DE102024206364B3

DE102024206364B3 - Device and method for monitoring a traction battery of an electric or hybrid vehicle

Info

Publication number: DE102024206364B3
Application number: DE102024206364.9A
Authority: DE
Inventors: Johannes Grau
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2024-07-05
Filing date: 2024-07-05
Publication date: 2025-12-31
Anticipated expiration: 2044-07-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Überwachung einer Traktionsbatterie (2) eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, wobei die Vorrichtung (1) mindestens eine Messeinheit (4) und eine Auswerte- und Steuereinheit (8) aufweist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (u8) derart ausgebildet ist, aus den Daten der mindestens einen Messeinheit (4) mindestens einen Parameter der Traktionsbatterie (2) und/oder von Batteriezellen (3) der Traktionsbatterie (2) zu erfassen oder zu ermitteln, wobei der mindestens eine Parameter mit mindestens einem Schwellwert verglichen wird, wobei die Vorrichtung (1) mindestens eine Sendeeinheit (9, 10) aufweist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (8) derart ausgebildet ist, dass bei einer Überschreitung des mindestens einen Schwellwertes mindestens Daten des Parameters an die mindestens eine Sendeeinheit (9, 10) übermittelt werden, wobei die Sendeeinheit (9, 10) derart ausgebildet ist, mindestens die übermittelten Daten des Parameters an eine externe Speichervorrichtung (16) zu senden, sowie ein Verfahren.
The invention relates to a device (1) for monitoring a traction battery (2) of an electric or hybrid vehicle, wherein the device (1) comprises at least one measuring unit (4) and an evaluation and control unit (8), wherein the evaluation and control unit (u8) is configured to detect or determine at least one parameter of the traction battery (2) and/or of battery cells (3) of the traction battery (2) from the data of the at least one measuring unit (4), wherein the at least one parameter is compared with at least one threshold value, wherein the device (1) comprises at least one transmitting unit (9, 10), wherein the evaluation and control unit (8) is configured such that, if the at least one threshold value is exceeded, at least data of the parameter are transmitted to the at least one transmitting unit (9, 10), wherein the transmitting unit (9, 10) is configured to send at least the transmitted data of the parameter to an external storage device (16), and a method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs.The invention relates to a device and a method for monitoring a traction battery of an electric or hybrid vehicle.

Traktionsbatterien bestehen typischerweise aus einer Vielzahl von Batteriezellen, die in Reihe sowie gegebenenfalls zusätzlich parallel verschaltet sind. Aufgrund der verwendeten Zelltechnologie ist es notwendig, diese zu überwachen. Beispielsweise nimmt der Innenwiderstand bei geringen Temperaturen zu, sodass der verfügbare Strom reduziert ist und der Wirkungsgrad sinkt. Andererseits dürfen die Batteriezellen auch nicht zu warm werden, was zu einer Zerstörung der Batteriezellen führen könnte und eine Kettenreaktion mit den benachbarten Batteriezellen auslösen könnte. So ist bekannt, die Temperatur der Batteriezellen durch Temperatursensoren direkt zu messen oder aber anhand von Temperaturwerten (z.B. der Außentemperatur) zu schätzen. Die Auswerte- und Steuereinheit kann dann die Steuerung anpassen, um die Batteriezellen in einem gewünschten Temperaturbereich zu halten und gegebenenfalls Warnungen erzeugen.Traction batteries typically consist of numerous battery cells connected in series and, if necessary, in parallel. Due to the cell technology used, monitoring is essential. For example, internal resistance increases at low temperatures, reducing the available current and decreasing efficiency. Conversely, the battery cells must not overheat, as this could lead to cell failure and trigger a chain reaction with neighboring cells. One method is to directly measure the battery cell temperature using temperature sensors or to estimate it based on temperature values (e.g., the ambient temperature). The evaluation and control unit can then adjust the system to maintain the battery cells within a desired temperature range and, if necessary, generate warnings.

