Die vorliegende Erfindung betri f ft eine Kontrollvorrichtung für ein Batteriesystem, das eine Anzahl von Speicherzellen und/oder Modulen aufweist , die mit einem Steuergerät und auch miteinander verschaltet sind .

Aktuell finden Batteriesysteme mit immer größer werdenden Stückzahlen Einzug in den Markt für Antriebe , insbesondere für moderne Automobile vom Personen- bis zum Nutz- bzw . Lastfahrzeug, aber auch in stationären Anwendungen . Aus dem Stand der Technik ist dabei bekannt , dass die Batteriesysteme aufgrund sehr unterschiedlicher Anforderungen an ihre elektrische Leistung sehr verschieden auf der Basis elementarer Batteriezellen aufgebaut sind . Um bei einem neuen Anwendungs fall eine komplette Neukonstruktion zu vermeiden, wurden skalierbare HV- Batterien entwickelt , für die in den letzten Jahren einige Cell-to-Pack Technologien, kurz CTP, als Mittel auch zur Optimierung der Leistungsdichte eines Batteriepacks vorgeschlagen wurden . Dieser Trend wird durch einen Cell-to-Chass is Ansatz kurz CTC, fortgesetzt werden, bei denen Batterie-Zellen in einem Chassis direkt statt in einem Fahrzeugboden in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind . Hierdurch entfal len zumindest teilweise schwere Gehäuse und Untergehäuse für eine Zusammenfassung elementarer Batteriezellen in Module , so dass in den gleichen Bauraum vergleichsweise mehr Batterie- Zellen mit einer entsprechenden Verschaltung passen . Durch die genannten Ansätze wachsen die Batteriemodule zu sog . Packs heran, wobei auch eine Anzahl von Hochvolt-Komponenten, wie z . B . Schütze , für ein aus mehreren Packs bestehendes Batteriesystem optimiert und damit insgesamt deutlich gesenkt werden . Die vorliegende Erfindung hat das Ziel , Nachteile durch eine Kontrollvorrichtung in einem Batteriesystem der genannten Art zu mildern, die sich im Rahmen der vorstehend ski z z ierten Technologietrends insbesondere hinsichtlich einer Steuergerätearchitektur bzw . deren Komplexität ergeben .

Aktuell ist eine Überwachung der Zellen in einem Pack z . B . über einen CAN-Bus realisiert , wie auch eine Anbindung eines Pack-Controllers mit einem Batteriemanagementsystem BMS über einen CAN-Bus geregelt ist . Eine bekannte Steuergerätearchitektur und Steuergeräte-Kommunikation tragen damit prinzipielle Nachteile in sich, die einer freien Skalierbarkeit sowie einer starken Vergrößerung eines Packs hinsichtlich einer Anzahl darin enthaltender elementarer Speicherzellen technische Grenzen setzt . Bei sehr hohen Anzahlen von Speicherzellen innerhalb eines Batteriesystems müssen Abtastraten der Zellsensorik zunehmend gedrosselt werden, um einen Datenverkehr der Steuergeräte-Kommunikation überhaupt noch bewältigen zu können . Damit sinkt zwangsläufig eine Genauigkeit von Algorithmen zur Bestimmung eines j eweiligen Zell zustands .

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 dadurch gelöst , dass innerhalb des Batteriesystems Untergruppen von miteinander verschalteten Speicherzellen und/oder Modulen vorgesehen sind, j ede Untergruppe j eweils einen Mikro-Master aufweist , an den alle Zell- überwachungsschaltkreise der betref fenden Untergruppe angeschlossen sind und j eder Zellüberwachungsschaltkrei s CSC zur Auswertung von Zellspannungen und Temperaturen durch angeschlossene Sensoren j e Speicherzelle ausgebildet ist, wobei diese Zellüberwachungsschaltkreise CSC zum Versand der Uberwa- chungsdaten an einen Mikro-Master ausgebildet sind und j eder Mikro-Master zur Auswertung und Filterung aller Auswertungsdaten der angeschlossenen Zellüberwachungsschaltkreise CSC ausgebildet ist . Zum Datentrans fer ist j eder Mikro-Master an ein Batteriemanagementsystem mit dem Steuergerät angeschlossen .

