專利名稱：車輛的電儲能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配備有電驅(qū)動的車輛的電儲能系統(tǒng)，該電儲能系統(tǒng)包括多個電組件和數(shù)據(jù)傳輸線路以用于傳輸來自和/或去往所述組件中的至少一個的數(shù)據(jù)信號。
背景技術(shù)：
車輛尤其可以是所謂的混合動力車輛或電動車輛，其可以完全或部分地通過電能驅(qū)動。混合動力車輛通常具有內(nèi)燃機(例如汽油機或柴油機)、至少一個電機(例如三相交流電動機)和一個或多個電儲能器(例如鉛電池組、雙層電容器、鎳金屬混合電池、鎳/鋅電池或者鋰離子電池等)。
與此相對地，純電動車輛為了驅(qū)動僅僅具有一個或多個電機。一種特殊類型的電動車輛具有用于液體或氣態(tài)能量載體(例如氫氣)的儲罐、從所述能量載體供電的用于能量轉(zhuǎn)化的燃料電池裝置以及電儲能器。混合動力車輛的電機大多被實施成起動機/發(fā)電機和/或電驅(qū)動。作為起動機/發(fā)電機，所述電機替代了在具有內(nèi)燃機的常規(guī)車輛中存在的起動電動機和發(fā)電機。在用作車輛的電驅(qū)動的情況下，附加的轉(zhuǎn)矩可以促進(jìn)電機對車輛的推動。在用作發(fā)電機的情況下，所述電機實現(xiàn)了剎車能的回收和車載電網(wǎng)供電。混合動力車輛和電動車輛這兩種車輛類型的共同點在于，必須提供和變換大量電能。電能流的控制通常借助于專門的電子設(shè)備進(jìn)行。該電子設(shè)備尤其是控制是否應(yīng)當(dāng)對電儲能器汲取或輸送能量以及對電儲能器汲取和輸送多少能量。通過從儲能器或從燃料電池汲取能量，可以為車輛提供驅(qū)動功率和/或向車載電網(wǎng)供電。能量輸送譬如在再生式剎車的情況下對剎車能的回收的范圍中用于存儲器的充電。在混合動力車輛的情況下還可能的是，由內(nèi)燃機來提供為了對電化學(xué)儲能器進(jìn)行充電所需的能量。在這樣的車輛的已知電儲能系統(tǒng)中，為了儲能系統(tǒng)的各個電組件之間的通信或數(shù)據(jù)傳輸通常使用電子通信總線(例如CAN總線)?？商娲鼗蚋郊拥?，也使用各個電信號線路或數(shù)據(jù)線路。因此，例如可以作為信號將電化學(xué)儲能器的多個電池組電池和/或靜電儲能器的多個雙層電容器(DLC)的各個電壓和/或各個溫度的經(jīng)編碼的測量值傳輸給控制設(shè)備(例如混合控制器或電池組模塊控制器)。尤其是在檢測儲能器系統(tǒng)區(qū)域中的測量參量時所要求的高測量精度要求通過總線系統(tǒng)或為此設(shè)置的電線路進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的抗干擾傳輸。但是由于在儲能系統(tǒng)區(qū)域中有可觀的電流流動，所述電流按照運行例如可能達(dá)到100A或更高并且與此相應(yīng)地也發(fā)生大的電流變化，因此電線路或電子通信總線及其通向相應(yīng)組件的接口要相應(yīng)高成本地來實施，尤其是以便避免數(shù)據(jù)信號(例如測量值)受到電磁干擾的影響
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，在運行安全性方面改進(jìn)開頭所述類型的電儲能系統(tǒng)。 根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過如下方式來解決數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備包括至少一個用于電磁輻射以進(jìn)行數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)膫鬏斅范?。這樣的傳輸路段例如尤其是可以被構(gòu)造成用于光學(xué)數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)墓獠▽?dǎo)?？商娲蚋郊拥?，還可以作為傳輸路段例如將分別具有相應(yīng)的信號源和接收機的光勢壘、光耦合器等等用于電/光轉(zhuǎn)換。術(shù)語“光波導(dǎo)”在狹義上是指一個或多個伸長的介質(zhì)的裝置，所述介質(zhì)適于傳播(以及由此傳輸)電磁波。