用于电能量存储器的可装配的监控装置、电能量存储器以及机动车的制作方法

本发明涉及一种用于监控电能量存储器的能量存储器部件的监控装置。本发明还涉及一种电能量存储器以及一种机动车。

背景技术：

1、本文关注于电能量存储器，其例如可以用作用于电气化机动车、即电动或混合动力车辆的牵引电池。这种电能量存储器通常具有多个能量存储器部件、例如能量存储器单体以及至少一个控制装置。为了监控能量存储器的能量存储器单体，从现有技术中已知在能量存储器单体和控制装置之间交换监控信号、例如控制信号和具有单体特定的特征参数的信息信号。为此通常将具有传感器和执行器的监控单元设置在能量存储器单体上。在监控单元和控制装置之间的信号传输在此例如可以有线地进行。但其缺点在于：用于在具有不同电位的监控单元与上级控制装置之间的信号传输的成本较高，以及在此使用的信号路径由于信号路径的与由信号路径检测的串联连接的能量存储器单体的数量的结构关联性而差异较大。靠近单体的监控单元的施加又导致在能量存储器生产中安装监控单元的成本较高。

技术实现思路

1、本发明的任务是提供一种能特别易于安装的用于电能量存储器的监控装置。

2、根据本发明，该任务通过具有根据相应独立权利要求的特征的监控装置、电能量存储器以及机动车来解决。本发明的有利实施方式是从属权利要求、说明书以及附图的技术方案。

3、根据本发明的用于监控电能量存储器的能量存储器部件的监控装置具有结构相同的电路段的规则的布置结构。从所述布置结构中可分离出具有电能量存储器所需数量的电路段的至少一个子布置结构，其中，监控装置为此具有一个柔性的电路载体，所述电路载体具有多个结构相同的通过分离位置连接的区段。每个电路段包括一个区段、一个用于监控至少一个能量存储器部件的监控单元、一个与监控单元电连接并且可与所述能量存储器部件的接触端子连接的接触单元和一个用于在监控单元和电能量存储器的控制装置之间传输特定于能量存储器部件的监控信号的通信单元。

4、本发明还涉及一种电能量存储器，其具有多个能量存储器部件、一个控制装置和根据本发明的监控装置的至少一个子布置结构，其中，所述接触单元与能量存储器部件的接触端子电连接且机械连接。能量存储器部件优选构造为能量存储器单体或由至少两个能量存储器单体形成的串联电路。电能量存储器例如可以用作用于电气化机动车的牵引电池。能量存储器的能量存储器单体尤其是构造为圆形单体。能量存储器单体可以连接成多个单体模块，每个单体模块可以具有由能量存储器单体形成的多个并联连接的串联电路。

5、此外，电能量存储器具有单体接触系统，该单体接触系统具有用于连接能量存储器单体的单体连接器。能量存储器单体分别具有两个单体极，它们与单体接触系统的单体连接器电连接。监控装置的所述至少一个子布置结构尤其是设置在单体接触系统上并且接触单元与相关的单体连接器连接以便监控能量存储单体或所述串联电路。

6、为了监控能量存储器部件，在此监控单元设置在能量存储器部件上并且与接触端子或感测触点电连接。在此尤其是对于能量存储器单体的每个串联电路，一个监控单元设置在串联电路的能量存储器单体之一上。每个监控单元在此可以具有至少一个用于能量存储器部件的传感器和/或执行器。传感器例如可以是电压传感器、温度传感器、电流传感器或类似传感器。传感器检测信息信号形式的监控信号，所述监控信号可以被传输给能量存储器的控制装置。执行器例如可以是荷电状态均衡元件，它们可以通过减少能量引起能量存储器单体的荷电状态均衡。为此控制装置例如可以生成控制信号形式的监控信号，这些监控信号可以被传输给监控单元的执行器。

7、在此监控单元尤其不是单独被施加在能量存储器单体或能量存储器单体串联电路上，而是被集成在一起，使得可以在一个施加步骤中将多个监控单元设置在多个能量存储器部件上。为此提供可装配的监控装置，所述监控装置具有多个结构相同的监控单元、多个结构相同的接触单元和多个结构相同的通信单元。它们设置在柔性的电路载体的可彼此分离的区段上，其中，每个区段设置有一个监控单元、一个接触单元和一个通信单元并且所述监控单元、接触单元和通信单元彼此电连接。每个如此装备的区段在此形成一个电路段。为了使监控装置适配于特定的能量存储器，可以从电路段的规则的重复的布置结构中分离出子布置结构，即单个的电路段或连贯的电路段组。

