(57)【要約】  本発明は、複数の電気的コンポーネント（１４，２６，３４，４２，４６，５０）と、該電気的コンポーネント（１４，２６，３４，４２，４６，５０）同士のデータ信号伝送のためのデータ伝送装置（２２，２４，３０，３１，３２，４４，４８，５１，５４）とを含む、例えば電気車両またはハイブリッド車両のような車両の電気的エネルギ蓄積システム（１０）に関する。本発明によれば、データ伝送装置（２２，２４，３０，３１，３２，４４，４８，５１，５４）は、データ信号伝送のために電磁放射のための少なくとも１つの伝送経路（７０，７０’）を含む。
2013539582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気的コンポーネント（１４，２６，３４，４２，４６，５０）と、該電気的コンポーネント（１４，２６，３４，４２，４６，５０）の少なくとも１つからおよび／または少なくとも１つへのデータ信号伝送のためのデータ伝送装置（２２，２４，３０，３１，３２，４４，４８，５１，５４）とを含む、電気駆動部（１２，６０）が装備された車両の電気的エネルギ蓄積システムにおいて、
前記データ伝送装置（２２，２４，３０，３１，３２，４４，４８，５１，５４）は、データ信号伝送のために、電磁放射のための少なくとも１つの伝送経路（７０，７０’）を含む、
ことを特徴とする電気的エネルギ蓄積システム。
【請求項２】
少なくとも１つの伝送経路（７０，７０’）は、光データ信号伝送のための光導波路として構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項３】
前記光導波路（７０，７０’）は、プラグインコネクタ（９０，９０’）を介して関連する前記コンポーネントと接続されている、
ことを特徴とする請求項２記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項４】
前記光導波路（７０，７０’）は、電気的エネルギおよび／またはデータ信号伝送のために少なくとも１つの導電体（１０４，１０４’，１０４’’）と組み合わされている、
ことを特徴とする請求項２または３記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項５】
少なくとも１つの伝送経路（７０，７０’）はオプトカプラとして構成されている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項６】
前記コンポーネント（１４，２６，３４，３６，４２，４６，５０）の少なくとも１つは、電気的エネルギのための蓄積コンポーネント、例えば電気化学的または静電的エネルギ蓄積器である、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項７】
前記コンポーネント（１４，２６，３４，３６，４２，４６，５０）の少なくとも１つ（３４，３６）は、電流制御コンポーネントである、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項８】
前記コンポーネント（１４，２６，３４，３６，４２，４６，５０）の少なくとも１つ（１８，４２，４６，５０）は、センサコンポーネントである、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載のエネルギ蓄積システム。
【請求項９】
前記コンポーネント（１４，２６，３４，３６，４２，４６，５０）の少なくとも１つ（２６）は、前記コンポーネント（１４，２６，３４，３６，４２，４６，５０）の少なくとも１つの他のコンポーネント（１４，３４，３６）を制御するための制御コンポーネントである、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載のエネルギ蓄積システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電気的コンポーネントと、コンポーネントの少なくとも１つからおよび／または少なくとも１つへのデータ信号伝送のためのデータ伝送線路とを含む、電気駆動部が装備された車両の電気的エネルギ蓄積システムに関する。
【０００２】
車両は、完全に電気的エネルギによって駆動されるいわゆる電気車両または部分的に電気的エネルギによって駆動されるいわゆるハイブリッド車両とすることができる。
【０００３】
ハイブリッド車両は典型的に、内燃機関（例えばガソリンまたはディーゼルエンジン）と、少なくとも１つの電動機（例えば３相交流モータ）と、１つまたは複数の電気的エネルギ蓄積器（例えば鉛バッテリ、二重層コンデンサ、ニッケルメタルハイブリッド電池、ニッケル亜鉛電池、またはリチウムイオン電池等）とを有する。