Bei besonderen Fahrzeugzustandssituationen, z.B. nach einem Unfall, wird in der Regel im Nachhinein der Situationshergang rekonstruiert. Hilfreich sind hierbei alle Umgebungsdaten und Indizien mit direktem oder indirektem Einfluss auf den Fahrzustand und den Fahrzeugzustand. Im Fall von Fahrzeugunfällen können dies insbesondere die Fahrzustandsgrößen wie z.B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Querbeschleunigung und Gierrate sein. Ab 2024 soll die Aufzeichnung dieser Daten im zeitlichen Zusammenhang mit einer Unfallsituation verpflichtend eingeführt werden (Ereignisbezogene Datenspeicherung; UN-Regelung Nr. 160; EU-Verordnung Nr. 2019/2144 ).In specific vehicle condition situations, such as after an accident, the sequence of events is usually reconstructed retrospectively. All environmental data and indicators with a direct or indirect influence on the driving and vehicle conditions are helpful in this process. In the case of vehicle accidents, these can include, in particular, driving condition parameters such as vehicle speed, lateral acceleration, and yaw rate. From 2024, the recording of this data in temporal relation to an accident situation is to be made mandatory (event-related data storage; UN Regulation No. 160; EU Regulation No. 160). 2019/2144 ).

Hierzu sind bereits fahrzeuginterne Speichereinheiten vorgeschlagen worden, die in einem crashsicheren Gehäuse angeordnet sind und häufig als Black-Box bezeichnet werden.For this purpose, in-vehicle storage units have already been proposed, which are arranged in a crash-proof housing and are often referred to as a black box.

Eine ergänzende Möglichkeit ist in der US 8 160 764 B2 beschrieben. Dabei wird vorgeschlagen, dass ein in einem Unfall verwickeltes Fahrzeug zusätzlich Daten von anderen umliegenden Fahrzeugen sammelt. Die so gesammelten Daten werden dann mit Zeit- und Ortsangaben über eine Mobilfunkverbindung an eine zuständige Stelle (Polizei oder eine Verkehrszentrale) gesendet, damit diese schnell auf den Unfall reagieren kann. Sollte eine Mobilfunk- oder Satellitenverbindung nicht möglich sein, können die Daten auch an eine Verkehrsinfrastruktur mittels eines alternativen Übertragungsverfahrens übertragen werden, von wo aus diese dann an die zuständige Stelle weitergeleitet werden.An additional option is available in the US 8 160 764 B2 The system is described. It proposes that a vehicle involved in an accident collect additional data from other surrounding vehicles. This collected data, along with time and location information, is then transmitted via a mobile network to the responsible authority (police or traffic control center) so that they can react quickly to the accident. If a mobile or satellite connection is not possible, the data can also be transmitted to a traffic infrastructure using an alternative transmission method, from where it is then forwarded to the responsible authority.

Aus der DE 10 2010 001 006 A1 ist ein Verfahren zum Bereitstellen wenigstens einer Information über einen Unfall bekannt, an dem mindestens zwei Fahrzeuge beteiligt sind, bei dem der Unfall von zumindest einem Sensor mindestens eines der beteiligten Fahrzeuge registriert und an ein weiteres Fahrzeug übermittelt wird, was auch mittels einer C2C-Kommunikation erfolgen kann.From the DE 10 2010 001 006 A1 Is a method known for providing at least one piece of information about an accident involving at least two vehicles, in which the accident is registered by at least one sensor of at least one of the vehicles involved and transmitted to another vehicle, which can also be done by means of C2C communication?

Aus der DE 10 2010 028 996 A1 ist ein Verfahren zur Konfiguration einer Steuereinheit eines Fahrzeugs bekannt.From the DE 10 2010 028 996 A1 A method for configuring a vehicle control unit is known.

Aus der DE 10 2020 214 180 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln einer Zustandsgröße eines elektrischen Energiespeichers mit Hilfe eines Zustandsmodells basierend auf mindestens einen Verlauf mindestens einer Betriebsgröße bekannt, mit folgenden Schritten:

- Erfassen des mindestens einen Verlaufs der mindestens einen Betriebsgröße, die einen Betrieb des elektrischen Energiespeichers charakterisiert, mit einer vorgegebenen normalen Erfassungsfrequenz, wobei in einem Fehlerfall die Erfassungsfrequenz erhöht wird.

