DE102017011866A1 - Gateway for automotive batteries - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gateway (G) umfassend einen Master (1) mit einer Masterschnittstelle (1.1) sowie eine Mehrzahl von Slaves (3), die über einen internen Bus (4) mit dem Master (1) verbunden sind, wobei der Master (1) zur Übertragung von Daten und/oder Befehlen zwischen der Masterschnittstelle (1.1) und den Slaves (3) über den internen Bus (4) eingerichtet ist. Jeder Slave (3) ist zur Übertragung von Daten und/oder Befehlen über jeweils einen externen Controller Area Network (CAN) - Bus (6) an jeweils ein Fahrzeugbatteriesystem eingerichtet.The invention relates to a gateway (G) comprising a master (1) with a master interface (1.1) and a plurality of slaves (3) which are connected to the master (1) via an internal bus (4), wherein the master ( 1) is arranged for the transmission of data and / or commands between the master interface (1.1) and the slaves (3) via the internal bus (4). Each slave (3) is set up to transmit data and / or commands via an external controller area network (CAN) bus (6) to one vehicle battery system each.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gateway für die Zusammenschaltung einer Mehrzahl von Fahrzeugbatteriesystemen sowie einen stationären Energiespeicher umfassend eine Mehrzahl von mittels eines solchen Gateways verbundenen Fahrzeugbatteriesystemen und ein Verfahren zur Kopplung von Fahrzeugbatteriesystemen mit einem Wechselrichter.The invention relates to a gateway for the interconnection of a plurality of vehicle battery systems and a stationary energy storage device comprising a plurality of vehicle battery systems connected by means of such a gateway and a method for coupling vehicle battery systems with an inverter.
Aus dem Stand der Technik sind Batterie - Management - Systeme (BMS) zur Steuerung jeweils eines für die Versorgung eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie vorgesehenen Fahrzeugbatteriesystems bekannt, das eine Vielzahl unabhängiger Energiespeicher umfassen kann. Mittels eines solchen BMS werden Betriebsparameter der unabhängigen Energiespeicher, beispielsweise der Ladezustand, der Alterungszustand, die Temperatur, die Spannung am Energiespeicher, ein Ladestrom oder ein abgegebener Strom erfasst. Das BMS gewährleistet den sicheren Betrieb des Fahrzeugbatteriesystems, beispielsweise die Abschaltung bei Über- oder Unterspannung, bei Über- oder Untertemperatur, oder das Ausbalancieren der Ladezustände der unabhängigen Energiespeicher.The prior art discloses battery management systems (BMS) for controlling in each case a vehicle battery system provided for supplying a vehicle with electrical energy, which may comprise a large number of independent energy stores. By means of such a BMS operating parameters of the independent energy storage, such as the state of charge, the aging state, the temperature, the voltage at the energy storage, a charging current or a discharged current are detected. The BMS ensures the safe operation of the vehicle battery system, such as shutdown in case of over or under voltage, over or under temperature, or balancing the charge states of the independent energy storage.
Ferner sind Fahrzeugbatteriesysteme bekannt, deren BMS über je einen CAN - Bus ansteuerbar ist, wobei das BMS exemplarunabhängig über den gleichen CAN - Identifikator identifiziert wird. Derartige Fahrzeugbatteriesysteme können daher nicht gemeinsam in einem einzigen CAN - Bus betrieben werden.Furthermore, vehicle battery systems are known whose BMS can be controlled via a respective CAN bus, the BMS being identified independently of the example via the same CAN identifier. Such vehicle battery systems can therefore not be operated together in a single CAN bus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Gateway bereitzustellen, mit dem mehrere mittels CAN - Bus ansteuerbare Fahrzeugbatteriesysteme mit gleichen CAN - Identifikatoren ansteuerbar sind. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, einen stationären Energiespeicher anzugeben, der mehrere mittels eines Gateways verbundene Fahrzeugbatteriesysteme umfasst. Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Kopplung einer Mehrzahl von Fahrzeugbatteriesystemen mit mindestens einem Wechselrichter anzugeben.The invention is based on the object of providing a gateway with which a plurality of vehicle battery systems which can be controlled by means of CAN bus can be controlled with the same CAN identifiers. The invention is further based on the object of specifying a stationary energy storage device which comprises a plurality of vehicle battery systems connected by means of a gateway. In addition, the invention is based on the object of specifying a method for coupling a plurality of vehicle battery systems with at least one inverter.