【０００４】
これに対して純粋な電気車両は駆動用にただ１つまたは複数の電動機のみを有する。特殊な形式の電気車両は、液体状または気体状のエネルギ担体（例えば水素）のためのタンクと、タンクから供給される、エネルギ変換のための燃料電池装置と、電気的エネルギ蓄積器とを有する。
【０００５】
ハイブリッド車両の電動機は大抵、スタータ／ジェネレータとして、および／または、電気駆動部として構成されている。電動機はスタータ／ジェネレータとして、内燃機関を有する従来の車両の場合の既存のスタータおよびオルタネータに取って代わるものである。車両の電気駆動部として使用する場合には車両を推進するための付加的なトルクが電動機によって補助される。ジェネレータとして使用する場合には電動機によってブレーキエネルギの回生および車載電源網への給電が可能となる。
【０００６】
バイブリッド車両および電気車両の双方の車両形式は、大量の電気的エネルギを供給および伝送しなければならないという点で共通している。電気的エネルギの流れは基本的に特別なエレクトロニクスによって制御される。このエレクトロニクスはとりわけ、電気的エネルギ蓄積器からエネルギを取り出すべきか、または電気的エネルギ蓄積器に供給すべきかを制御し、そしてその量を制御する。エネルギ蓄積器ないし燃料電池からのエネルギを取り出すことによって、車両の駆動電力とすることができる、および／または、車両の車載電源網を給電することができる。エネルギ供給は、回生ブレーキにおけるブレーキエネルギの回生の範囲で蓄積器の充電に使用される。ハイブリッド車両の場合には、電気化学的エネルギ蓄積器を充電するために必要なエネルギを内燃機関によって供給することも可能である。
【０００７】
このような車両の公知の電気的エネルギ蓄積システムにおいては、典型的には、エネルギ蓄積システムの個々の電気的コンポーネント同士間における通信ないしデータ伝送のために電気的通信バス（例えばＣＡＮバス）が使用される。択一的または付加的に、個々の電気的信号線路ないし電気的データ線路も使用される。これによって例えば、電気化学的エネルギ蓄積器の複数の個々のバッテリセルおよび／または静電的エネルギ蓄積器の複数の二重層コンデンサ（ＤＬＣ）における個々の電圧および／または個々の温度に関して、信号として符号化された測定量を制御装置（例えばハイブリッドコントローラまたはバッテリモジュールコントローラ）に伝送することができる。
【０００８】
とりわけエネルギ蓄積システムの分野においては測定量の検出時に高い測定精度が要求されるので、バスシステムないしこのために設けられた電気的線路を介して障害に強い伝送が要求される。
【０００９】
しかしながらエネルギ蓄積システムの分野では、動作時に例えば１００Ａ以上に達しうる相当な電流が流れ、これによって大きな電流変化も生じるので、電気的線路ないし電気的通信バスおよび各コンポーネントへの電気的通信バスのインターフェースはとりわけ電磁障害によるデータ信号（例えば測定量）へ影響を回避するために相応に高コストに構成しなければならない。
【００１０】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の電気的エネルギ蓄積システムを動作安全性の点で改善することである。
【００１１】
この課題は本発明によれば、データ伝送装置が、データ信号伝送のために、電磁放射のための少なくとも１つの伝送経路を含むことによって解決される。
【００１２】
このような伝送経路は、例えばとりわけ光データ信号伝送のための光導波路として構成することができる。
【００１３】
択一的または付加的に、伝送経路としてそれぞれ相応の信号源および変換用の受信器を備えたライトバリアまたはオプトカプラ等も、電気的／光学的に使用することができる。
【００１４】
"光導波路"という用語は、狭義では電磁波の伝播（ひいては伝送）のために適した１つまたは複数の長く伸びた媒体の装置を意味する。したがってこの用語には、使用されている電磁波の波長領域において充分に透過性であって、かつ例えば所定の導波（例えば全反射による）を行うことができる、とりわけ１つまたは複数のガラスファイバおよびプラスチックファイバ等の装置が含まれる。
【００１５】
電磁放射を伝送するために設けられる伝送経路をライトバリアまたはオプトカプラ等として構成する場合には、このような媒体は不要である、ないしは媒体を、関連する通信相手同士間の空気ないし送信側と受信側との間の空気によって形成することができる。
【００１６】
"光導波路"および"ファイバーオプティクス"という用語は、明細書の簡単化のために以下の記載では上記の狭義だけでなく広義において、光伝送経路ないし光信号伝送技術の同義語として使用することとする。