From the DE 10 2020 214 180 A1 A method for determining a state variable of an electrical energy storage device using a state model based on at least one curve of at least one operating variable is known, comprising the following steps:

- Recording the at least one curve of the at least one operating parameter that characterizes the operation of the electrical energy storage device, with a predetermined normal recording frequency, whereby the recording frequency is increased in the event of a fault.

Aus der US 2019/0 036 178 A1 ist eine Vorrichtung zur Überwachung einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs bekannt, wobei die Vorrichtung mindestens eine Messeinheit und eine Auswerte- und Steuereinheit aufweist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit derart ausgebildet ist, aus den Daten der mindestens einen Messeinheit mindestens einen Parameter der Traktionsbatterie und/oder von Batteriezellen der Traktionsbatterie zu erfassen oder zu ermitteln. Dabei wird der mindestens eine Parameter mit mindestens einem Schwellwert verglichen. Weiter wird dort offenbart, die Parameter an eine externe Speichereinrichtung zu übermitteln.From the US 2019/0 036 178 A1 A device for monitoring a traction battery of an electric or hybrid vehicle is known, wherein the device comprises at least one measuring unit and an evaluation and control unit, the evaluation and control unit being configured to acquire or determine at least one parameter of the traction battery and/or battery cells of the traction battery from the data of the at least one measuring unit. The at least one parameter is compared with at least one threshold value. It is further disclosed that the parameters are transmitted to an external storage device.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs zu schaffen, die in besonderen Fahrzeugsituationen aussagekräftigere Daten zur Verfügung stellen kann. Ein weiteres technisches Problem ist die Zurverfügungstellung eines geeigneten Verfahrens.The invention addresses the technical problem of creating a device for monitoring the traction battery of an electric or hybrid vehicle that can provide more meaningful data in specific vehicle situations. A further technical problem is the provision of a suitable method.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem is achieved by a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 8. Further advantageous embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

Die Vorrichtung zur Überwachung einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs weist mindestens eine Messeinheit und eine Auswerte- und Steuereinheit auf, wobei die Auswerte- und Steuereinheit derart ausgebildet ist, aus den Daten der mindestens einen Messeinheit mindestens einen Parameter der Traktionsbatterie und/oder von Batteriezellen der Traktionsbatterie zu erfassen oder zu ermitteln, wobei der mindestens eine Parameter mit mindestens einem Schwellwert verglichen wird. Weiter weist die Vorrichtung mindestens eine Sendeeinheit auf. Die Auswerte- und Steuereinheit ist derart ausgebildet, dass bei einer Überschreitung des mindestens einen Schwellwertes mindestens Daten des Parameters an die mindestens eine Sendeeinheit übermittelt werden, wobei die Sendeeinheit derart ausgebildet ist, mindestens die übermittelten Daten des Parameters an eine externe Speichervorrichtung zu senden. Weiter ist die Auswerte- und Steuereinheit derart ausgebildet, in Abhängigkeit der Überschreitung mindestens eines weiteren Schwellwertes mindestens eines Parameters oder in Abhängigkeit einer Klassifizierung einer Gefahrensituation aufgrund der Parameter einen Messzyklus (also wie häufig die Messwerte erfasst werden) der mindestens einen Messeinheit anzupassen und/oder einen Übertragungszyklus an die mindestens eine Sendeeinheit anzupassen, also wie häufig die Sendeeinheit Daten erhält.The device for monitoring a traction battery of an electric or hybrid vehicle comprises at least one measuring unit and one evaluation and control unit, wherein the evaluation- The device includes a control unit configured to acquire or determine at least one parameter of the traction battery and/or battery cells of the traction battery from the data of the at least one measuring unit, wherein the at least one parameter is compared with at least one threshold value. The device further comprises at least one transmitter unit. The evaluation and control unit is configured such that, if the at least one threshold value is exceeded, at least one parameter data is transmitted to the at least one transmitter unit, wherein the transmitter unit is configured to send at least the transmitted parameter data to an external storage device. Furthermore, the evaluation and control unit is configured to adjust a measurement cycle (i.e., how frequently the measured values are acquired) of the at least one measuring unit and/or a transmission cycle to the at least one transmitter unit (i.e., how frequently the transmitter unit receives data) depending on whether at least one further threshold value of at least one parameter is exceeded or depending on whether a hazardous situation is classified based on the parameters.