因此，落入該術(shù)語范圍的例如尤其是一個或多個玻璃纖維、塑料纖維等等的裝置，所述玻璃纖維、塑料纖維等等在所使用的電磁波長范圍中是足夠透明的并且其中例如可以存在一定的波引導(dǎo)(例如通過全反射)。在將被設(shè)置用于傳輸電磁輻射的傳輸路段構(gòu)造成光勢壘、光耦合器等等時，這樣 的介質(zhì)是非必需的，或者該介質(zhì)可以由相關(guān)通信伙伴之間或發(fā)送機與接收機之間的空氣來形成。為描述簡單起見，在下文中不僅應(yīng)當(dāng)在上面的狹義上理解術(shù)語“光波導(dǎo)”和“光導(dǎo)技術(shù)”、而且應(yīng)當(dāng)在更寬的意義上將術(shù)語“光波導(dǎo)”和“光導(dǎo)技術(shù)”理解成光學(xué)傳輸路段或光學(xué)信號傳輸技術(shù)的同義詞。通過使用光導(dǎo)技術(shù)可能的是，在儲能系統(tǒng)中傳輸信號時實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸相對于電磁干擾的不敏感性，因為信號傳輸是以電磁方式(例如光學(xué))而不是以電方式進(jìn)行的。因此，該形式的數(shù)據(jù)信號傳輸與常規(guī)的電子總線系統(tǒng)相比是一種顯著更可靠的方式。由車輛的電儲能器和驅(qū)動系統(tǒng)的DC/DC和/或DC/AC轉(zhuǎn)換器造成的電磁干擾尤其是不對光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)成問題。電儲能系統(tǒng)尤其是可以用于純電動車輛(EV)或混合動力車輛(HEV)、包括所謂的插入式(Plug-in)混合動力車輛(PHEV)。儲能系統(tǒng)的電組件中至少一個可以是用于電能的存儲器組件，譬如上面已經(jīng)提到的類型之一的電化學(xué)或靜電儲能器。這樣的電池組可以被設(shè)計為具有100V以上、尤其是300V以上的標(biāo)稱電壓(在充電狀態(tài)下)和/或具有用于車輛驅(qū)動的100A以上(以及例如可能高于500A的短時峰值電流)的按照運行的電流負(fù)載能力。在這樣高的電池組電壓下，無論在電短路的危險方面還是例如對工廠人員的生命危險方面(如果可能觸摸帶電的電功率組件)，都導(dǎo)致對安全性的高要求。鑒于此，本發(fā)明所提供的特別優(yōu)點是，通過借助于光波導(dǎo)進(jìn)行無電勢的光學(xué)信號傳輸，可以提高高壓安全性并且降低人在處理儲能系統(tǒng)時的危險(例如在檢查和打開儲能系統(tǒng)的有缺陷的組件時)。每個根據(jù)本發(fā)明使用的光波導(dǎo)都例如可以通過插拔連接器與有關(guān)組件連接。本發(fā)明的特別優(yōu)點在該方面在于這樣的插拔連接相對于潮氣或冷凝水的較小的敏感性。在常見電池組或電池組模塊中，尤其是在所包含的電池組電池(例如鋰離子電池等等)按照要求被主動冷卻時常常出現(xiàn)冷凝水。但是冷凝水不妨礙光波導(dǎo)的插拔連接器區(qū)域中的光學(xué)信號傳輸質(zhì)量。在常規(guī)的電插拔連接器中，必須相應(yīng)地保護(hù)各個芯線以及整個插頭。此外，在常規(guī)的電插拔連接器中常常可能導(dǎo)致金屬線路部分的腐蝕。而在根據(jù)本發(fā)明使用的LWL插拔連接器中，一個插播連接器部分(例如插頭)中的LWL或各個LWL芯線與另一插拔連接器部分(例如插座)中的相應(yīng)設(shè)備之間的機械接觸不是對于無問題的數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹瓣P(guān)鍵的薄弱點”。此外，LWL插拔連接器可以比迄今為止所使用的電插拔連接器證明是顯著更緊湊的。這尤其是在光學(xué)數(shù)據(jù)信號傳輸串行地(即通過用于在一方向上傳輸數(shù)據(jù)的各個LWL芯線)進(jìn)行并且由此可以可觀地節(jié)省儲能系統(tǒng)中的安裝空間時成立。具有簡單插拔接觸的常規(guī)電插頭的附加問題是由于機械負(fù)載、如尤其是車輛運行期間的振動造成的磨損。由此常常隨著壽命而磨掉電接觸部的保護(hù)層，并且結(jié)合冷凝水可能產(chǎn)生腐蝕。這可能導(dǎo)致對所傳輸數(shù)據(jù)信號的影響或畸變直到通信中斷。