Sensor data Communication via light guide body for monitoring vehicle batteries

Abstract

In this paper, we present a solution for sensor data communication within an electric vehicle battery module, which is based on an optical transmission channel without any optical fibers. Instead, the communication is implemented via a transparent plastic component integrated in the battery package. The development of such a light guide body is discussed. Using this physical layer, the concept of the dedicated sensor network follows the idea of a decentralized signal processing. Thereby, parallel operating cell controllers at each cell are implemented. The solution is compared to the state-of-the-art wired communication as well as to alternative methods. Besides the functional demonstration, the implementation of a double-stack communication protocol is also discussed. This ensures a flexible and scalable integration with different sensors and battery setups in the future.

In diesem Beitrag stellen wir eine Lösung für die Sensordatenkommunikation innerhalb eines Batteriemoduls für Elektrofahrzeuge vor, welche auf einem optischen Übertragungskanal ohne optische Fasern basiert. Stattdessen wird die Kommunikation über ein transparentes Kunststoffteil realisiert, das in das Batteriegehäuse integriert ist. Die Entwicklung eines solchen Lichtleitkörpers wird diskutiert. Mit Hilfe dieser physikalischen Schicht folgt das Konzept des dedizierten Sensornetzes der Idee einer dezentralen Signalverarbeitung. Dabei werden parallel arbeitende Zellcontroller in jeder Zelle implementiert. Die Lösung wird sowohl mit dem Stand der Technik der drahtgebundenen Kommunikation als auch mit alternativen Methoden verglichen. Neben der Funktionsdemonstration wird auch die Implementierung eines Kommunikationsprotokolls diskutiert. Dies gewährleistet eine flexible und skalierbare Integration mit unterschiedlichen Sensoren und Batteriekonfigurationen in der Zukunft.