Hierdurch werden mehrere Vorteile erreicht. Bei der Ursachenermittlung beispielsweise eines Unfalls aufgrund eines Ausfalls und oder Störung der Traktionsbatterie sind die Daten unmittelbar vor dem Unfall allein gegebenenfalls nicht besonders aussagekräftig, wenn diese in eine Blackbox eingespeichert werden. Darüber hinaus besteht bei Unfällen, wo die Traktionsbatterie die Ursache ist oder in Mitleidenschaft gezogen wird, die Möglichkeit eines Fahrzeugbrands, der die Auswertung einer fahrzeuginternen Blackbox verhindert oder erschwert. Die Erfindung setzt nun da an, dass bei Überschreitung des mindestens einen Schwellwertes vorsorglich Daten des mindestens einen Parameters mittels der Sendeeinheit an die externe Speichereinrichtung übermittelt werden, sodass diese auch im Falle eines Fahrzeugbrandes für die Auswertung zur Verfügung stehen. Darüber hinaus kann die Festlegung des Schwellwertes und die Übermittlung der Daten derart ausgelegt werden, dass die Vermeidung kritischer Fahrzustände oder Fahrzeugzustände erfolgen kann. Die Vermeidung der kritischen Situation kann dabei sowohl mittels externer Einwirkung wie der örtlichen Verlagerung des Fahrzeugs an einen nicht kritischen Ort oder die fahrzeuginterne Reaktion wie z.B. der Steuerung der Energieaufnahme oder Energieabgabe erfolgen. Die externe Speichereinrichtung kann beispielsweise eine Cloud sein oder ein Server eines OEMs oder einer Behörde. Des Weiteren stehen mehr Daten zur Verfügung, sodass eine Ursachenforschung verbessert ist. Die Übermittlung der Daten kann dabei periodisch sein, sodass beispielsweise alle 10 Sekunden Daten des Parameters gesendet werden. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass der Übertragungszyklus angepasst wird. Wird beispielsweise ein weiterer Schwellwert überschritten, kann der zeitliche Abstand zwischen zwei Datenübertragungen verkürzt werden.This offers several advantages. For example, when determining the cause of an accident due to a failure or malfunction of the traction battery, the data immediately before the accident may not be particularly informative if stored in a black box. Furthermore, in accidents where the traction battery is the cause or is affected, there is a possibility of a vehicle fire, which would prevent or hinder the evaluation of data from an internal vehicle black box. The invention addresses this by proactively transmitting data of at least one parameter to the external storage device via the transmitter unit when at least one threshold is exceeded, ensuring that this data is available for evaluation even in the event of a vehicle fire. Moreover, the threshold setting and data transmission can be designed to prevent critical driving or vehicle conditions. This prevention can be achieved through external intervention, such as relocating the vehicle to a non-critical location, or through internal vehicle responses, such as controlling energy consumption or output. The external storage facility could be, for example, a cloud service or a server belonging to an OEM or government agency. Furthermore, more data is available, thus improving root cause analysis. Data transmission can be periodic, so that, for example, data for the parameter is sent every 10 seconds. The transmission cycle can also be adjusted. For instance, if another threshold is exceeded, the time interval between two data transmissions can be shortened.

In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Sendeeinheit als Mobilfunkschnittstelle und/oder als CAR2X-Schnittstelle ausgebildet. Vorzugsweise sind beide Sendeeinheiten vorhanden. Dabei kann vorgesehen sein, dass immer über beide Sendeeinheiten parallel (redundat) übertragen wird. Vorzugsweise wird jedoch im Normalfall über die Mobilfunkschnittstelle übertragen, wobei bei fehlender Netzabdeckung auf die CAR2X-Schnittstelle umgeschaltet wird. Dabei können die Daten an eine Infrastruktur (z.B. Road Side Unit RSU) übertragen werden und von dort an die externe Speichervorrichtung. Alternativ oder ergänzend können die Daten auch an andere Fahrzeuge übermittelt werden, die dann die Daten weiterleiten (z.B. an weitere Fahrzeuge oder eine RSU). Die anderen Fahrzeuge werden also als Zwischenspeicher bzw. Relaisstationen benutzt.In another embodiment, the at least one transmitting unit is configured as a mobile communication interface and/or as a CAR2X interface. Preferably, both transmitting units are present. It can be provided that transmission always occurs in parallel (redundantly) via both transmitting units. Preferably, however, transmission normally takes place via the mobile communication interface, switching to the CAR2X interface if network coverage is lacking. The data can then be transmitted to an infrastructure (e.g., a Road Side Unit, RSU) and from there to the external storage device. Alternatively or additionally, the data can also be transmitted to other vehicles, which then forward the data (e.g., to other vehicles or an RSU). The other vehicles are thus used as intermediate storage or relay stations.