Ein erfindungsgemäßer Ansatz reduziert trotz hoher Abtastraten einer an j eder Zelle und/oder j edem Modul vorgesehenen Zellsensorik und einer damit fortlaufend genauen Überwachung eines j eden Zustands eine Datenmenge durch Auswertungen und Filterungen in den j eweiligen Mikro-Mastern von einer auf eine nachfolgende Stufe der Verschaltung bzw . Vernetzung auf ein j eweils erforderliches Maß , da nur noch relevante Informationen weitergegeben werden, also z . B . signi fikante Abweichungen von einem Durchschnittswert . Durch diese Vorverarbeitung der Datenmengen mit Auswertung und Filterung kann eine Gesamtzahl von elementaren Speicherzellen sogar bei Überwachung j eder Einzel-Zelle in einem Batteriesystem deutlich erhöht werden, ohne dass ein zugehöriges Batteriemanagementsystem BMS durch eine Datenflut überlastet werden würde . Diesem Ansatz folgend können vorteilhafterweise sehr große Batteriesysteme bei freier räumlicher Verteilung flexibel realisiert werden . Eine Aufteilung in eine Art von Untergruppen bei Vernetzung über Datenleitungen mit vorgeschalteter Filterung der Datenmengen über Mikro-Master dient einer Entzerrung und ermögl icht zudem eine weitgehend flexible Verschaltung dieser Untergruppen auch bei unterschiedlichen Größen zu einem in allen Betriebs zuständen zentral kontrollierten und gesteuerten Batteriesystem .

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche . Demnach sind die Zellüberwachungsschaltkreise als Slaves zum Versand der Überwachungsdaten über eine Datenleitung an den zugehörigen Mikro-Master ausgebildet . In einer Aus führungs form der Erfindung ist diese Datenleitung zwischen den Zellüberwachungsschaltkreisen zum Versand der Überwachungsdaten an den Mikro-Master als Ringleitung ausgebildet . Vorteilhafterweise ist diese Ringleitung bidirektional ausgebildet , so dass u . a . eine einfache Unterbrechung der Datenleitung nicht zu einem kompletten Aus fall der Datenweiterleitung führt .

Besonders bevorzugt ist , dass in einer Aus führungs form der Erfindung in j edem der Module eine Potentialtrennung der Daten- bzw . Busleitungen auf einer Niederspannungsebene gegenüber der Hochvolt-Ebene der j eweiligen Speicherzellen und deren Verschaltung verwirklicht ist . Vorzugsweise findet diese Trennung in den Zellüberwachungsschaltkreisen statt . Alternativ oder zusätzlich ist in einer Aus führungs form der Erfindung eine Isolationsbarriere zwischen der Hochvolt- und der Niedervolt- Ebene geschaf fen, die innerhalb der Mikro-Master liegt .

Während ein Zellüberwachungsschaltkreis CSC eine starre Mikroelektronik-Schaltung darstellt , der als Slave lediglich vorbestimmte Daten u . a . von Sensoren an oder in den elementaren Speicherzellen sammelt und weiterleitet , stellt ein Mikro-Master als Zwischenschicht eine vorteilhafterweise mit eigener Software ausgestattete Daten-vorverarbeitende Instanz dar, die in einer Kette der Datenweiterleitung von den Zellüberwachungsschaltkreisen CSCs zu dem Batteriemanagementsystem BMS als dem eigentlichen Steuergerät zwischengeschaltet ist . Damit sind neben dem Batteriemanagementsystem BMS mit oder in dem eigentlichen Steuergerät vorteilhafterweise auch die Mikro- Master update- fähig, vorzugsweise durch Einspielen einer aktualisierten Software von Extern . So ist die Kontrollvorrichtung erfindungsgemäß als eine über getrennte Ebenen hinweg quasi auf Unter- Instanzen verteilte Anzahl von miteinander verbundenen Einrichtungen der Signal- und Datenverarbeitung hierarchisch ausgebildet . Durch Einführung einer Zwischenebene mit Mikro-Master-Einheiten ist die Kontrollvorrichtung nun in einer Weise skalierbar und eine j eweilige Größe eines Batteriesystems anpassbar aufgebaut , wie es nach bekannten Ansätzen technisch nie realisierbar wäre . Auch kann so eine weitgehend freie Anzahl unterschiedlich aufgebauter Untergruppen durch die Kontrollvorrichtung verwaltet und überwacht werden, da j e ein Mikro-Master j e Untergruppe aus miteinander verschalteten Speicherzellen für eine elektrische Anpassung sowie eine Reduktion der Daten auf ein Mindestmaß vorgesehen ist . Bei den Speicherzellen kann es sich dabei um elementare Speicherzellen, oder auch um eine Gruppe fest verschalteter elementarer Speicherzellen handeln .