但是在根據(jù)本發(fā)明通過LWL的例如光學(xué)信號傳輸中，缺少從金屬到金屬的過渡。LWL組件如電纜、插頭、插座等等可以由塑料或玻璃(優(yōu)選用于具有高通信速度的LWL)制成，由此可以排除腐蝕并且明顯降低通信或數(shù)據(jù)畸變。除了已經(jīng)提到的包含例如主動調(diào)溫設(shè)備(冷卻裝置和/或加熱裝置)的電池組或電池組模塊以外，電儲能系統(tǒng)的電組件也可以包括例如至少一個電流控制組件。這樣的電流控制組件尤其可以是開關(guān)元件、例如繼電器或晶體管。這樣的電流控制組件可以在儲能系統(tǒng)運行時例如控制來自或去往電池組的電流，并且可以通過一個或多個LWL(例如從混合控 制器或電池組模塊控制器)獲得相應(yīng)的控制信號。此外，電儲能系統(tǒng)的至少一個電組件可以是傳感器組件(或者一般為“測量參量檢測組件”)。因此，可以檢測測量參量(例如電壓、電流、溫度、濕度等等)并且將其作為光學(xué)數(shù)據(jù)信號通過至少一個LWL進(jìn)行傳輸。儲能系統(tǒng)的至少一個組件還可以是用于控制組件中的至少另一組件的控制組件。這樣的控制組件例如可以由已經(jīng)提到的混合控制器或電池組模塊控制器構(gòu)成。這樣的控制設(shè)備可以具有用于相應(yīng)數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)墓鈱W(xué)輸入端以及光學(xué)輸出端。在電儲能系統(tǒng)內(nèi)，也可以在結(jié)構(gòu)上合并前述組件類型的不同組件。例如，被設(shè)置用于儲能的電池組模塊可以具有本來的儲能器(例如電池組電池裝置)以及用于各個電池組電池的傳感器、例如電壓或溫度傳感器。根據(jù)本發(fā)明的例如借助于相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸線路進(jìn)行的電磁或光學(xué)數(shù)據(jù)信號傳輸可以單向或雙向地進(jìn)行。在此，所述數(shù)據(jù)可以串行(每方向僅僅一個LWL芯線)或者并行地(每方向多個LWL芯線)傳輸。 尤其是具有大量常規(guī)類型的電化學(xué)或靜電儲能器的儲能器中，用于測量運行參數(shù)如各個電壓和溫度的電纜束假定了顯著的規(guī)模。與之相聯(lián)系的是不可忽略的重量。而根據(jù)本發(fā)明使用譬如具有塑料纖維或玻璃纖維的LWL技術(shù)尤其是在串行數(shù)據(jù)信號傳輸時可以導(dǎo)致顯著的重量節(jié)省。超過一定長度并且盡管如此仍然將以高速度傳輸數(shù)據(jù)的常規(guī)的電總線系統(tǒng)常常使用所謂的LVDS (“低壓差分信令”)技術(shù)，但是這加倍了所需的電纜數(shù)目。根據(jù)本發(fā)明使用LWL技術(shù)尤其是在該應(yīng)用領(lǐng)域中的長信號路程的情況下使得不用高成本的傳輸類型。在一個實施方式中，數(shù)據(jù)傳輸線路包括具有至少一個光波導(dǎo)的光學(xué)環(huán)狀總線，其將儲能系統(tǒng)的多個組件彼此連接。因此，可以通過這樣的環(huán)狀總線在沒有質(zhì)量損失的情況下并且以足夠高的速度并且以非常高的電磁抵抗力在儲能系統(tǒng)的有關(guān)組件(和/或外部通信伙伴)之間交換數(shù)據(jù)信號。針對在本發(fā)明范圍中所使用的LWL的具體構(gòu)造，存在多種可能性，其中也可以有利地動用來自LWL技術(shù)領(lǐng)域的公知措施。LWL例如可以包含一個或多 個聚合物光纖。但是由于這樣的材料通常僅能耐受直至大約85°C的溫度，因此其在有關(guān)車輛的電機空間中的敷設(shè)僅僅有條件地被考慮。在塑料光波導(dǎo)的情況下，有限的彎曲半徑常常也成問題。在因此優(yōu)選的實施方式中，將LWL中的至少一個構(gòu)造成玻璃纖維LWL電纜。與塑料纖維相比，玻璃纖維的另一優(yōu)點在于，利用所述玻璃纖維通常更高的數(shù)據(jù)傳輸速率是可能的。尤其是在按照運行設(shè)置的高于每秒0. 5千兆位的數(shù)據(jù)傳輸速率的情況下，針對有關(guān)LWL優(yōu)選激光二極管或激光二極管裝置(用于多股LWL)作為光源。