In einer weiteren Ausführungsform werden die Daten verschlüsselt von der Sendeeinheit übertragen, sodass diese nur für Befugte zugänglich sind. Alternativ oder ergänzend können die Daten auch komprimiert werden.In another embodiment, the data is transmitted in encrypted form from the sending unit, so that it is only accessible to authorized persons. Alternatively or additionally, the data can also be compressed.

In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Sendeeinheit derart ausgebildet, eine Authentifikations-Information mit den Daten zu senden, sodass die externe Speichervorrichtung und/oder die Infrastruktur und/oder die anderen Fahrzeuge wissen, dass die Daten von einer vertrauenswürdigen Stelle kommen.In another embodiment, the at least one transmitting unit is designed to send authentication information with the data, so that the external storage device and/or the infrastructure and/or the other vehicles know that the data comes from a trusted source.

In einer weiteren Ausführungsform sind eine Vielzahl von Messeinheiten vorgesehen, wobei die Messeinheiten derart ausgebildet sind, Parameter zur Erfassung oder Ermittlung einer Temperatur der Batteriezellen und/oder eines Druckes der Batteriezelle und/oder einer Spannung der Batteriezellen und/oder eines Stromes der Traktionsbatterie zu erfassen. Insbesondere bei einem späteren Fahrzeugbrand ist die zeitliche Entwicklung der Temperatur von besonderer Wichtigkeit, um die Ursache zu ermitteln.In a further embodiment, a plurality of measuring units are provided, wherein the measuring units are configured to detect or determine parameters for recording or determining the temperature and/or pressure of the battery cells and/or the voltage of the battery cells and/or the current of the traction battery. Particularly in the event of a subsequent vehicle fire, the temporal development of the temperature is of special importance in order to determine the cause.

In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Sendeeinheit derart ausgebildet, zusätzlich zu den Parametern der Traktionsbatterie weitere Fahrzeugzustandsdaten an die externe Speichervorrichtung zu senden. Die weiteren Fahrzeugzustandsdaten sind beispielsweise Beschleunigungswerte eines Fahrzeugaufbaus, die für die Fehlersuche von Interesse sein können. Beispielsweise kann eine große Vertikalbeschleunigung die Ursache für eine mechanische Beschädigung der Traktionsbatterie sein. Des Weiteren können auch Daten von anderen Einheiten wie beispielsweise Antriebs-, Brems- und/oder Lenkeinheiten übermittelt werden.In another embodiment, the at least one transmitting unit is configured to send additional vehicle status data to the external storage device, in addition to the traction battery parameters. This additional vehicle status data includes, for example, acceleration values of a vehicle body, which may be of interest for troubleshooting. For example, a high vertical acceleration can indicate The cause could be mechanical damage to the traction battery. Furthermore, data from other units, such as drive, brake, and/or steering units, can also be transmitted.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens eine interne Speichereinheit auf, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass Daten des mindestens einen Parameters bei Überschreitung mindestens eines Schwellwertes in der internen Speichereinheit abgespeichert werden.In a further embodiment, the device has at least one internal storage unit, wherein the device is designed such that data of the at least one parameter are stored in the internal storage unit when at least one threshold value is exceeded.

Hinsichtlich der verfahrensgemäßen Ausgestaltung der Erfindung wird vollinhaltlich auf die vorangegangenen Ausführungen bezüglich der Vorrichtung Bezug genommen.With regard to the procedural design of the invention, full reference is made to the preceding statements concerning the device.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Überwachung einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs.The invention is explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. The single figure shows a schematic block diagram of a device for monitoring a traction battery of an electric or hybrid vehicle.