Vorteilhafter Weise ist die Datenleitung zum Versand der Uber- wachungsdaten an den Mikro-Master als bidirektionaler Ringbus ausgeführt . Bevorzugt ist hier ein zweiardiger Bus vorgesehen, der insbesondere als ungeschirmte Twisted Pair- bzw . UTP- Leitung ausgebildet ist .

In einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung findet auf der zweiardigen Datenleitung das isoSPI-Protokoll Anwendung . Hierdurch wird eine Potentialtrennung insbesondere in j edem der Module verwirklicht . Durch diese Potentialtrennung der Datenleitungen gegenüber der Hochvolt-Ebene werden al le Komponenten der Signalverarbeitung schützt . Diese Aus führungs form der Erfindung umfasst als vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung damit die Verwendung einer Master-Einheit , welche in Form des Batterie Management-Systems BMS vorfilterte Daten einer vorgeschalteten Ebene in Form j e eines Mikro-Masters j e Modul aus einer bestimmten Anzahl elektrischer Speicherzellen mit entsprechend reduzierter Datenrate auf einem robusten Bus zur Verarbeitung zugeführt bekommt .

In einer Aus führungs form der Erfindung ist das Batteriemanagementsystem BMS als Bestandteil einer Hochvoltvertei lerbox über Stecker für Hochspannung und für Niederspannung mit mindestens einer Einheit von Speicherzellen verbunden . Bei mehreren Einheiten von Speicherzellen kann deren elektrische Verschaltung untereinander zur Darstellung einer vorgegebenen Spannungsebene bei einem Sollstrom als Mischung von Serien- und Parallelschaltungen beliebig ausgestaltet sein . Die Hochvoltverteilerbox ist stets über getrennte Anschlüsse bzw . Stecker für Hochvolt und Niedervolt an diese Verschaltung aus elementaren Speicherzellen auf der Hochvoltseite sowie eine Datenkommunikation auf Niedervoltseite angeschlossen . Diese Trennung über Stecker ermöglicht einerseits einen schnellen Austausch im Fall eines Defektes , andererseits aber auch einen Anschluss fast beliebiger Konfigurationen von Einheiten mit Variationen in Art , Aufbau und Verschaltung an die Hochvoltverteilerbox ohne Überlastung des Batteriemanagementsystems BMS durch eine zu hohe Datenmenge aus den j eweiligen Einheiten .

Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile erfindungsgemäßer Aus führungs formen unter Bezugnahme auf Aus führungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert . Darin zeigen in schematischer Darstellung :

Figur 1 : ein Diagramm eines Aus führungsbeispiels einer Kontrollvorrichtung für ein Batteriesystem;

Figur 2 : das Aus führungsbeispiel von Figur 1 in einer Abwandlung zur Erweiterung des Batteriesystems ;

Figur 3 : das Aus führungsbeispiel von Figur 2 in einer Abwandlung zur Darstellung einer weiteren Art der Erweiterung des Batteriesystems und

Figur 4 : eine alternative Darstellung eines Batteriesystems . Über die verschiedenen Abbildungen der Zeichnung hinweg werden für gleiche Elemente oder Verfahrensschritte stets die gleichen Bezugs zeichen verwendet . Ohne Beschränkung der Erfindung wird nachfolgend nur ein Einsatz von Aus führungsbei spielen der Erfindung vor dem Hintergrund eines Einsatzes in einem Perso- nen-Fahrzeug in Form eines Autos dargestellt und beschrieben . Es ist aber für den Fachmann of fensichtlich, dass in gleicher Weise auch eine Anpassung einer nachstehend beschriebenen Kontrollvorrichtung auf sonstige Fahrzeuge , wie Flugzeuge oder Schi f fe mit elektro-motorischem Antrieb, sowie auch auf stationäre Einsätze z . B . zur Stromversorgung möglich ist .