使用利用LWL技術(shù)的“板對板”插拔連接器也可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)使用，譬如用于建立儲能系統(tǒng)的不同電路載體或電路板之間的連接。在另一實施方式中規(guī)定將光波導(dǎo)中的至少一個與至少一個電導(dǎo)體相組合以用于電能傳輸和/或電數(shù)據(jù)傳輸。借助于這樣的“組合的光波導(dǎo)”，因此也可以有利地傳輸電功率或者可以對儲能組件進(jìn)行供電。一種可能的實現(xiàn)方式是使用一個或多個電線路形式的導(dǎo)電金屬(例如鋁、銅、銀、金等等)或者金屬合金，所述電線路包圍實際的LWL或與LWL相鄰地延伸。例如,用于能量供應(yīng)的電導(dǎo)體(或者由多個單個的導(dǎo)體構(gòu)成的電線路裝置)也可以用實際的LWL (—個或多個光纖)被包圍、例如被圍繞。此外，可以將電導(dǎo)體例如氣相噴鍍在LWL或其(一個或多個)纖維上。在所有所述的實施變型方案中，可以有利地設(shè)置附加的保護(hù)套或澆注體(例如由塑料制成)。由此隔離用于電壓或功率傳輸(例如供電)的金屬或金屬合金并且充分地保護(hù)所述金屬或金屬合金免受腐蝕。通過組合LWL和電導(dǎo)體，可以進(jìn)行分開的能量和數(shù)據(jù)信號傳輸?？梢酝ㄟ^使用LWL技術(shù)在沒有常規(guī)的電信號傳輸技術(shù)或接觸的開頭所提到問題的情況下傳輸數(shù)據(jù)信號。此外，基于該技術(shù)可能的是，節(jié)省空間和重量。解決通過LWL在儲能系統(tǒng)中除了傳輸信號還同時傳輸能量這一問題的另一可能性是使用氧化錫(IV)?？梢詮难趸a(IV)中容易地生產(chǎn)光學(xué)光波導(dǎo)，其中尤其是在例如用銦適當(dāng)?shù)負(fù)诫s時附加地實現(xiàn)電功率的傳輸。通過這種方式同時為電導(dǎo)體的光波導(dǎo)因此可以用于能量和信號傳輸，而不構(gòu)成光學(xué)信號傳輸?shù)膯栴}、例如腐蝕。這樣的“組合線路”的一個變型方案在于，在柔性的光學(xué)透明的電纜上使用由經(jīng)摻雜的例如以納米顆粒形式的氧化錫、例如氧化銦錫制成的導(dǎo)電涂層，以用于通過該涂層傳遞電能和光的信息。綜上所述，本發(fā)明在配備有電驅(qū)動的車輛的電儲能系統(tǒng)中實現(xiàn)了一種抗干擾的數(shù)據(jù)信號傳輸、以及必要時還有電功率的傳輸。在此，可以僅僅使用光學(xué)LWL和/或組合線路(電和光學(xué))。本發(fā)明尤其對于在混合動力車輛、包括插入式混合動力車輛或純電動車輛中的使用是令人感興趣的。通過應(yīng)用LWL技術(shù)或使用LWL插播連接器，可以構(gòu)造明顯更可靠的更輕的儲能系統(tǒng)，其中絕沒有由于電磁波造成的影響并且防止了數(shù)據(jù)傳輸連接區(qū)域中的不利的腐蝕。


下面根據(jù)實施例參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明。圖I示出配備有電驅(qū)動的車輛的電化學(xué)/靜電儲能系統(tǒng)；
圖2示出串行光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑? 圖3示出并行光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑? 圖4示出雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓獠▽?dǎo)插拔連接器；
圖5示出單向數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓獠▽?dǎo)插拔連接器；
圖6示出由一個光波導(dǎo)和多個電導(dǎo)體構(gòu)成的組合的截面圖； 圖7示出由多個光波導(dǎo)和一個電導(dǎo)體構(gòu)成的組合的截面圖；以及 圖8示出由一個光波導(dǎo)和一個電導(dǎo)體構(gòu)成的組合的截面圖。