【００１７】
ファイバーオプティクスを利用することによってエネルギ蓄積システムにおける信号伝送時の電磁障害に対するデータ伝送の非感受性を達成することができる。なぜなら信号伝送は電磁的（例えば光学的）に行われ、電気的には行われないからである。したがってこのようなデータ信号伝送の形態は従来の電気的バスシステムに比べて格段に安全な方法である。とりわけ車両の電気的エネルギ蓄積システムおよび駆動システムのＤＣ／ＤＣ変換器および／またはＤＣ／ＡＣ変換器によって引き起こされる電磁障害は、光データ伝送にとっては何ら問題ではなくなる。
【００１８】
電気的エネルギ蓄積システムは、いわゆるプラグインハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）を含むとりわけ純粋な電気車両（ＥＶ）またはハイブリッド車両（ＨＥＶ）のために使用することができる。
【００１９】
エネルギ蓄積システムの電気的コンポーネントの少なくとも１つは、上に述べた形式の１つによる電気化学的エネルギ蓄積器または静電的エネルギ蓄積器のような、電気的エネルギのための蓄積コンポーネントとすることができる。
【００２０】
このようなバッテリは、１００Ｖより大きい、とりわけ３００Ｖより大きい定格電圧（充電状態で）を有するように、および／または、１００Ａより大きい（例えば場合によっては短時間のピーク電流が５００Ａより大きい）車両駆動のための動作電流容量を有するように構成することができる。
【００２１】
電圧が印加されている電気的線路コンポーネントに接触し得る場合の電気短絡の危険という観点であれ、または例えば作業員に対する生命の危険という観点であれ、このようにバッテリ電圧が高い場合には安全性に対する要求も高くなる。この点において本発明は、光導波路を用いた零電位の光信号伝送によって高電圧安全性を向上させ、エネルギ蓄積システムの取り扱い時における人間に対する危険（例えば、エネルギ蓄積システムの故障したコンポーネントを調査および開放する時）を低減することができるという格別の利点を提供する。
【００２２】
本発明によって使用される光導波路はそれぞれ、例えばプラグインコネクタを介して関連するコンポーネントに接続することができる。本発明の格別の利点は、この点において湿気あるいは凝縮水に対するこのようなプラグインコネクタの脆弱性が低減されるということにある。現在の電気バッテリないしバッテリモジュールにおいては、中に含まれるバッテリセル（例えばリチウムイオン電池等）が要求に応じてアクティブに冷却される場合に凝縮水が発生することがよくある。しかしながら凝縮水は、光導波路のプラグインコネクタの領域における光信号伝送の品質を損ねることはない。従来の電気的プラグインコネクタであれば、個々の心線ならびにプラグ全体を相応に保護しなければならなかった。その上さらに従来の電気的プラグインコネクタの場合には、しばしば金属製の線路部分が腐食することがあった。
【００２３】
これに対して本発明によって使用される光導波路プラグインコネクタの場合には、プラグインコネクタ部分（例えばプラグ）における光導波路ないし光導波路心線と、他方のプラグインコネクタ部分（例えばソケット）における対応する装置との間の機械的なコンタクトは、欠陥のないデータ伝送のための「危険な脆弱箇所」ではない。さらに光導波路プラグインコネクタは、従前使用されていた電気的プラグインコネクタよりも格段にコンパクトにすることができる。このことは、光データ信号伝送がシリアルに（つまり、一方向へのデータ伝送に対して個々の１つの光導波路心線を介して）行われる場合に当てはまり、これによってエネルギ蓄積システム内の構造スペースを格段に節約することができる。
【００２４】
簡単なプラグインコンタクトによる従来の電気的プラグのさらなる問題は、とりわけ車両走行中の震動のような機械的負荷による摩耗であった。これによって電気的コンタクトの保護層は寿命中に摩耗し、凝縮水と結合して腐食が生じることが多かった。これによって伝送されるデータ信号の障害ないしエラーが生じることがあり、通信の切断が生じることさえあった。しかしながら本発明による光導波路を介した光信号伝送の場合には、金属から金属への移行はなくなる。例えばケーブル、プラグ、ソケット等のような光導波路コンポーネントは、プラスチックまたはガラス（有利には、高速な通信速度を有する光導波路のため）から形成され、これによって腐食を排除することができ、通信ないしデータのエラーを格段に低減することができる。
【００２５】
