在将电池组构件用作天线的情况下通过电力线传输和无线电传输的电池组内部通信的制作方法

本发明涉及一种用于在电池组模块中在同时使用电力线传输和无线电传输的情况下在电池组电池的至少一个监控装置与电池组模块控制装置之间进行数据传输的方法。本发明还涉及一种电池组模块，所述电池组模块被设立为实施这种方法。

背景技术：

为了监控系统参数以及为了调节电池组模块中的电池组状态，需要在各个电池组电池的监控和控制电路与中央电池组模块控制装置之间进行通信。在传统的电池组中，针对该数据传输使用如下方法，所述方法使用电流绝缘的布线。

同样已经是现有技术的是，针对该数据传输使用如下方法，所述方法在电池组电池监控电路与中央控制装置之间不需要附加的布线。为此的公知的方法是电力线传输，其中电力线是如下电路径，通过所述电路径将来自源的电功率引导到耗电器。在此，电力线以其电特性（例如复阻抗）首先与从源到耗电器（例如从电池组到马达）的电功率传输的需求适配。

在其它公知的方法中，在电池组电池的监控装置与中央控制装置之间使用无线电传输。

技术实现要素：

公开了一种用于在一方面电池组模块的电池组电池的至少一个监控装置与另一方面电池组模块的中央控制装置之间进行数据传输的方法，其中将电力线传输与基于波传播的传输的组合用于数据传输。在此，为了信号耦合输出和信号耦合输入，将现有的电池组构件用于基于波传播的传输，而且这些电池组构件关于其几何形状和/或尺寸和/或材料特性与被选择用于传输的波长适配。

还公开了一种电池组模块，所述电池组模块被设立为实施这种用于在电池组模块的电池组电池的至少一个监控装置与电池组模块的控制装置之间进行数据传输的方法。

从属权利要求示出了本发明的优选的扩展方案。

在一个优选的实施方式中，波传播传输是无线电传输。

有利地，对于无线电传输来说所需的用于信号耦合输入的天线由电池组模块的构件组成，所述构件也被用于电力线传输。这例如是连接元件、比如连接导轨，通过所述连接元件，功率从电池组电池被引导到电池组的连接电极并且因此进一步被引导到耗电器。

进一步有利地，对于无线电传输来说所需的用于信号耦合输出的天线由电池组模块的构件组成，所述构件也被用于电力线传输。

在一个优选的实施方式中，使用相对于参考接地（Bezugsmasse）的信号耦合输出。

有利地，在无线电传输时，将直接辐射用于信号耦合输出。

在另一优选的实施方式中，有利地通过电容性耦合输出来进行相对于参考接地的信号耦合输出。

优选地，信号耦合输出和/或信号耦合输入通过被用作天线的电池组构件的造型来改善，其中被用作天线的电池组构件的几何形状和尺寸与被选择用于传输的波长λ例如按照λ/2或λ/4来适配。相反，同样可以是有利的是，使传输频率与要用作天线的电池组构件的所给定的几何形状和尺寸适配。

此外，有利地，将如下电器件添加到电路，所述电器件用于改善关于电路在被选择用于传输的频率下的谐振响应的调谐。

进一步有利的是：为了使要用作天线的电池组构件、比如电池组电池连接元件隔绝，使用对于被选择用于传输的无线电频率来说屏蔽作用小的材料，以便这样改善辐射响应。

进一步优选地，减小在电池组电池覆盖层与电池组模块外壳之间的间距，或者使该间距与被选择用于传输的波长适配。通过电池组模块和电池组模块外壳的区域的适当的造型的这些措施以及其它措施，可以优化在电池组模块中的无线电传播。

本发明的一个重要优点在于：在两个不同的路径上并行地传输数据，使得例如在一个信号路径失灵时或者在信号路径之一上的信号质量受损害时仍然可以确保在电池组电池的监控装置与中央电池组模块控制装置之间的通信。这样，通过附加的传输路径，可以相对于纯电力线传输显著降低易受干扰性。