具體實施例方式圖I示出配備有電動機12的電動車輛的電化學(xué)/靜電儲能系統(tǒng)10的示意性框圖。儲能系統(tǒng)10包括多個在下面詳細(xì)描述的電組件，其中該描述應(yīng)當(dāng)理解為僅僅是示例性的，并且這些組件的具體數(shù)目、類型和協(xié)作在實際中可以根據(jù)相應(yīng)的應(yīng)用情況被修改為不同于所示的實施例。所示儲能系統(tǒng)10的基本組件是電池組模塊和/或由雙層電容器(DLC)構(gòu)成的模塊14，其具有多個彼此連接的電池組電池和/或雙層電容器16、例如100個以上串聯(lián)的鋰離子電池等等。此外，電池組模塊14包含監(jiān)視設(shè)備18以用于監(jiān)視各個電池組電池16的狀態(tài)和作用能力(例如檢測電池電壓、電池溫度、電池組參數(shù)如“S0C”、“S0H”、“S0F”等等)并且必要時對電池組電池16中的單個采取措施(例如所謂的電池組電池/雙層電容器(DLC)-均衡
/平衡等等)。最后，還將用于測量電池組溫度的溫度傳感器20與電池組模塊14在結(jié)構(gòu)上合并
在一起。組件“監(jiān)視設(shè)備18”和“溫度傳感器20”因此在一定程度上構(gòu)成儲能系統(tǒng)10的更大組件“電池組模塊/雙層電容器模塊14”的子組件。電池組模塊/雙層電容器模塊14、更確切而言其監(jiān)視設(shè)備18及其溫度傳感器20通過線路22或24與電池組模塊控制單元(“模塊控制器”)26保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸連接。該控制單元26監(jiān)視和控制系統(tǒng)10的其他組件的功能，并且通過供電線路28-1和28-2被供應(yīng)運行電壓(例如來自低壓車載電網(wǎng)的14V)。通過線路22可以將例如與各個電池電壓和/或DLC電壓和/或單位溫度和/或DLC溫度等等有關(guān)的數(shù)據(jù)信號從監(jiān)視設(shè)備18傳輸給控制單元26。通過線路24可以將表示電池組溫度和/或DLC溫度的數(shù)據(jù)信號傳輸給控制單元26。根據(jù)所測量的電池組溫度和/或DLC溫度，可以由控制單元26發(fā)起儲能系統(tǒng)10 (并且由此尤其是其中包含的電池組)的主動冷卻。在圖I中，這由冷卻劑入口閥門29來符號化表示，該冷卻劑入口閥門29通過線路31來操控。另外，例如包含程序控制的計算機設(shè)備(例如微控制器)的控制單元26通過線路30和32控制可控開關(guān)元件34和36，所述可控開關(guān)元件34和36布置在電池組連接線路38或40的走向上(例如在“主要保護(hù)裝置(Hauptschiitz)”中)，以便將電池組模塊14可選地與車輛的高壓車載電網(wǎng)相連接或與其分開。這樣的分開例如可以出于安全原因由所謂的高壓聯(lián)鎖或HVIL (“high voltageinterlock loop” (高壓聯(lián)鎖回路))監(jiān)視設(shè)備24來發(fā)起，其為此通過線路44與控制單元26處于通信連接中。關(guān)于監(jiān)視設(shè)備42的作用方式可以僅示例性地參閱DE 10 2008 021 542Al。另外，作為儲能系統(tǒng)10的另一電組件在電池組連接線路40的走向上布置電流測量設(shè)備46以用于測量流入電池組模塊14或流出電池組模塊14的電流，并且通過線路48將所述電流測量設(shè)備46與控制單元26相連接。因此，通過線路48可以傳輸表示以傳感器方式檢測的電流值的數(shù)據(jù)信號。在電池組連接線路38和40的走向上還布置有所謂的絕緣故障檢測設(shè)備50，其通 過線路51與控制單元26連接。為了實現(xiàn)電池組模塊控制單元26與車輛電子設(shè)備的外部設(shè)備、例如其他控制單元的通信，該控制單元26還連接到電子通信總線(在此為CAN總線)52上。該連接是通過CAN線路54實施的。可替代或附加地，也可以將CAN總線52引導(dǎo)到儲能系統(tǒng)10的其他組件。在圖I中以虛線繪出了一系列插拔連接，其將儲能系統(tǒng)10與“外部世界”連接。此外，CAN總線與DC/AC逆變器60連接，以便控制和監(jiān)視該DC/AC逆變器60的運行。借助于逆變器60可以在所示的示例中作為直流將從電池組模塊14中所汲取的電功率轉(zhuǎn)換成多相交流功率以用于操控在此例如被構(gòu)造成三相電機的電動機12。