In der 1 ist stark schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 1 zur Überwachung einer Traktionsbatterie 2 dargestellt. Die Traktionsbatterie 2 weist eine Vielzahl von Batteriezellen 3 auf, die in Reihe geschaltet sind. Die Vorrichtung 1 weist eine Vielzahl von Messeinheiten 4 auf, die beispielsweise als Stromsensor 5, Temperatursensoren 6 und Spannungssensoren7 ausgebildet sind. Die Temperatursensoren 6 und Spannungssensoren 7 können dabei jeweils einer Batteriezelle 3 zugeordnet sein, wobei aus Übersichtsgründen dies nur für die oberste Batteriezelle 3 dargestellt ist. Weiter weist die Vorrichtung 1 eine Auswerte- und Steuereinheit 8 auf, die beispielsweise in einem Batteriemanagement-Steuergerät implementiert ist. Weiter weist die Vorrichtung 1 zwei Sendeeinheiten 9, 10 auf, wobei die erste Sendeeinheit 9 als Mobilfunkschnittstelle ausgebildet ist und die zweite Sendeeinheit 10 als CAR2X-Schnittstelle ausgebildet ist. Die Auswerte- und Steuereinheit 8 ist über ein Bussystem 11 mit den beiden Sendeeinheiten 9, 10 verbunden. Weiter weist die Vorrichtung 1 Zellcontroller 12 auf, die über ein weiteres Bussystem 13 mit der Auswerte- und Steuereinheit 8 verbunden sind. Mit dem Bussystem 11 sind weitere Fahrzeugsteuergeräte 14 sowie eine interne Speichereinheit 15 verbunden. Weiter ist eine externe Speichervorrichtung 16 vorgesehen sowie eine Infrastruktur 17, die beispielsweise aus einer Vielzahl von Road Side Units besteht. Die Infrastruktur 17 ist über ein Netzwerk 18 mit der externen Speichervorrichtung 16 verbunden. Das Netzwerk 18 kann beispielsweise ein leitungsgebundenes Netzwerk sein.In the 1 A highly schematic block diagram of a device 1 for monitoring a traction battery 2 is shown. The traction battery 2 has a plurality of battery cells 3 connected in series. The device 1 has a plurality of measuring units 4, which are configured, for example, as current sensors 5, temperature sensors 6, and voltage sensors 7. The temperature sensors 6 and voltage sensors 7 can each be assigned to a battery cell 3, although for clarity, this is only shown for the uppermost battery cell 3. Furthermore, the device 1 has an evaluation and control unit 8, which is implemented, for example, in a battery management control unit. The device 1 also has two transmitter units 9, 10, wherein the first transmitter unit 9 is configured as a mobile communication interface and the second transmitter unit 10 is configured as a CAR2X interface. The evaluation and control unit 8 is connected to the two transmitter units 9, 10 via a bus system 11. The device also includes cell controllers 12, which are connected to the evaluation and control unit 8 via another bus system 13. Further vehicle control units 14 and an internal storage unit 15 are connected to the bus system 11. An external storage device 16 and an infrastructure 17, which may consist of a large number of roadside units, are also provided. The infrastructure 17 is connected to the external storage device 16 via a network 18. The network 18 can, for example, be a wired network.

Die Zellcontroller 12 sind dabei Gruppen von Batteriezellen 3 zugeordnet und lesen die Daten der zugeordneten Messeinheiten 4 aus und übermitteln diese gegebenenfalls bereits aufbereiteten Daten an die Auswerte- und Steuereinheit 8. Die Auswerte- und Steuereinheit 8 wertet dann die Daten aus und übermittelt dann Verfügbarkeitsdaten an ein nicht dargestelltes Antriebssteuergerät. Weiter initiiert die Auswerte- und Steuereinheit 8 gegebenenfalls ein Zellenbalancing, um Spannungsunterschiede der Batteriezellen 3 auszugleichen.The cell controllers 12 are assigned to groups of battery cells 3 and read the data from the assigned measuring units 4, transmitting this data, possibly already processed, to the evaluation and control unit 8. The evaluation and control unit 8 then evaluates the data and transmits availability data to a drive control unit (not shown). Furthermore, the evaluation and control unit 8 may initiate cell balancing to compensate for voltage differences between the battery cells 3.

