente Modulschnittstelle für eine Batteriewartungsvorrichtung Pending DE102020216599A1 (de)

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US17/136,600 2020-12-29

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4178069A1 (de) * 2021-11-04 2023-05-10 TKR Spezialwerkzeuge GmbH Verfahren zum analysieren der kontaktbelegung eines kontaktelements eines zellmoduls für einen fahrzeugakku sowie modulladegerät mit einer diagnosefunktion der kontaktbelegung eines kontaktelements

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EP4178069A1 (de) * 2021-11-04 2023-05-10 TKR Spezialwerkzeuge GmbH Verfahren zum analysieren der kontaktbelegung eines kontaktelements eines zellmoduls für einen fahrzeugakku sowie modulladegerät mit einer diagnosefunktion der kontaktbelegung eines kontaktelements

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