如果在車輛中設(shè)置再生式剎車(剎車能的回收)，則也可以通過將電動機12用作發(fā)電機并且相應(yīng)地操控逆變器60來進(jìn)行到電池組模塊中的電流生成和反向傳輸。在儲能系統(tǒng)10的運行中，可以根據(jù)具體運行情況而出現(xiàn)可觀的電流(例如數(shù)量級為幾百A)以及于此相對應(yīng)地出現(xiàn)可觀的電流改變。尤其是為了避免與之伴隨而來的對不同的前面已闡述的數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)姆恋K(“EMV問題”)，儲能系統(tǒng)10的特點在于，由各個數(shù)據(jù)信號線路構(gòu)成的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備包括至少一個光波導(dǎo)(LWL)以用于光學(xué)數(shù)據(jù)信號傳輸。被設(shè)置用于傳輸來自和/或去往系統(tǒng)10的組件的數(shù)據(jù)信號的多條線路優(yōu)選地被實現(xiàn)為LWL或以LWL技術(shù)(在LWL末端處具有相應(yīng)的電光接口)來實現(xiàn)。在所示的實施例中，例如將線路22、24、30、31、32、44、48和51構(gòu)造成LWL(分別包含一個或多個光纖)。一般而言優(yōu)選的是，將在系統(tǒng)10中包含的線路中的至少如下線路構(gòu)造成LWL，通過所述線路，測量參量檢測的結(jié)果(傳感器值)和/或用于“致動器組件”的或多或少“精確的”控制信號被傳輸。對于所示示例而言，這例如意味著，在電池組模塊14中檢測的測量參量優(yōu)選地通過被構(gòu)造成LWL的線路22和24被傳輸給電池組模塊控制單元26。相同情況例如適用于從電流測量設(shè)備46到電池組模塊控制單元26的數(shù)據(jù)信號傳輸。此外，除了通過光學(xué)數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)母咝盘杺鬏斮|(zhì)量以外，通過將光用作信號載體實現(xiàn)了相應(yīng)通信伙伴之間的有利的電隔離。相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換可以根據(jù)具體需要單向或雙向地通過光波導(dǎo)進(jìn)行。在此，數(shù)據(jù)可以串行或并行地傳輸。下面參考圖2和3進(jìn)一步闡述這些不同的可能性。圖2示出在使用光波導(dǎo)70的情況下串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?，該光波?dǎo)70由用于在一個方向上進(jìn)行光學(xué)信號傳輸?shù)奈ㄒ坏墓饫w構(gòu)成或者在雙向信號傳輸?shù)那闆r下由兩個這樣的光纖構(gòu)成。從第一通信伙伴72-1出發(fā)，例如可以進(jìn)行到并行-串行轉(zhuǎn)換器76-1的并行電信號傳輸74-1。這樣經(jīng)轉(zhuǎn)換的信號于是可以借助于電信號傳輸78-1被輸送給電光轉(zhuǎn)換器80-1，該電光轉(zhuǎn)換器80-1由此生成要輸出給LWL 70的光信號。在接收到光信號以后借助于接收機側(cè)的電光轉(zhuǎn)換器80-2、串行電信號傳輸78-2、串行-并行轉(zhuǎn)換76-2以及并行電信號傳輸74-2，數(shù)據(jù)信號到達(dá)第二通信伙伴72-2。 箭頭82和84符號化地表示以這種方式實現(xiàn)的單向傳輸(箭頭82)及雙向傳輸(箭頭84)。圖3在對應(yīng)于圖2的圖示中示出了具有光波導(dǎo)的并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑怼?2’_1和72’ -2表示第一及第二通信伙伴，74’ -I和74’ _2表示電并行信號傳輸，80’ -I和80’ -2表不電光轉(zhuǎn)換器并且70’表所使用的光波導(dǎo),該光波導(dǎo)在此由每傳輸方向多個光纖構(gòu)成。單向和雙向傳輸這兩種可能性再次由箭頭82’以及84’來符號化表示。所有在圖2和3中在通信伙伴與有關(guān)光波導(dǎo)之間示出的部分都是作為接口設(shè)備優(yōu)選在結(jié)構(gòu)上與該通信伙伴合并在一起的。