Hinsichtlich des Gateways wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Gateway mit dem Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich des stationären Energiespeichers wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Energiespeicher mit dem Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.With regard to the gateway, the object is achieved by a gateway with the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein Gateway umfasst einen Master mit einer extern zugänglichen Masterschnittstelle sowie eine Mehrzahl von Slaves, die über einen internen Bus mit dem Master verbunden sind. Der Master ist zur Übertragung von Daten und/oder Befehlen zwischen der Masterschnittstelle und den Slaves über den internen Bus eingerichtet. Erfindungsgemäß ist jeder Slave zur Übertragung von Daten und/oder Befehlen über jeweils einen externen Controller Area Network (CAN) - Bus an jeweils ein Fahrzeugbatteriesystem eingerichtet.A gateway comprises a master with an externally accessible master interface and a plurality of slaves which are connected to the master via an internal bus. The master is set up to transfer data and / or commands between the master interface and the slaves via the internal bus. According to the invention, each slave is set up to transmit data and / or commands via an external controller area network (CAN) bus to a respective vehicle battery system.
Somit ist es möglich, mehrere, serienmäßig mit gleichen CAN - Identifikatoren ausgestattete Fahrzeugbatteriesysteme über eine einzige Masterschnittstelle anzusteuern.This makes it possible to control several vehicle battery systems equipped with the same CAN identifiers as standard via a single master interface.
In einer Ausführungsform umfasst ein Gateway zusätzlich mindestens eine Stromversorgungsleitung, die zur Verbindung des Masters und jedes Slaves mit einer Stromversorgungseinheit vorgesehen ist. Somit ist es möglich, die Slaves ohne eine zusätzliche Verkabelung zu versorgen. In einer Ausführungsform kann die Stromversorgungseinheit in den Master integriert sein.In one embodiment, a gateway additionally comprises at least one power supply line which is provided for connecting the master and each slave to a power supply unit. This makes it possible to supply the slaves without additional cabling. In one embodiment, the power supply unit may be integrated in the master.
In einer Ausführungsform sind der interne Bus und/oder die mindestens eine Stromversorgungsleitung entlang einer Backplane geführt. Eine Backplane kann als Leiterplatte, beispielsweise kompatibel zu einem Leiterplattenrack in einem standardisierten Rackmaß von beispielsweise 19 Zoll, ausgeführt sein. Mit einer solchen Ausführungsform können eine Vielzahl elektrischer Verbindungen zum Datenaustausch und/oder zur Stromversorgung zwischen dem Master und den Slaves ohne zusätzliche Leitungen bereitgestellt werden. Beispielsweise ist es möglich, zur Vergrößerung der Bandbreite des Datenaustauschs zwischen dem Master und den Slaves den internen Bus als Parallelschaltung einer Mehrzahl von Teilbussen auszubilden.In one embodiment, the internal bus and / or the at least one power supply line are routed along a backplane. A backplane can be designed as a printed circuit board, for example, compatible with a printed circuit board rack in a standardized rack size of, for example, 19 inches. With such an embodiment, a plurality of electrical connections for data exchange and / or power supply between the master and the slaves can be provided without additional lines. For example, to increase the bandwidth of the data exchange between the master and the slaves, it is possible to form the internal bus as a parallel connection of a plurality of subbusses.
Ein stationärer, insbesondere von einem Fahrzeug unabhängiger Energiespeicher umfasst eine Mehrzahl von Fahrzeugbatteriesystemen und ein Gateway, wobei jeweils ein Fahrzeugbatteriesystem mittels eines externen CAN - Busses mit jeweils einem Slave verbunden ist. Somit ist es möglich, aus standardisierten, serienmäßig verfügbaren Fahrzeugbatteriesystemen modular einen stationären Energiespeicher aufzubauen, welcher in einfacher Weise skaliert werden kann, beispielsweise auf eine erforderliche elektrische Speicherkapazität angepasst werden kann.A stationary, in particular of a vehicle independent energy storage comprises a plurality of vehicle battery systems and a gateway, wherein in each case a vehicle battery system is connected by means of an external CAN - bus, each with a slave. Thus, it is possible to modularly build a stationary energy storage from standardized, standard available vehicle battery systems, which can be scaled in a simple manner, for example, can be adapted to a required electrical storage capacity.