此外，在优选的实施方式中，电池组模块还被设立为实施所公开的方法。

附图说明

随后，本发明的实施例参考随附的附图详细地予以描述。在附图中：

图1示出了在电池组模块之内的电池组电池的具有电力线传输的连接装置的示例性示意图；

图2示出了在电池组模块之内的电池组电池的具有无线电传输的连接装置的示例性示意图；

图3示出了在电池组模块之内的电池组电池的具有电力线传输和在电力线区段之间的无线电传输的连接装置的示例性示意图；

图4示出了在电池组模块之内的电池组电池的具有电力线传输和在电力线区段与电池组模块外壳部分之间的无线电传输的连接装置的示例性示意图；

图5示出了在电池组模块之内的电池组电池的具有电力线传输和利用用于信号耦合输出的电容性器件的无线电传输的连接装置的示例性示意图；

图6示出了在电池组模块之内的电池组电池的具有被中断的电力线传输和作为选择可能性的无线电传输的连接装置的示例性示意图。

具体实施方式

图1示出了电池组模块100的示意图，所述电池组模块100具有电池组模块外壳110、负极接线端子112和正极接线端子114。在电池组模块外壳110中，第一电池组电池120a以第一正接线端子122a和第一负接线端子124a来布置，第二电池组电池120b以第二正接线端子122b和第二负接线端子124b来布置，第三电池组电池120c以第三正接线端子122c和第三负接线端子124c来布置，而第四电池组电池120d以第四正接线端子122d和第四负接线端子124d来布置。在图1中的所示出的示例中，这些电池组电池彼此连接为使得第一电池组电池120a的第一正接线端子122a通过第一连接元件130a与第二电池组电池120b的第二负接线端子124b连接，第二电池组电池120b的第二正接线端子122b通过第二连接元件130b与第三电池组电池120c的第三负接线端子124c连接，而第三电池组电池120c的第三正接线端子122c通过第三连接元件130c与第四电池组电池120d的第四负接线端子124d连接。第一电池组电池120a的第一负接线端子124a通过第四连接元件130d与电池组模块100的负极接线端子112连接，而第四电池组电池120d的第四正接线端子122d通过第五连接元件130e与电池组模块100的正极接线端子114连接。连接元件130a, …, 130e例如可以是连接导轨。

如进一步从图1可见的那样，基本上将电功率从电池组电池120a, …, 120d传导到电池组电极112和114的连接元件130a, …, 130e同时也代表用于在电池组电池120a, …, 120d中的监控装置与中央电池组模块控制装置140之间的电力线传输150的电力线的区段。因此，借助于该电力线传输，中央电池组模块控制装置140可以与在电池组电池120a, …, 120d中的每个电池组电池中的监控装置交换数据。

图2示出了电池组模块200的示意图，所述电池组模块200类似于来自图1的电池组模块100那样来构造。因而，为了简洁起见，没有重复对所有一致的构件的描述。不同于来自图1的电池组模块100，在图2中的电池组模块200使用无线电传输252a、252b来在电池组电池120a, …, 120d中的监控装置与中央电池组模块控制装置140之间进行数据传输。为此，第一电池组电池120a具有第一发送/接收装置210a，第二电池组电池120b具有第二发送/接收装置210b，第三电池组电池120c具有第三发送/接收装置210c而第四电池组电池120d具有第四发送/接收装置210d。此外，中央电池组模块控制装置140还具有中央发送/接收装置220。因此，借助于该无线电传输252a、252b，中央电池组模块控制装置140可以与在电池组电池120a, …, 120d中的每个电池组电池中的监控装置交换数据。