例えばアクティブな温度調節装置（冷却および／または加熱）を含む上に説明したバッテリないしバッテリモジュール以外にも、電気的エネルギ蓄積システムの電気的コンポーネントは、例えば少なくとも１つの電流制御コンポーネントを含むこともできる。このような電流制御コンポーネントは、とりわけ例えばリレーまたはトランジスタのようなスイッチングエレメントとすることができる。このような電流制御コンポーネントは、エネルギ蓄積システムの動作時に例えばバッテリへの電流またはバッテリからの電流を制御し、１つまたは複数の光導波路を介して相応の制御信号を受信することができる（例えばハイブリッドコントローラまたはバッテリモジュールコントローラから）。
【００２６】
さらには電気的エネルギ蓄積システムの電気的コンポーネントの少なくとも１つは、センサコンポーネント（または一般的には"測定量検出コンポーネント"）とすることができる。これによって測定量（例えば電圧、電流、温度、湿度等）を検出し、少なくとも１つの光導波路を介して光データ信号として伝送することができる。
【００２７】
さらにはエネルギ蓄積システムのコンポーネントの少なくとも１つは、少なくとも１つの他のコンポーネントを制御するための制御コンポーネントとすることができる。このような制御コンポーネントは、例えば既に上で説明したハイブリッドコントローラないしバッテリモジュールコントローラによって形成することができる。このような制御装置は、相応のデータ信号伝送のために光入力部ならびに光出力部を有することができる。
【００２８】
電気的エネルギ蓄積システムの内部において、上で挙げた複数のコンポーネントのうちの種々のコンポーネントを構造的に統合することができる。例えばエネルギを蓄積するために設けられたバッテリモジュールは、本来のエネルギ蓄積器（例えばバッテリセル装置）、ならびに、個々のバッテリセルのための例えば電圧センサおよび温度センサのようなセンサを有することができる。
【００２９】
例えばそれぞれのデータ伝送線路による本発明の電磁的ないし光データ信号伝送は、一方向または双方向に実施することができる。
【００３０】
この場合データは、シリアル（一方向につきただ１本の光導波路心線）またはパラレル（一方向につき複数の光導波路心線）に伝送することができる。
【００３１】
とりわけ従来形式による多数の電気化学的ないし静電的エネルギ蓄積器を有するエネルギ蓄積器の場合には、例えば個々の電圧および温度のような動作パラメータを測定するための電気的ケーブルツリーは非常に大きく、これは許容できない重量と結びついていた。これに対して本発明による例えばプラスチックファイバまたはガラスファイバによるファイバーオプティクスの使用によって、とりわけシリアルデータ信号伝送の場合における重量を低減することができる。
【００３２】
従来の電気的バスシステムは所定の長さを超えており、それでもなおデータを高速で伝送しなければならず、いわゆるＬＶＤＳ（low voltage differential signalling：低電圧差動シグナリング）技術を使用していた。しかしながらこのことによって所要のケーブル数は２倍になっていた。本発明によるファイバーオプティクスの使用により、当使用分野においてとりわけ長距離の信号経路の場合、上記の高コストの伝送は時代遅れのものとなる。
【００３３】
１つの実施形態においては、データ伝送線路は、エネルギ蓄積システムの複数のコンポーネント同士を相互接続する少なくとも１つの光導波路を備えた少なくとも１つの光リングバスを含む。これによってこのような光リングバスを介したデータ信号の交換は、品質の損失なく充分に高速になり、エネルギ蓄積システムの関連するコンポーネント同士（および／または外部の通信相手と）の間における電磁両立性は非常に高くなる。
【００３４】
本発明において使用される光導波路の具体的な構成に関しては種々の可能性があり、有利にはファイバーオプティクスの分野から公知の手段を使用することができる。
【００３５】
光導波路は、例えば１つまたは複数のポリマーファイバを含むことができる。しかしながらこのような材料は基本的に約８５℃の温度までしか耐えられないので、車両のエンジン室内に敷設することは非常に限定的にしか考えられない。プラスチック製の光導波路の場合には、曲げ半径が制限されていることもしばしば問題である。
【００３６】
したがって有利な１つの実施形態においては、光導波路の少なくとも１つがガラスファイバ光導波路ケーブルとして構成されている。プラスチックファイバに比べてガラスファイバの別の利点は、ガラスファイバによって基本的により高いデータ伝送レートが可能となることにある。
【００３７】
とりわけ動作時におけるデータ伝送レートが０．５ギガビット／秒より高い場合には、関連する光導波路のために光源としてレーザダイオードないしはレーザダイオード装置（多心の光導波路のため）が有利である。
【００３８】