Nach dem Stand der Technik sind einer freien Skalierbarkeit von Batteriesystemen sowie einer starken Vergrößerung eines Packs hinsichtlich einer Anzahl darin enthaltender elementarer Speicherzellen u . a . auch durch bekannte Kontrollvorrichtungen technische Grenzen gesetzt . Bei einem Batteriesystem mit einer sehr hohen Anzahl von Speicherzellen müssen Abtastraten der Zellsensorik zunehmend gedrosselt werden, um einen Datenverkehr in einem Batteriemanagement-System überhaupt noch bewältigen zu können . Mit einer über eine steigende Anzahl von zu überwachenden Speicherzellen zwangsläufig reduzierten Abtastrate sinken prinzipiell auch Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Algorithmen, die auf Basis eben dieses Abtastdaten zur Bestimmung und Fortschreibung eines j eweiligen Zustands einer j eweiligen Zell verwendet werden . Die Basiswerte für Zellladezustand SOG und Zell-Alterung SOH werden fortschreitenden ungenauer .

Figur 1 stellt ein Diagramm eines Aus führungsbeispiels eines Batteriesystems 1 mit einer Kontrollvorrichtung 2 dar, das nun als Lösung des beschriebenen Problems sinkender Genauigkeit und Zuverlässigkeit einer Kontrollvorrichtung 2 zur Zellüberwachung bei immer größer werdenden Anzahlen von elementaren Zellen 3 oder Module Mod in einem Batteriesystem 1 beschrieben wird . Bei einer erfindungsgemäßen Lösung wird zugleich ein Entwicklungs- und Fertigungsaufwand auch bei Anpassung auf unterschiedlich auf gebaute und/oder dimens ionierte Batteriesysteme 1 gemindert .

Das Batteriesystem 1 weist an einer Hochvoltverteilerbox bzw . HVJB 4 nach außen hin getrennte Stecker eHV-Plug für Hochspannung HV und eLV-Plug für Niederspannung LV bzw . Datenleitungen auf . In der Hochvoltverteilerbox 4 sind neben einem auf der Niederspannungsebene LV betriebenen Batteriemanagement-System BMS , die mit analogen Ansteuerungen von Schützen MSW und der Verarbeitung der Werte eines Mess-Shunts SHN auch die Werte für Temperatur und Ladung von angeschlossenen elementaren Speicherzellen 4 über ein Bus-System verbunden ist , auch der Mess-Shunt SHN und Schütze MSW für beide Polaritäten der Hochspannungsebene untergebracht , sowie mindestens eine Sicherung F gegen eine elektrische Überlastung .

In diesem Aus führungsbeispiel ist die Hochvoltverteilerbox 4 über getrennte Stecker HV-Plug für Hochspannung HV und LV-Plug für Niederspannung LV über eine physikalische Grenze hinweg mit einer elektrischen Einheit 5 verbunden . Die Einheit 5 ist aus einer elektrischen Reihenschaltung aus hier exemplarisch acht Modulen Mod 1 bis Mod 8 gebildet . Diese der hier dargestellten Module Mod i können auch elementare Speicherzellen 4 sein, die j eweils über einen eigenen Zellüberwachungsschalt- kreis CSCi zur Bestimmung von Temperatur und Spannung eines betref fenden Moduls Mod i verfügen . Ein j eder Zellüberwachungs- schaltkreis CSC ist als unveränderlicher Schaltkrei s in Form eines Halbleiterchips ausgeführt und dient einer de finierten Sammlung vorgegebener Daten von daran angeschlossenen Sensoren, wie z . B . Spannung und Temperatur . Über einen Bus 6 werden diese Messdaten nun an einem Mikro-Master 7 als übergeordnetem Controller der Einheit 5 übermittelt , hier über einen ISO-SPI Bus . Der Bus 6 ist hier vereinfacht in einer Sternstruktur dargestellt , ist aber in der Realität als Ringbus ausgeführt , wie nachfolgend noch dargestellt . In dem Mikro-Master 7 werden diese Daten der acht Zellüberwachungsschaltkreise CSC1 - CSC8 dieser Einheit 5 mit dem Ziel einer Datenreduktion gefiltert und einer Konzentration auf wenige signi fikante oder wichtige Daten vorverarbeitet . Damit gelangen also nicht alle von den Zellüberwachungsschaltkreisen CSC1 - CSC8 ermittelten Daten aller Module der Einheit 5 über die über Stecker realisierte Niederspannungs-Schnittstelle aus der Einheit 5 über einen CAN- , K115- oder K130c-Bus hin zu einem Batteriemanagement- System BMS . Diese Vorverarbeitung und Filterung in dem Mikro- Master 7 führt zu einem deutlich reduzierten Datenaufkommen und einer stark gesenkten Belastung des Batteriemanagement- Systems BMS .