图3示出了电池组模块300的示意图，所述电池组模块300类似于来自图1的电池组模块100那样来构造。因而，为了简洁起见，没有重复对所有一致的构件的描述。如从图3可见的那样，在电池组模块300中，将电力线传输150与无线电传输352的组合用于在电池组电池120a, …, 120d与中央电池组模块控制装置140之间的数据交换。在此，电力线传输150与在来自图1的电池组模块100中的那个电力线传输相同。

被调制到电力线上的功率的一部分由电力线的区段辐射并且由其它区段重新耦合输入。这尤其适用于在几何形状上大的对象，也就是说在以被选择用于传输的波长λ的量级的尺寸下的对象。也就是说例如针对：

λ = c/f，其中

c = 在介质中的光速（例如在真空中大约3e⁸m/s）以及

f = 频率，

在100MHz的示例频率的情况下得到约3m的波长。因此，例如通过电池组电池连接元件的蜿蜒曲折形的布置，可以实现在被选择用于传输的波长的范围内的电力线信号路径。例如针对λ/2或λ/4得到其它有利的几何尺寸。

为了无线电传输152，图3示例性地示出了通过第一电池组电池连接元件130a的直接辐射引起的信号耦合输出以及到第三电池组电池连接元件130c中的信号耦合输入。

图4示出了电池组模块400的示意图，所述电池组模块400类似于来自图1的电池组模块100那样来构造。因而，为了简洁起见，没有重复对所有一致的构件的描述。如从图4可见的那样，在电池组模块400中，在使用参考接地460的情况下将电力线传输150与无线电传输452a、452b的组合用于在电池组电池120a, …, 120d与中央电池组模块控制装置140之间的数据交换。在此，电力线传输150与在来自图1的电池组模块100中的那个电力线传输相同。在所示出的示例中，参考接地460与电池组模块外壳110连接。为了无线电传输452a、452b，图4示例性地示出了通过从第一电池组电池连接元件130a到电池组模块外壳110中和从电池组模块外壳110到电池组电池连接元件130c中的直接辐射引起的信号耦合输出。在该实施方式中，电池组模块外壳110的反射特性可以起正面作用地被用于无线电传输。

图5示出了电池组模块500的示意图，所述电池组模块500类似于来自图4的电池组模块400那样来构造。因而，为了简洁起见，没有重复对所有一致的构件的描述。如从图5可见的那样，在电池组模块500中，在使用参考接地160的情况下将电力线传输150与无线电传输452b的组合用于在电池组电池120a, …, 120d与中央电池组模块控制装置140之间的数据交换。在此，电力线传输150与在来自图1的电池组模块100中的那个电力线传输相同。在所示出的示例中，参考接地160与电池组模块外壳110连接。图5示例性地示出了从第一电池组电池连接元件130a经由通过电容510的电容性耦合到电池组模块外壳110中的信号耦合输出，所述电容510布置在第一电池组电池连接元件130a与电池组模块外壳110之间。电池组模块外壳110将所要传输的信号辐射到其它位置上，使得该信号可以由电池组电池连接元件130c重新耦合输入。

图6示出了电池组模块600的示意图，所述电池组模块600类似于来自图3的电池组模块300那样来构造。因而，为了简洁起见，没有重复对所有一致的构件的描述。如从图6可见的那样，在电池组模块600中，将电力线传输150与无线电传输352的组合用于在电池组电池120a, …, 120d与中央电池组模块控制装置140之间的数据交换。如进一步从图6可见的那样，在第二电池组电池120b与第三电池组电池120c之间的电池组电池连接元件130b中断，使得电力线信号路径150中断。这种中断例如可能由于腐蚀而形成。在图6中所示出的示例中，第一电池组电池连接元件130a也直接辐射所要传输的信号，而且该信号可以由第三电池组电池连接元件130c重新耦合输入。由此，尽管电力线信号路径150中断，仍可能维持在所有电池组电池120a, …, 120d与中央电池组模块控制装置140之间的数据交换。

特此，为了进一步公开本发明，除了在上文的文字形式的公开内容之外，补充性地参阅在图1至6中的图示。