ファイバーオプティクスを用いた"ボードツーボード（board to board）"プラグインコネクタの使用も、本発明の範囲内で、エネルギ蓄積システムの種々の電気回路支持体ないし基板間での接続を形成するために適用される。
【００３９】
別の１つの実施形態においては、光導波路の少なくとも１つが、電気的エネルギ伝送および／または電気的データ信号伝送のための少なくとも１つの導電体と組み合わされている。
【００４０】
このような"組み合わされた光導波路"によって、有利には電力を伝送することも可能となる、ないしは、エネルギ蓄積コンポーネントに給電することも可能となる。
【００４１】
考えられる１つの構成は、本来の光導波路を取り囲むか、本来の光導波路に隣接して延在する、１つまたは複数の電気的線路の形態の導電性金属（例えばアルミニウム、銅、銀、金等）または金属合金の使用である。例えば導電体（または複数の個々の導電体からなる電気的線路装置）をエネルギ供給のために、本来の光導波路（１つまたは複数の光ファイバ）によって取り囲むこと、例えば編組むことも可能である。さらには導電体を、例えば光導波路ないし光導波路のファイバの上に蒸着させることが可能である。上に挙げた全ての実施形態において、有利には付加的な保護カバーないし注型材料（例えばプラスチック製）を設けることができる。これによって電圧ないし電力伝送（例えば給電）のための金属ないし金属合金が絶縁され、腐食から充分に保護される。光導波路と導電体とを組み合わせることによってエネルギ伝送とデータ信号伝送との分離が実現される。データ信号は、ファイバーオプティクスを使用することによって従来の電気的信号伝送技術ないし電気的コンタクトにおける冒頭に述べた問題なしに伝送することができる。
【００４２】
さらにはこの技術によってスペースおよび重量を低減することが可能である。
【００４３】
エネルギ蓄積システムにおいて信号とエネルギとを同時に伝送する際の課題を、光導波路によって解決するための別の手段は、酸化スズ（ＩＶ）を使用することである。酸化スズ（ＩＶ）からは光導波路を簡単に製造することができ、とりわけ例えばインジウムなどによって適当なドーピングをした場合には付加的に電力の伝送も可能となる。したがって、このようにして同時に導電体でもある光導波路は、光信号伝送に対して腐食が問題になることなくエネルギ伝送ならびに信号伝送のために使用することができる。このような"組み合わせ線路"の実施形態は、フレキシブルな光透過性のケーブルの上に、例えばナノ粒子の形態の、例えばインジウム・酸化スズのようなドーピングされた酸化スズからなる導線性の被覆を設けることであり、光情報と被覆を介した電気的エネルギとが伝送される。
【００４４】
要約すると本発明は、電気駆動部が装備された車両の電気的エネルギ蓄積システムにおいて、障害に強いデータ信号伝送を可能にし、場合によっては電力伝送をも可能にする。この場合、光学的な光導波路のみ、および／または、組み合わせ線路（電気的および光学的）を使用することができる。本発明は、プラグインハイブリッド車両を含むハイブリッド車両または純粋な電気車両において使用するためにとりわけ興味深いものである。ファイバーオプティクスの適用ないし光導波路プラグインコネクタの使用によって、格段に信頼性が高く軽量なエネルギ蓄積システムを構成することができ、電磁波による障害が全く発生せず、データ伝送接続部の領域における不利な腐食を阻止することができる。
【００４５】
以下本発明を、実施例に基づき添付図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、電気駆動部が装備された車両の電気化学的／静電的エネルギ蓄積システムを示す図である。
【図２】図２は、シリアルの光データ伝送の原理図である。
【図３】図３は、パラレルの光データ伝送の原理図である。
【図４】図４は、双方向のデータ伝送のための光導波路プラグインコネクタを示す図である。
【図５】図５は、一方向のデータ伝送のための光導波路プラグインコネクタを示す図である。
【図６】図６は、１つの光導波路と複数の導電体との組み合わせの断面図である。
【図７】図７は、複数の光導波路と１つの導電体との組み合わせの断面図である。
【図８】図８は、１つの光導波路と１つの導電体との組み合わせの断面図である。
【００４７】
図１は、電気モータ１２が装備された電気車両の電気化学的／静電的エネルギ蓄積システム１０の概略ブロック図を示す。
【００４８】
エネルギ蓄積システム１０は、以下に個別的に説明する多数の電気的コンポーネントを含む。この説明は単なる例として理解すべきであり、これらのコンポーネントの具体的な個数、形式、作用は、実際には示した実施例から離れてそれぞれの用途に対して修正することができる。
【００４９】