8、例如监控装置可以构造为可卷起的带，从该带中可分离出具有至少一个电路段的带条作为所述至少一个子布置结构。带条因此可以在互连的能量存储器部件上被引导并且被装配成，使得带条具有与待监控的能量存储器部件的数量匹配的数量的电路段。由于电路载体是柔性的，电路载体可以适配于布置面的轮廓，即例如在布置面的干扰轮廓上被引导。例如用于监控能量存储器单体的温度的区段良好导热地与能量存储器单体连接。为了监控单体电压，必要时也为了给监控单元供应能量，与监控单元电连接的接触单元与能量存储器单体的单体极或与单体接触系统的单体连接器电连接。通信单元于是可以将由传感器检测到的监控信号传输给控制装置或从控制装置接收用于操控执行器的监控信号。在通信单元和控制装置之间的信号传输在此基于通信协议进行，从而监控信号可以被分配给特定的电路段和因此被分配给特定的能量存储器部件。

9、在此可以规定，通信单元具有用于发射和/或接收声学和/或光学监控信号的至少一个通信元件，其可耦入到电能量存储器的与控制装置耦合的波导中和/或可从波导中耦出。因此，在电路段和控制装置之间的信号传输无线地进行。每个通信单元在此可以具有至少一个发射元件，例如用于发射光学信号的led和/或用于发射声学信号的扬声器，和至少一个接收元件，例如用于接收光学信号的光电二极管和/或用于接收声学信号的麦克风。

10、根据该实施方式，电能量存储器具有波导，该波导例如构造为一件式的模制件。所述一件式的模制件设计用于使至少两个能量存储器部件与控制装置无电位地耦合并且为此具有至少一个汇集通道和多个连接在该汇集通道上的与电路段的通信单元耦合的连接通道。所述模制件在此是预制件，其可以仅以一个安装步骤设置在能量存储器部件和控制装置上。在设置模制件时，各连接通道以耦入区域或耦出区域的形式设置在能量存储器部件的通信单元上并且所述至少一个汇集通道设置在该控制装置上。例如所述至少一个汇集通道和多个连接通道构成总线网络形式的传输网络。

11、证明有利的是，所述至少一个通信元件附加地构造为荷电状态均衡元件并且设计用于通过转换成光学和/或声学信号来减少能量存储器单体的多余能量以均衡相关的能量存储器单体的荷电状态。能量存储器单体的多余能量因此可以被使用用于运行相关的电路段的通信元件，该通信元件将多余的能量转换成光和/或声。

12、也可以规定，每个电路段的通信单元具有用于在电路段和控制装置之间传输电监控信号的至少一个电信号路径。所述至少一个电信号路径例如可以构造为导体电路，该导体电路从监控单元出发被引导至区段的相对的边缘，所述区段的分离位置位于该边缘处。在那里导体电路可以分别形成信号路径的接触面。

13、例如相邻电路段的信号路径可以在形成菊花链的情况下彼此电连接，其中，子布置结构的边缘侧的电路段的所述至少一个信号路径可与控制装置电连接。信号路径的接触面因此在分离位置处彼此邻接地设置，从而信号路径越过分离位置穿过(子)布置结构。设置在子布置结构的相对的边缘处的接触面形成用于所述至少一个电信号路径的端子，所述端子例如可以与控制装置和导线终端电连接。至少在中间连接有边缘侧的电路段的情况下与控制装置电连接的电路段的信号因此穿过由电路段形成的中间电路发送至控制装置。

14、此外，本发明还包括具有至少一个根据本发明的电能量存储器的机动车。所述能量存储器尤其是形成构造为电动或混合动力车辆的机动车的牵引电池。

15、关于根据本发明的监控装置提出的实施方式及其优点相应地适用于根据本发明的电能量存储器以及根据本发明的机动车。

16、本发明的其它特征由权利要求、附图和附图说明得出。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合、而且也可以以其它组合或单独地使用。