Ein Zellüberwachungsschaltkreis CSC stellt eine starre Schaltung dar, die lediglich vorbestimmte Daten u . a . von Sensoren sammelt und weiterleitet . Ein Mikro-Master 7 bildet hingegen eine vorverarbeitende Instanz mit eigener Software , die in einer Kette der Datenweiterleitung von den Zellüberwachungsschaltkreisen CSCi zu einem Batteriemanagementsystem BMS als dem eigentlichen Steuergerät innerhalb der Kontrollvorrichtung 2 zwischengeschaltet ist . Neben dem Batteriemanagementsystem BMS ist auch j eder Mikro-Master 7 update- fähig .

Durch den beschriebenen Aufbau sind beide Teile , al so Hoch- voltverteilerbox 4 und Einheit 5 , separate Einheiten, die über Stecker miteinander verbunden sind . Im Falle eines Defektes sind diese Teile damit voneinander unabhängig auch schnell austauschbar . Der eigentliche Vorteil dieses Aufbaus wird aber anhand der Abbildung von Figur 2 deutlich, die eine Abwandlung des Aus führungsbeispiels von Figur 1 zur Erweiterung des Batteriesystems 1 darstellt . Dazu ist an die zu Figur 1 beschriebene Hochvoltverteilerbox 4 j enseits einer durch eine gestrichelte Linie angedeuteten physikalischen Grenze eine Serienschaltung von hier exemplarisch zwei intern gleich aufgebauten Einheiten 5 über getrennte Stecker HV-Plug, LV-Plug für Hochspannung HV und Niederspannung LV bzw . Datenleitungen angeschlossen worden .

Innerhalb des Batteriesystems 1 bilden die Einheiten 5 Untergruppen von miteinander verschalteten Speicherzellen 3 oder in einem anderen Aus führungsbeispiel aus Modulen Mod, wobei j ede Untergruppe 5 j eweils einen Mikro-Master 7 zur Auswertung von Zellspannungen und Temperatur durch angeschlossene Sensoren aufweist , die an j eweiligen Zellüberwachungsschaltkreisen CSC angeschlossen sind . Der Mikro-Master 7 ist zur Auswertung und Filterung aller Daten der hier acht Zellüberwachungsschalt- kreise CSC ausgebildet und über eine Datenleitung 8 an ein Batteriemanagementsystem BMS angeschlossen . Eine Vorverarbeitung der j eweiligen Messdaten j eder CSC in den zugehörigen Mikro-Mastern 7 j eder der beiden Einheiten 5 führt hier durch eine Filterung mit Fokussierung auf Abweichungen oder sonstige vordefinierte Auf fälligkeiten j edoch vorteilhafterweise nicht zu einer Verdoppelung der Daten . Durch die Vorverarbeitung aller Messdaten werden an das Batteriemanagementsystem BMS in der weiterhin nur einen Kontrollvorrichtung 2 nur als relevant herausgefilterte und/oder vorverarbeitete Daten zur Bearbeitung weitergeleitet und damit eine deutlich reduzierte Datenmenge .