示したエネルギ蓄積システム１０の本質的なコンポーネントは、相互接続された複数のバッテリセル１６および／または二重層コンデンサ１６を備えた、例えば１００個より多くの直列接続されたリチウムイオン電池等を備えた、バッテリモジュール１４および／または二重層コンデンサ（ＤＬＣ）からなるモジュール１４である。
【００５０】
さらにバッテリモジュール１４は、個々のバッテリセル１６の状態および機能を監視（例えば、電池電圧、電池温度、"ＳＯＣ"、"ＳＯＨ"、"ＳＯＦ"等のようなバッテリパラメータを検出）するための、および場合によっては個々のバッテリセル１６における措置（例えばいわゆるバッテリセル／二重層コンデンサ（ＤＣＬ）−マッチング／バランシング等）を講じさせるための、監視装置１８を含む。
【００５１】
最後にバッテリモジュール１４にはさらに、バッテリ温度を測定するための温度センサ２０が構造的に結合されている。
【００５２】
したがって"監視装置１８"および"温度センサ２０"というコンポーネントは、いわばエネルギ蓄積システム１０の"バッテリモジュール／二重層コンデンサモジュール１４"という大きなコンポーネントのサブコンポーネントである。
【００５３】
バッテリモジュール／二重層コンデンサモジュール１４は、より正確に言えばバッテリモジュール／二重層コンデンサモジュール１４の監視装置１８および温度センサ２０は、線路２２ないし２４を介してバッテリモジュール制御装置（"モジュールコントローラ"）２６にデータ伝送接続されている。
【００５４】
この制御装置２６は、エネルギ蓄積システム１０の他のコンポーネントの機能を監視および制御し、給電線２８−１、２８−２を介して動作電圧（例えば低電圧の車載電源網から１４Ｖ）が供給される。
【００５５】
線路２２を介して、例えば個々のセル電圧および／またはＤＬＣ電圧、および／または、セル温度および／またはＤＬＣ温度等に関する監視装置１８からのデータ信号を、制御装置２６へと伝送することができる。線路２４を介して、バッテリ温度および／またはＤＬＣ温度を表すデータ信号を、制御装置２６へと伝送することができる。測定されたバッテリ温度および／またはＤＬＣ温度に基づき、制御装置２６によって、エネルギ蓄積システム１０（ひいては、とりわけエネルギ蓄積システム１０の中に含まれるバッテリ）のアクティブな冷却を開始することができる。このことは図１において、線路３１を介して制御される冷却剤供給弁２９によって図示されている。
【００５６】
例えばプログラム制御される計算装置（例えばマイクロコントローラ）を含む制御装置２６はさらに、線路３０および３２を介して制御可能なスイッチングエレメント３４および３６を制御する。これらのスイッチングエレメント３４および３６は、バッテリ接続線路３８ないし４０の線路内（例えば"メインブレーカー"内）に配置されており、バッテリモジュール１４は車両の高電圧の車載電源網と選択的に接続または分離される。
【００５７】
このような分離は、例えば安全上の理由から、いわゆる高電圧インターロックループ（ＨＶＩＬ："high voltage interlock loop"）監視装置４２によって開始させることができ、この監視装置４２はここでは線路４４を介して制御装置２６と通信接続されている。監視装置４２の機能に関しては、一例としてのみＤＥ１０２００８０２１５４２Ａ１を参照されたい。
【００５８】
さらにはエネルギ蓄積システム１０の別の電気的コンポーネントとして、バッテリモジュール１４の中またはバッテリモジュール１４から流れる電流を測定するための電流測定装置４６が、バッテリ接続線路４０の線路中に配置されており、線路４８を介して制御装置２６に接続されている。したがって線路４８を介して、センサによって検出された電流値を表すデータ信号を伝送することができる。
【００５９】
バッテリ接続線路３８および４０の線路中にはさらに、いわゆる絶縁故障検出装置５０が配置されており、この絶縁故障検出装置５０は線路５１を介して制御装置２６に接続されている。
【００６０】
バッテリモジュール制御装置２６と車両エレクトロニクスの外部装置との、例えば他の制御装置との通信を可能とするために、制御装置２６はさらに電子通信バス（ここではＣＡＮバス）５２に接続されている。この接続はＣＡＮ線路５４を介して実施される。択一的または付加的に、ＣＡＮバス５２をエネルギ蓄積システム１０の他のコンポーネントへと導くことも可能である。
【００６１】
図１において、エネルギ蓄積システム１０を"外界"に接続する複数のプラグイン接続が破線で示されている。
【００６２】