Erfasst nun beispielsweise die Auswerte- und Steuereinheit 8, dass die Temperatur einer Batteriezelle 3 einen Schwellwert überschreitet (z.B. >40° C), so kann die Auswerte- und Steuereinheit 8 dem Antriebssteuergerät beispielsweise mitteilen, dass weniger Leistung der Traktionsbatterie 2 entnommen werden soll, um die Batteriezelle 3 thermisch zu stabilisieren. Gleichzeitig wirkt die Überschreitung des Schwellwertes als Trigger, sodass die Auswerte- und Steuereinheit 8 Daten der Parameter der Traktionsbatterie 2 und der Batteriezellen 3 (also Temperatur, Spannung und Strom) an die Sendeeinheiten 9, 10 überträgt. Die Sendeeinheit 9 überträgt dann die Daten drahtlos über die Mobilfunkschnittstelle an die externe Speichervorrichtung 16, wo die Daten gespeichert werden. Vorzugsweise sind die Daten verschlüsselt und komprimiert. Dieser Vorgang wird zyklisch wiederholt, solange der Schwellwert überschritten wird. Wird dann ein weiterer Schwellwert überschritten (z.B. >60° C), so kann die Zykluszeit angepasst werden. Auch können die Messzyklen bzw. Messintervalle angepasst werden. Sollte es dann letztendlich zu einem Totalausfall kommen (z.B. die Traktionsbatterie fängt Feuer), sind alle relevanten Messdaten für eine spätere Rekonstruktion der Fehlerursache sicher in der externen Speichervorrichtung 16 gespeichert, selbst wenn auch die interne Speichereinheit 15 verbrennen sollte. In den Fällen, wo die Sendeeinheit 9 die Daten nicht übertragen kann (z.B. Funkloch, fehlende Netzabdeckung), wird auf die zweite Sendeeinheit 10 umgeschaltet, die dann mittels einer alternativen, kurzreichweitigen Kommunikation die Daten an die Infrastruktur 17 und/oder andere Fahrzeuge überträgt. Hierzu verwendet die zweite Sendeeinheit 10 beispielsweise eine WLAN- und/oder Bluetooth-Verbindung. Somit ist eine hohe Verfügbarkeit bei der Datenübertragung gewährleistet. Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Sendeeinheit 9 oder eine andere Steuereinheit Daten über eine Netzabdeckung hat, sodass die Umschaltung von der ersten Sendeeinheit 9 auf die zweite Sendeeinheit 10 bereits im Vorfeld erfolgen kann, also bevor das Fahrzeug in ein Funkloch fährt. Somit wird verhindert, dass eine begonnene Datenübertragung plötzlich im Funkloch zusammenbricht und dann über die zweite Sendeeinheit 10 wiederholt werden müsste.If, for example, the evaluation and control unit 8 detects that the temperature of a battery cell 3 exceeds a threshold (e.g., >40°C), the evaluation and control unit 8 can, for example, inform the drive control unit that less power should be drawn from the traction battery 2 in order to thermally stabilize battery cell 3. Simultaneously, exceeding the threshold acts as a trigger, causing the evaluation and control unit 8 to transmit data on the parameters of the traction battery 2 and the battery cells 3 (i.e., temperature, voltage, and current) to the transmitter units 9 and 10. The transmitter unit 9 then wirelessly transmits the data via the cellular interface to the external storage device 16, where the data is stored. Preferably, the data is encrypted and compressed. This process is repeated cyclically as long as the threshold is exceeded. If a further threshold is then exceeded (e.g., >60°C), the cycle time can be adjusted. The measurement cycles and intervals can also be adjusted. Should a total failure occur (e.g., the traction battery catches fire), all relevant measurement data for later reconstruction of the cause of the fault are securely stored in the external storage device 16, even if the internal storage unit 15 also burns out. In cases where the transmitter unit 9 cannot transmit the data (e.g., dead zone, lack of network coverage), the system switches to the second transmitter unit 10, which then transmits the data to the infrastructure 17 and/or other vehicles via an alternative, short-range communication method. For this purpose, the second transmitter unit 10 uses, for example, a WLAN and/or Bluetooth connection. This ensures high availability for data transmission. It can also be provided that the transmitter unit 9 or another control unit has network coverage data, so that the switchover from the first transmitter unit 9 to the second transmitter unit 10 can occur in advance, i.e., before the vehicle enters a dead zone. This prevents a data transmission that has already begun from suddenly breaking down in a dead zone and then having to be repeated via the second transmitting unit 10.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Vorrichtungdevice
22: TraktionsbatterieTraction battery
33: BatteriezelleBattery cell
44: MesseinheitUnit of measurement
55: StromsensorCurrent sensor
66: Temperatursensortemperature sensor
77: SpannungssensorVoltage sensor
88: Auswerte- und SteuereinheitEvaluation and control unit
99: erste Sendeeinheitfirst transmitting unit
1010: zweite Sendeeinheitsecond transmitter unit
1111: Bussystembus system
1212: ZellcontrollerCell controller
1313: Bussystembus system
1414: FahrzeugsteuergerätVehicle control unit
1515: interne Speichereinheitinternal storage unit
1616: externe Speichervorrichtungexternal storage device
1717: InfrastrukturInfrastructure
1818: Netzwerknetwork

