用于监测和控制电池的系统，电池管理系统的制作方法

本发明涉及一种用于监测和控制具有多个电池单池的电池的系统。根据本发明的系统在此包括多个用于监测多个电池单池的单池监测电路和一用于监测和控制电池的电池控制单元。为了传输信号，单池监测电路和电池控制单元在此借助于中间件彼此串联。本发明还涉及一种电池管理系统和一种电池系统。

背景技术：

1、电池系统在固定和移动应用中的重要性与日俱增。作为相应的例子可以列举的是例如太阳能电力系统/应急电力系统或电动/混合动力车辆。

2、电池系统可以包括多个电池模块，它们分别具有多个电串联和/或并联的电池单池。为了监测和为了控制电池模块或者说电池单池，设置有电池管理系统。电池管理系统在此通常具有一个电池控制单元(batterie control unit,bcu)和多个单池监测电路(cellsupervisioncircuit,csc)，这些单池监测电路分别设置用于一个电池模块。电池管理系统的电池控制单元在此通常处于低压电网(lv)中，而单池监控电路通常处于高压电网(hv)中，因为单池监控电路与相应的有待监测的单池的电极处于直接的电接触中。为了消除低压电网中的电池控制单元与高压电网中的单池监测电路之间的电位差，两者之间的通信通常经由电隔离进行。

3、单池监测电路也可以经由所谓的利用菊花链原理的通信链路与电池控制单元连接。通常在此也需要在单池监测电路之间进行电隔离。

技术实现思路

1、提出一种用于监测和控制具有多个电池单池的电池的系统。该系统也可以是电池管理系统的一部分。电池单池在此优选被构造为锂离子单池且在电池之内彼此串联和/或并联。

2、该系统在此包括多个分别设置用于监测电池单池的单池监测电路和一设置用于监测和控制电池的电池控制单元。优选单池监测电路的构造相同。单池监测电路在此可以分别与多个传感器电连接，这些传感器用于探测一个个电池单池的数据，例如电压、电流和温度。用于探测一个个电池单池的数据的传感器也可以被构造为该系统的一部分。

3、为了传输信号，例如单池电压、单池电流和/或单池温度，单池监测电路和电池控制单元在此借助于中间件彼此串联。在此形成所谓的菊花链电路。中间件在此设置用于传输信号且用于形成通信链路，例如通信总线、比如can总线。

4、根据本发明，中间件为了联接单池监测电路和电池控制单元而分别与预先确定的参考电位电连接。

5、例如信号可以经由相应的单池监测电路的变压器进行传输。在此为了传输信号，在菊花链电路中相邻的单池监测电路的变压器经由中间件彼此电连接。该中间件可以例如借助于利用中间件连接的变压器之一的初级侧或次级侧的中心抽头与参考电位电连接。

6、优选单池监测电路和电池控制单元借助于中间件直接电联接。直接电连接在本发明的范围中被理解为没有电隔离的电连接。在最简单的情况下中间件可以分别仅包括用于传输信号的导线。

7、分别与中间件电连接的参考电位可以彼此不同。替选地，参考电位可以是相同的。

8、还提出一种电池管理系统，其包括根据本发明的用于监测和控制具有多个电池单池的电池的系统。

9、此外提出一种电池系统。该电池系统在此包括具有多个电池单池的电池。该电池系统还包括根据本发明的用于监测和控制具有多个电池单池的电池的系统或根据本发明的电池管理系统。

10、本发明还涉及一种车辆，其包括根据本发明的电池系统。

11、发明优点

12、在根据本发明的用于监测和控制电池的系统中，可以优化地设计电池系统的绝缘。

13、随着接上带有参考电位的中间件，菊花链回路上就有了参考电位或限定的电位。由此可以将单池监测电路的绝缘设计为纯功能性绝缘，而在电池控制单元上则可以按照标准来确保基本绝缘，该基本绝缘用于隔离低压电网和高压电网。

技术特征：

1.一种用于监测和控制具有多个电池单池的电池的系统(100)，包括多个用于监测所述电池单池的单池监测电路(10、20、30)和一用于监测和控制所述电池的电池控制单元(40)，其中，所述单池监测电路(10、20、30)和所述电池控制单元(40)借助于中间件(50)彼此串联，其特征在于，所述中间件(50)为了联接所述单池监测电路(10、20、30)和所述电池控制单元(40)而分别与预先确定的参考电位(18、28、38)电连接。

2.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述单池监测电路(10、20、30)和所述电池控制单元(40)借助于所述中间件(50)直接电联接。

3.根据权利要求1或2所述的系统(100)，其特征在于，分别与所述中间件(50)电连接的所述参考电位(18、28、38)彼此不同。

4.根据权利要求1或2所述的系统(100)，其特征在于，分别与所述中间件(50)电连接的所述参考电位(18、28、38)是相同的。

5.一种电池管理系统，包括根据权利要求1至4中任一项所述的用于监测和控制具有多个电池单池的电池的系统(100)。

6.一种电池系统，包括：具有多个电池单池的电池和根据权利要求1至4中任一项所述的用于监测和控制具有多个电池单池的电池的系统(100)或根据权利要求5所述的电池管理系统。

7.一种车辆，包括根据权利要求6所述的电池系统。

技术总结
本发明涉及一种用于监测和控制具有多个电池单池的电池的系统(100)。根据本发明的系统(100)在此包括多个用于监测多个电池单池的单池监测电路(10、20、30)和一用于监测和控制电池的电池控制单元(40)。为了传输信号，单池监测电路(10、20、30)和电池控制单元(40)在此借助于中间件(50)彼此串联。在此中间件(50)为了联接单池监测电路(10、20、30)和电池控制单元(40)而分别与预先确定的参考电位(18、28、38)电连接。

技术研发人员：C·齐瓦诺普洛斯,J·斯沃博达,P·凯默,T·巴拉巴斯
受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21