ＣＡＮバス５２はさらにＤＣ／ＡＣインバータ６０に接続されており、ＤＣ／ＡＣインバータ６０の動作を制御および監視している。インバータ６０によって、直流としてバッテリモジュール１４から取り出された電力を、この実施例では例えば３相電動機として構成された電気モータ１２を制御するために多相の交流電圧へと変換することができる。車両に回生ブレーキ（ブレーキエネルギの回生）が設けられている場合には、電気モータ１２を発電機として使用してインバータ６０を相応に制御して、バッテリモジュール１４への電流形成および再伝送を実施することもできる。
【００６３】
エネルギ蓄積システム１０の動作中には具体的な動作状況に基づいて相当な電流（例えば数１００Ａという桁数の）が生じ、これに応じて相当な電流変化も発生する。とりわけこれに付随して発生する上に説明した様々なデータ信号伝送の障害（"ＥＭＣ問題"）を回避するために、エネルギ蓄積システム１０は、個々のデータ信号線路から形成されるデータ伝送装置が、光データ信号伝送のための少なくとも１つの光導波路を含むことを特徴としている。
【００６４】
とりわけ、データ信号をエネルギ蓄積システム１０のコンポーネントからおよび／またはエネルギ蓄積システム１０のコンポーネントへと伝送するために設けられる線路のうちいくつかの線路が、光導波路として、ないしは、ファイバーオプティクスによって（光導波路端部での相応の光電インターフェースを用いて）実現されている。
【００６５】
図示した実施形態においては、例えば線路２２，２４，３０，３１，３２，４４，４８，５１が光導波路（それぞれ１つまたは複数の光ファイバを含む）として構成されている。
【００６６】
非常に一般的に言えば、エネルギ蓄積システム１０に含まれる複数の線路のうち少なくとも、測定量の検出結果および／または多かれ少なかれ"精確な"制御信号を"アクチュエータコンポーネント"へと伝送する線路が、光導波路として構成されている場合には有利である。図示した実施形態に関して、このことは例えば、バッテリモジュール１４において検出された測定量が、有利には、光導波路として構成された線路２２および２４を介してバッテリモジュール制御装置２６へと伝送されるということを意味する。同じことが、例えば電流測定装置４６からバッテリモジュール制御装置２６へのデータ伝送に関しても当てはまる。
【００６７】
さらに光データ信号伝送による高い信号伝送品質とは別に、信号担体として光を使用することによって、各通信相手同士間における有利な電気絶縁が達成される。
【００６８】
各データ交換は具体的な必要性に応じて、光導波路によって一方向または双方向に達成することができる。この際データはパラレルまたはシリアルに伝送することができる。これらの種々の選択肢について以下、図２および３を参照して詳細に説明する。
【００６９】
図２は、一方向に信号伝送するための１本のみの光ファイバからなる光導波路７０、ないしは、双方向の信号伝送の場合には２本のこのような光ファイバからなる光導波路７０を用いた、シリアルデータ伝送の原理を概略的に示す。
【００７０】
第１の通信相手７２−１から出発してパラレル・シリアル・変換器７６−１へは、例えばパラレルな電気的信号伝送７４−１を行うことができる。このようにして変換された信号は、電気的信号伝送７８−１によって光電変換器８０−１へと供給され、光電変換器８０−１はこの信号から光導波路７０に出力すべき光信号を形成する。受信側の光電変換器８０−２、シリアルの電気的信号伝送７８−２、シリアル・パラレル・変換器７６−２、パラレルの電気的信号伝送７４−２を介して光信号が受信された後、データ信号は第２の通信相手７２−２に到着する。矢印８２および８４は、このようにして実現された一方向の伝送（矢印８２）ないし双方向の伝送（矢印８４）を表している。
【００７１】
図３は、図２に相応して、光導波路を用いたパラレルデータ伝送の原理を概略的に図示している。参照符号７２’−１および７２’−２は第１ないし第２の通信相手を表し、７４’−１および７４’−２は、パラレルな電気的信号伝送を表し、８０’−１および８０’−２は光電変換器を表し、７０’は、使用される光導波路を表す。この光導波路は、ここでは１つの伝送方向につき複数の光ファイバからなる。一方向の伝送ないし双方向の伝送の両方の選択肢は矢印８２’ないし８４’によって表されている。
【００７２】
図２および３において、通信相手の一方と関連する光導波路との間に図示されている全ての要素は、インターフェース装置として有利には当該通信相手と構造的に結合されている。光電変換器（送信器、受信器、または送受信器）と個々の光ファイバまたは光導波路全体と間の移行部は、それぞれ"プラグイン光コネクタ"によって実現することができる。これに関する実施例は図４および５を参照してさらに説明する。
【００７３】
