[发明专利]电池系统和用于在电池系统内进行数据传输的方法

说明书

本发明涉及一种用于在具有电池的电池系统(10)内进行数据传输的方法，所述电池包括多个通过单元连接器(20)彼此电连接的电池单元(12)，以便在电池的端子(16)处提供能量，其中，至少几个电池单元(12)、控制器(18、19)或执行器单元配设有通信单元(24、26)。在此规定，所述通信单元(24、26)的通信的至少一部分通过所述单元连接器(20)进行并且多维地进行。还提出了一种电池系统(10)和具有这种电池系统(10)的机动车。

技术领域

本发明涉及一种用于在具有电池的电池系统内进行数据传输的方法，所述电池包括多个通过单元连接器彼此电连接的电池单元、尤其是电池单池，以便在电池的端子处提供能量。

本发明还涉及这种电池系统和具有这种电池系统的机动车。

背景技术

对于将来的电动汽车和混合动力汽车、尤其是对于电动两轮车、电动机动车和具有混合驱动装置的定线公共汽车而言，在锂-离子-牵引用电池的结构内可能会采用具有多个层级面的十分复杂的架构。为了将来可靠的设计，需要创新的方法，以便将复杂度分配到各个层面上。在功能层面上，这通过在不同的层级面上设置用于电池监视和电池控制的不同机构来实现，例如在单池层面上进行状态监视、在较高级的层面上进行电压控制和分布式地在不同的平面上进行电荷平衡(平衡)。

对于在控制器和各电池单池及必要时附加的功率开关和传感器之间的通信来说，根据功能情况对主要特征、如传输率和耐用性存在不同的要求，因而针对于牵引用电池的各层级面要考虑采用不同的方法。

US 2012/112685A公开了一种具有电池的电池系统，其中，各单池管理单元配设有通信单元，这些通信单元与主控制器无线地通信。

US 2010/019732A介绍了一种电池的电池控制系统，其中，为了控制电池电压，传感器控制器与主控制器无线地或通过线路彼此通信。

发明内容

对用于在具有电池的电池系统内进行数据传输的方法而言，所述电池包括多个通过单元连接器彼此电连接的电池单元，以便在电池的端子处提供能量，规定：至少几个电池单元、控制器和/或执行器单元配设有通信单元，并且通信单元的通信至少部分地通过单元连接器实现并且多维地实现。

多维的通信在此指的是，发送的信号在多个接收路径上从发送装置传输给接收装置。在此，例如可以在同一时间以相同的频率发送和/或接收多个信号状态(符号)。相比于一维的传输，在多维传输中有利地要么可以在相同的频率范围内以近乎相同的接收质量传输多个数据(多输入多输出(MIMO)法)，要么可以在相同数据传输率的情况下提高通信媒介的传输可靠性和可用性(分路-接收和空-时-编码(Space-Time-Coding))。

根据本发明所提出的至少部分地通过单元连接器进行的通信也称为供电线通信(电力线-通信)。在此优选地，将高频信号调制到供电线上。由于高频范围内有衰减效应，在低频范围内会由变换器引起干扰，所以在此考虑1-100MHz的典型的频率范围。使用的带宽主要通过所用的传输率来限定，并且根据应用情况优选地位于10kHz至10MHz的范围内，其中，可以采用扩频(例如借助于码扩频技术、尤其是直接序列扩频(DSSS))，以便利用较大的带宽以较低的数据传输率传输数据流。因此将利用已有的架构和已有的拓扑结构在任意的与此相关的通信单元之间进行数据传输。

特别是当至少几个单元连接器被构造为电流汇流排尤其是被构造为通常无恒定功率的大电流汇流排时，多维的通信是有利的。通过多维的通信，既可以考虑信号的传播衰减，又可以考虑信号的失真。

通信单元的信号输入通常借助于与单元连接器连接的第一接头和与另一单元连接器连接的第二接头来进行，以电流方向为基准，所述第一接头布置在电池单元、控制器或者执行器单元之一的前面，以电流方向为基准，所述第二接头布置在其后面。