各個光纖或整個光波導(dǎo)到電光轉(zhuǎn)換器(發(fā)送機、接收機或發(fā)送機/接收機)之間的過渡可以分別通過“光學(xué)插拔連接器”來實現(xiàn)。對此的示例還參考圖4和5來闡述。圖2和3中示出的通信伙伴72-1、72_2、72’ -I和72’ _2可以例如是圖I所示的儲能系統(tǒng)10的每個被設(shè)置用于LWL數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)碾娊M件。數(shù)據(jù)信號傳輸可以在系統(tǒng)10內(nèi)的兩個這樣的組件之間進(jìn)行，并且可替代地或附加地，信號傳輸也可以設(shè)置在系統(tǒng)10的組件與有關(guān)車輛電子設(shè)備的外部組件之間。圖4示例性地示出用于雙向光學(xué)傳輸?shù)摹鞍鍖Π濉辈灏芜B接器90。插拔連接器90由插頭90-1和合適的插座90-2構(gòu)成。這兩個插拔連接器組件在所示的示例中分別具有一系列激光二極管92 (作為發(fā)送機)和一系列pin 二極管94 (作為接收機)。圖5是插拔連接器90’的對應(yīng)于圖4的圖示，該插拔連接器90’由僅僅配備有發(fā)送機92’的插頭90’ -I和僅僅配備有接收機94’的插座90’ _2構(gòu)成。通過所述插拔連接器90’進(jìn)行單向光學(xué)傳輸。如從圖4和5中可以看出的那樣，LWL技術(shù)可以使所使用的插拔系統(tǒng)簡化地優(yōu)化。通過發(fā)送機/接收機之間的合適的塑料隔離壁，可以實現(xiàn)各個傳輸信道的安全隔離并且由此實現(xiàn)無錯的信號傳輸。利用圖4和5示出類型的光學(xué)插拔連接器可以例如在圖I所示的儲能系統(tǒng)10中用于將被實施成LWL的線路連接到系統(tǒng)10的有關(guān)組件上(和/或用于彼此連接電路載體板)。簡單的光波導(dǎo)技術(shù)的所認(rèn)為的缺點是，不能通過光波導(dǎo)傳輸功率。為了在此提供補救，在本發(fā)明的范圍內(nèi)考慮光波導(dǎo)(包含至少一個光纖)與至少一個電導(dǎo)體的組合，以便由此將光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸與電能傳輸和/或電數(shù)據(jù)信號傳輸相組合。下面參考圖6、7和8闡述這樣的“組合線路”的有利構(gòu)型。圖6示出組合線路100，其由一個光纖102和四個電導(dǎo)體(芯線)104組成。106表示例如由塑料制成的保護(hù)套。
圖7示出組合線路100’，其由多個光纖102’和一個電導(dǎo)體104’組成，所述電導(dǎo)體104’在所示的實施例中構(gòu)成組合線路100’的大面積的芯。在此用106’表示澆注材料(例如合成樹脂)。圖8示出組合線路100’’，其由形成芯的光纖102’’和氣相噴鍍在其上的電導(dǎo)體層104’’構(gòu)成。線路100’’的包覆物由保護(hù)套或澆注體106’’構(gòu)成?？商娲蚋郊佑谠趫DI的儲能系統(tǒng)10的有關(guān)線路中的“純光學(xué)”數(shù)據(jù)信號傳輸，也還可以使用示例性地在圖6至8中所示的這種組合線路。綜上所述，尤其是可以利用根據(jù)本發(fā)明在車輛的電儲能系統(tǒng)中使用光學(xué)傳輸技術(shù)來實現(xiàn)如下優(yōu)點
一對電磁影響不具有敏感性(有可能放棄LVDS )。一高壓保護(hù)或高壓安全性。尤其是取消了例如各個電壓傳輸部分與信號線路或電 纜之間的迄今為止所需的安全間隔。一實現(xiàn)了通信伙伴的電隔離，沒有電接觸部、尤其是插拔接觸部的腐蝕造成的問題。-實現(xiàn)了非常高的數(shù)據(jù)傳輸速率。一尤其是在串行數(shù)據(jù)傳輸時縮小了電纜束或電纜束分支的直徑。一實現(xiàn)了儲能系統(tǒng)的非常緊湊的構(gòu)造。此外實現(xiàn)了系統(tǒng)的更靈活的內(nèi)部構(gòu)造。一重量節(jié)省，例如通過節(jié)省參考線路(LVDS)和/或通過使用塑料或玻璃纖維LWL。
權(quán)利要求