図２および３に図示された通信相手７２−１，７２−２，７２’−１，７２’−２は、例えば図１に図示したエネルギ蓄積システム１０の、それぞれ光導波路データ信号伝送のために設けられた電気的コンポーネントとすることができる。データ信号伝送は、エネルギ蓄積システム１０内部における２つのこのようなコンポーネント間において実施することができ、択一的または付加的に、エネルギ蓄積システム１０のコンポーネントと関連する車両エレクトロニクスの外部コンポーネントとの間で信号伝送を行うことも可能である。
【００７４】
図４は、双方向の光伝送のための"ボードツーボード（board to board）"プラグイン光コネクタ９０を例として示す。プラグイン光コネクタ９０は、プラグ９０−１と、適合するソケット９０−２とからなる。プラグイン光コネクタ９０のこれら２つのコンポーネントは、図示した実施例においては、それぞれレーザダイオード９２の列（送信器として）と、ＰＩＮダイオード９４の列（受信器として）とを有する。
【００７５】
図５は、図４に相応したプラグイン光コネクタ９０’の概略図であり、図５のプラグイン光コネクタ９０’は、送信器９２’のみが装備されたプラグ９０’−１と、受信器９４’のみが装備されたソケット９０’−２とからなる。このプラグイン光コネクタ９０’によって、一方向の光伝送が行われる。
【００７６】
図４および５から分かるように、ファイバーオプティクスは、使用されるプラグインシステムを簡単に最適化することができる。送信器と受信器との間に設けられる適当なプラスチック製の隔壁によって、個々の伝送チャネルを確実に分離することができ、これによってエラーのない信号伝送を達成することができる。
【００７７】
図４および５による形式のプラグイン光コネクタは、例えば図１に図示したエネルギ蓄積システム１０の場合には、光導波路として構成された線路をエネルギ蓄積システム１０の関連するコンポーネントに接続するため（および／または、回路支持基板を相互接続するため）に使用することができる。
【００７８】
単純なファイバーオプティクスは、光導波路を介して電力を伝送できないという欠点があると誤認されている。これに対する対策を講じるために本発明においては、光導波路（少なくとも１つの光ファイバを含む）と、少なくとも１つの導電体とを組み合わせることが考慮され、これによって光データ信号伝送と電気的エネルギ伝送および／または電気的データ信号伝送とが組み合わされる。このような"組み合わせ線路"の実施形態を、以下に図６，７，８を参照して説明する。
【００７９】
図６は、１つの光ファイバ１０２と、４つの導電体（心線）１０４とから構成された組み合わせ線路１００を図示している。参照符号１０６は、例えばプラスチックからなる保護カバーを表す。
【００８０】
図７は、多数の光ファイバ１０２’と、１つの導電体１０４’とから構成された組み合わせ線路１００’を図示しており、この導電体１０４’は、図示した実施形態においてはこの組み合わせ線路１００’の大面積のコアを形成している。参照符号１０６’はここでは注型材料（例えばプラスチック樹脂）を表す。
【００８１】
図８は、コアを形成する１つの光ファイバ１０２’’と、該光ファイバ１０２の上に蒸着された１つの導電体１０４’’の層とから構成された組み合わせ線路１００’’を図示している。１００’’の被覆は、保護カバーないし注型材料１０６’’によって形成される。
【００８２】
図１のエネルギ蓄積システム１０の関連する線路において、"純粋な光"データ信号伝送に代えてまたは付加的に、図６〜８に例示したような組み合わせ線路を使用することもできる。
【００８３】
要約すると、車両の電気的エネルギ蓄積システムにおいて、本発明による光伝送技術の使用により以下の利点を達成することができる。
・電磁障害に対する非感受性（場合によってはＬＶＤＳが省略される）。
・高電圧保護ないし高電圧安全性。とりわけ、例えば従前では必要だった個々の導電部分と信号線路ないし信号ケーブルとの間の安全距離がなくなる。
・通信相手同士の電気的な分離が可能となり、電気的コンタクト、とりわけプラグインコンタクトの腐食による問題がない。
・非常に高いデータ伝送レートが可能となる。
・とりわけシリアルデータ伝送において、ケーブルツリーないしケーブルツリー分岐の直径が小さくなる。
・エネルギ蓄積システムの構造を非常にコンパクトにすることができる。さらには、エネルギ蓄積システムの内部構造をフレキシブルにすることができる。
・関連線路（ＬＶＧＳ）の削減および／またはプラスチック製またはガラス製の光導波路の使用によって、重量を低減することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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