Figur 3 zeigt das Aus führungsbeispiel von Figur 2 in einer Abwandlung zur Darstellung einer weiteren Art der Erweiterung des Batteriesystems 1 . Hier ist an die zu Figur 1 beschriebene und unverändert beibehaltene Hochvoltverteilerbox 4 j enseits der physikalischen Grenze eine Parallelschaltung zweier Einheiten 5 über die getrennten Stecker HV-Plug, LV-Plug für Hochspannung HV und Niederspannung LV angeschlossen worden . Wiederum bietet die Vorverarbeitung der j eweiligen Messdaten j edes Zellüberwachungsschaltkreises CSC in den zugehörigen Mikro-Mastern 7 j eder der beiden Einheiten 5 zu keiner proportionalen Erhöhung des Datenaufkommens , das an das Batteriemanagementsystem BMS weitergeleitet und dort verarbeitet werden muss . Auch hier ist damit weiterhin nur ein Batteriemanagementsystem BMS als Mikro-Controller in der Kontrollvorrichtung 2 für das in beschriebener Art erweiterte Batteriesystem 1 erforderlich, was selbstverständlich auch für umfangreichere Erweiterungen sowie Mischungen aus seriellen und parallelen Verschaltungen von Einheiten 5 gilt . Die Einheiten 5 s ind dazu auch selber u . a . hinsichtlich einer Anzahl von Zellen 3 oder Module Mod unterschiedlich aufgebaut , so dass hier zum Optimierung einer Raumausnutzung neue Freiheitsgrade geschaf fen werden .

Figur 4 zeigt eine alternative Darstellung eines Batteriesystems 1 unter Betonung einer internen Struktur des Buses 8 mit einer skalierbaren Anzahl von Ringbus-Systemen 6 innerhalb der Kontrollvorrichtung 2 von dem Batteriemanagementsystem BMS bis zu einem j eweiligen Zellüberwachungsschaltkreis CSC einer elementaren Speicherzelle 3 hin in einer vereinfachten Darstellung . Daher bleibt in dieser Darstellung j ede Art der elektrischen Verschaltung der Module zur Bereitstellung einer vorbestimmten Spannungsebene sowie eines Stroms an externen Klemmen bzw . Polen des Batteriesystems 1 unberücksichtigt und aus Gründen der Übersichtlichkeit ausgeblendet .

In diesem Aus führungsbeispiel sind sechs elementare Zellen 3 mit einem Zellüberwachungsschaltkreis CSC zu j e einem Modul Mod verschaltet . Jeder Zellüberwachungsschaltkreis CSC beinhaltet eine I solationsschwelle zur Trennung von der Hochvoltebene HV von einer angrenzenden Niedervoltebene LV und ist j enseits dieser durch eine Strich-Punkt-Linie angedeuteten Isolationsschwelle als Slave mit zwei Ports Port A, Port B ausgebildet . An einen Mikro-Master 7 werden 36 Zellüberwa- chungsschaltkreise CSC mit einer zweiardigen Datenleitung zur Datenübertragung angeschlossen, die zur Erhöhung einer Ausfallsicherheit als bidirektionaler Ringbus 6 ausgeführt ist . Diese Anordnung bildet eine Untergruppe 5 . Auf Gründen der Übersichtlichkeit sind nur j eweils das erste und das letzte Modul Mod mit zugehörigem Zellüberwachungsschaltkreis CSC dargestellt . Die Mikro-Master 7 führen j eweils eine Fi lterung und Reduktion der von den j e 36 angeschlossenen Zellüberwachungs- schaltkreisen CSC kontinuierlich erhaltenen Sensordaten mit aktuellen Werten für Temperatur und Spannung durch .

Die Mikro-Master 7 sind quasi als Kopf ihrer j eweil igen Untergruppe 5 über eine ISO SPI-Datenleitung 8 an das Batteriemanagementsystem BMS angeschlossen . Der Einsatz von mehreren Mikro-Master 7 ermöglicht es , die Abtastrate der Sensorik in Form der Zellüberwachungsschaltkreise CSC hochzuhalten, da nachfolgend mehrere Mikro-Master 7 die vielen Datenpunkte vorfiltern und lediglich aggregierte Werte an das Batteriemanagementsystem BMS als System-Master übermitteln . Das Batteriemanagementsystem BMS verarbeitet nun nur noch aggregierte Werte in deutlich reduziertem Datenumfang, aber auf Basis einer sehr hohen Abtastung zahlreicher Messstellen . Daraus ergibt sich eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit der durch Algorithmen bestimmten j eweiligen Zell zustände sowie deren Fortschreibung .