Claims

Device (1) for monitoring a traction battery (2) of an electric or hybrid vehicle, wherein the device (1) comprises at least one measuring unit (4) and an evaluation and control unit (8), wherein the evaluation and control unit (8) is configured to detect or determine at least one parameter of the traction battery (2) and/or battery cells (3) of the traction battery (2) from the data of the at least one measuring unit (4), wherein the at least one parameter is compared with at least one threshold value, wherein the device (1) comprises at least one transmitting unit (9, 10), wherein the evaluation and control unit (8) is configured such that, if the at least one threshold value is exceeded, at least data of the parameter are transmitted to the at least one transmitting unit (9, 10), wherein the transmitting unit (9, 10) is configured to send at least the transmitted data of the parameter to an external storage device (16), wherein the evaluation and control unit (8) is configured is to adapt a measurement cycle of the at least one measuring unit (4) and/or a transmission cycle to the at least one transmitting unit (9, 10) depending on the exceedance of at least one further threshold value of at least one parameter or depending on a classification of a hazardous situation based on the parameters.

Device according to Claim 1 , characterized in that the at least one transmitting unit (9, 10) is designed as a mobile communication interface and/or as a CAR2X interface.

Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one transmitting unit (9, 10) is designed in such a way that the data is encrypted.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one transmitting unit (9, 10) is designed to send authentication information with the data.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of measuring units (4) are provided, wherein the measuring units (4) are designed to detect or determine parameters for detecting or determining a temperature of the battery cells (3) and/or a pressure of the battery cells (3) and/or a voltage of the battery cells (3) or a current of the traction battery (2).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one transmitting unit (9, 10) is designed to send further vehicle status data to the external storage device (16) in addition to the parameters of the traction battery (2).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device (1) has at least one internal storage unit (15), wherein the device (1) is designed such that data of the at least one parameter are stored in the internal storage unit (15) when at least one threshold value is exceeded.

Method for monitoring a traction battery (2) of an electric or hybrid vehicle, using at least one measuring unit (4) and an evaluation and control unit (8), wherein the evaluation and control unit (8) detects or determines at least one parameter of the traction battery (2) and/or battery cells (3) of the traction battery (2) from the data of the at least one measuring unit (4), wherein the at least one parameter is compared with at least one threshold value, wherein, if the at least one threshold value is exceeded, the evaluation and control unit (8) transmits at least data of the parameter to at least one transmitting unit (9, 10), which transmits at least the transmitted data of the parameter to an external storage device (16) sends, wherein the evaluation and control unit (8) adapts a measurement cycle of the at least one measuring unit (4) and/or a transmission cycle to the at least one transmitting unit (9, 10) depending on the exceedance of a further threshold value of at least one parameter or depending on a classification of a hazardous situation based on the parameters.

Procedure according to Claim 8 characterized by the fact that the data is sent via a mobile communication interface and/or a CAR2X interface.