Bei einem Verfahren zur Kopplung einer Mehrzahl von Fahrzeugbatteriesystemen mit mindestens einem Wechselrichter mittels eines Gateway wird jeweils ein Fahrzeugbatteriesystem mittels eines externen CAN - Busses mit jeweils einem Slave verbunden. Die externe Masterschnittstelle wird mit dem Wechselrichter verbunden. Ein Slave simuliert gegenüber dem jeweils verbundenen Fahrzeugbatteriesystem das CAN - Schnittstellenverhalten eines Fahrzeugs. Über das Gateway werden Daten zwischen dem mindestens einen Wechselrichter und mindestens einem Fahrzeugbatteriesystem übertragen. Beispielsweise werden Betriebsparameter der einzelnen Fahrzeugbatteriesysteme von dem Master angefordert und gesammelt, optional verarbeitet und an den Wechselrichter übertragen. Somit ist es möglich, eine Vielzahl von Fahrzeugbatteriesystemen besonders effizient mit einem Wechselrichter zu betreiben. Beispielsweise können die Ladezustände und/oder die Ladezyklen einzelner Fahrzeugbatteriesysteme so gesteuert werden, dass eine besonders hohe Ladekapazität oder eine besonders langsame Alterung der Fahrzeugbatteriesysteme erzielt wird.In a method for coupling a plurality of vehicle battery systems with at least one inverter by means of a gateway, a vehicle battery system is in each case connected by means of an external CAN bus with one each Slave connected. The external master interface is connected to the inverter. A slave simulates the CAN interface behavior of a vehicle with respect to the respectively connected vehicle battery system. Data is transferred between the at least one inverter and at least one vehicle battery system via the gateway. For example, operating parameters of the individual vehicle battery systems are requested and collected by the master, optionally processed and transmitted to the inverter. Thus, it is possible to operate a plurality of vehicle battery systems particularly efficiently with an inverter. For example, the charging states and / or the charging cycles of individual vehicle battery systems can be controlled so that a particularly high charging capacity or a particularly slow aging of the vehicle battery systems is achieved.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:
-
1 schematisch ein Controller - Area - Network (CAN) Gateway für die Zusammenschaltung von Fahrzeugbatteriesystemen sowie -
2 schematisch eine Zusammenschaltung von Fahrzeugbatteriesystemen mittels eines CAN - Gateways.
-
1 schematically a Controller - Area - Network (CAN) Gateway for the interconnection of vehicle battery systems as well -
2 schematically an interconnection of vehicle battery systems by means of a CAN gateway.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Die Backplane
Mittels des internen Busses
Der Master
Jeder Slave
Ein solches Fahrzeugbatteriesystem
Jeder Slave
Von einer Peripherie
In analoger Weise erfolgt der Transport von Daten und/oder Antworten auf Befehle von den Slaves
Eine externe Stromversorgungseinheit
Die Zahl der an eine Backplane
Die Umsetzung des internen Busses
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Mastermaster
- 1.11.1
- MasterschnittstelleMaster interface
- 22
- Backplanebackplane
- 33
- Slaveslave
- 3.13.1
- SlaveschnittstelleSlave interface
- 44
- interner Businternal bus
- 55
- StromversorgungsleitungPower line
- 66
- externer CAN - Busexternal CAN bus
- 77
- FahrzeugbatteriesystemVehicle battery system
- 88th
- Peripherieperiphery
- 99
- Stromversorgungseinheit Power supply unit
- GG
- Gatewaygateway
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017011866.3A DE102017011866A1 (en) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Gateway for automotive batteries |
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| DE102017011866.3A DE102017011866A1 (en) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Gateway for automotive batteries |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE102017011866A1 true DE102017011866A1 (en) | 2018-07-12 |
Family
ID=62636506
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE102017011866.3A Withdrawn DE102017011866A1 (en) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Gateway for automotive batteries |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102017011866A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025007929A1 (en) * | 2023-07-05 | 2025-01-09 | 广州疆海科技有限公司 | Data communication method and apparatus, and computer device and computer-readable storage medium |
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2017
- 2017-12-21 DE DE102017011866.3A patent/DE102017011866A1/en not_active Withdrawn
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