In einem weiteren Aus führungsbeispiel ist die I solationsbarriere aus dem Bereich der Zellüberwachungsschaltkreise CSC hin in die Mikro-Master 7 verlagert . Das ist durch die dünnere Strich-Punkt-Linie L in Figur 4 angedeutet . Durch diesen Schritt wird eine benötigte Anzahl von Entkopplungselementen für die galvanische Trennung zwischen Hochvoltebene HV und Niedervoltebene LV deutlich gesenkt .

Eine Anpassung der Hochvoltverteilerbox 4 an eine geänderte Anzahl von Untergruppen 5 und/oder Änderungen innerhalb der Untergruppen 5 ist durch die Kopplung des Batteriemanagementsystems BMS an die Mirco-Master 7 über den Bus 8 nicht erforderlich . Eine Anzahl softwaretragender Komponenten ist auf die Mikro-Master 7 und das Batteriemanagementsystem BMS reduziert . Die Entwicklung sowie eine nachfolgende Administrierung sowie Pflege der beschriebenen Kontrollvorrichtung 2 wird durch eine proprietäre Software zum Einspielen von Updates der j eweiligen Software auf die genannten Komponenten erleichtert .

Bei flexibler Anpassbarkeit an beliebig in Untergruppen 5 aufgebaute Batteriesysteme 1 ist die beschriebene Kontrollvorrichtung 2 dadurch gekennzeichnet , dass keine Überlastung des Batteriemanagementsystems BMS durch eine zu hohe Datenmenge aus den j eweiligen Untergruppen 5 auftreten kann . Eine Vorverarbeitung durch den j e einen Mikro-Master 7 j e Untergruppe 5 wird eine ef fektive Reduzierung der zahlreichen Mes sdaten auf wesentliche Daten erzielt , die dann an das Batteriemanagementsystem BMS mit einem Steuergerät als Master pC zur Verarbeitung weitergeleitet werden .

Wie schon Eingangs dargestellt , so ist ein erfindungsgemäßer Ansatz auf ein Hochvolt-Batteriesystems 1 anwendbar , bei dem Untergruppen 5 von miteinander verschalteten Speicherzellen 4 und/oder aus einer Anzahl von Speicherzellen 4 auf gebauten Modulen Mod vorgesehen sind . Ohne wesentliche Änderungen ist die vorstehend beschriebene Architektur bei freier Wahl einer Verschaltung der Untergruppen 5 miteinander frei skalierbar . Die Funktionalität des Batteriemanagementsystems BMS der HVJB befindet sich außerhalb der miteinander verschalteten Untergruppen 5 und ist über Stecker HV-Plug, LV-Plug für Hochspannung und Niederspannung an die miteinander verschalteten Untergruppen 5 in einem modularen Aufbau angeschlossen .

Bezugs z ei chenl i s te

BMS Batterie Management-System

CSC Cell Supervision Circuit / Zellüberwachungsschalt- kreis eHV-Plug externer Stecker für Hochspannung an der HVJB eLV-Plug externer Stecker für Niederspannung an der HVJB

F Sicherung

Mod Modul

MSW Hochvolt-Schütz

SHN Shunt

HV Hochspannungsseite

HV-Plug Stecker für Hochspannung

L alternative I solationsbarriere

LV Niederspannungsseite

LV-Plug Stecker für Niederspannung

PRCH Precharge resistor / Vorladewiderstand Hochvolt-Batteriesystem Kontrollvorrichtung Batteriezelle / elementare Speicherzelle Hochvoltverteilerbox, HVJB Untergruppe / Einheit aus elektrisch miteinander ver- schalteten Speicherzellen 3 oder Modulen Mod j e mit CSC Ringbus Mikro-Master Bus