1.配備有電驅(qū)動(12，60)的車輛的電儲能系統(tǒng)，包括多個電組件(14，26，34，36，42，46,50)和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(22，24，30，31，32，44，48，51，54)以用于傳輸來自和/或去往所述組件(14，26，34，36，42，46，50)中的至少一個的數(shù)據(jù)信號， 其特征在于， 所述數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(22，24，30，31，32，44，48，51，54)包括至少一個用于電磁輻射以進(jìn)行數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)膫鬏斅范?70，70’)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲能系統(tǒng)，其中至少一個傳輸路段(70，70’)被構(gòu)造成用于光學(xué)數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)墓獠▽?dǎo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲能系統(tǒng)，其中光波導(dǎo)(70，70’)通過插拔連接器(90，90’)與有關(guān)組件相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的儲能系統(tǒng)，其中光波導(dǎo)(70，70’)與至少一個電導(dǎo)體(104，104’，104’ ’ )相組合以用于電能和/或數(shù)據(jù)信號傳輸。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的儲能系統(tǒng)，其中至少一個傳輸路段(70，70’)被構(gòu)造成光稱合器。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的儲能系統(tǒng)，其中所述組件(14，26，34，36，42，46，50)中的至少一個(14)是用于電能的存儲器組件、例如電化學(xué)或靜電儲能器。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的儲能系統(tǒng)，其中所述組件(14，26，34，36，42，46，50)中的至少一個(34，36)是電流控制組件。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的儲能系統(tǒng)，其中所述組件(14，26，34，36，42，46，50)中的至少一個(18，42，46，50)是傳感器組件。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的儲能系統(tǒng)，其中所述組件(14，26，34，36，42，46，50)中的至少一個(26)是用于控制所述組件(14，26，34，36，42，46，50)中至少一個其他組件(14，34，36)的控制組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及車輛、例如電動車輛或者混合動力車輛的電儲能系統(tǒng)(10)，其中該電儲能系統(tǒng)(10)具有多個電組件(14，26，34，36，42，46，50)以及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(22，24，30，31，32，44，48，51，54)以用于在所述電組件(14，26，34，36，42，46，50)之間傳輸數(shù)據(jù)信號。根據(jù)本發(fā)明，所述數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(22，24，30，31，32，44，48，51，54)包括至少一個用于電磁輻射以進(jìn)行數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)膫鬏斅范?70,70’)。
文檔編號B60L11/18GK102753380SQ201080064211
公開日2012年10月24日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者H-G.施魏格, M.希曼, S.貝格曼, S.阿伯拉罕 申請人:歐陸汽車有限責(zé)任公司