[發明專利]具有蓄電池保護器和診斷裝置的蓄電池系統及其診斷方法

有效

• 申請號: 201310323453.3
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103576046B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: C·特茲瓦努普洛斯
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司;三星SDI株式會社
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/327;B60L3/00;B60L11/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 鄭立柱

技術領域

本發明涉及一種蓄電池系統，所述蓄電池系統具有包括多個蓄電池單元的蓄電池和診斷裝置，所述蓄電池在輸入側可經由至少一個保護器與直流中間電路連接，所述診斷裝置用于所述至少一個保護器的狀態診斷。此外，本發明涉及一種所屬的用于蓄電池保護器的狀態診斷的方法。

背景技術

將來，無論是在諸如風力發電設備的靜態的應用還是在諸如混合動力和電動機動車的機動車中，都將越來越多地應用新型的蓄電池系統，在可靠性方面對這些蓄電池系統提出了極高的要求。這樣的高的要求的背景在于所使用的蓄電池系統的蓄電池的故障將能夠導致安全相關的問題。在圖1中示出了這樣的蓄電池系統10的原理圖。為了借助于蓄電池系統10達到所要求的功率和能量數據，在蓄電池系統10的蓄電池(蓄電池組)20中將單個的蓄電池單元21串聯連接并且部分附加地并聯連接。為了簡化圖示，在圖1中僅設計了唯一的具有附圖標記21的蓄電池單元。在圖1中所示出的方案的問題在于其中串聯連接多個蓄電池單元21，在該串聯電路中產生的高的輸出電壓UB中，從而形成了蓄電池(高壓蓄電池)20，該輸出電壓在無需應用合適的措施的情況下持續地施加在機動車的車載電網(高壓車載電網)40之上。在該車載電網40上所施加的電壓，即所謂的“左電壓”，在圖1中以UBN來標記。在圖1中所示出的蓄電池系統10中，蓄電池20借助于直流中間電路的電容器30與機動車的車載電網40相連接。

因為高的電壓UBN在不采取合適的措施的情況下將持續地施加在機動車的車載電網40上，所以通常應用保護器50、60，它們在需要時將蓄電池20從車載電網40分離。在此，出于安全緣由，在蓄電池20的正極處和負極處應該分別存在單獨的保護器50、60，它們既被設置用于高的蓄電池單元UB并且在必要時也能夠分離超過1000A的短路電流。保護器50在其極51上與蓄電池20并且在其極52上與車載電網40連接。保護器60在其極61上與蓄電池20并且在其極62上與車載電網40連接。

為了確保將具有高的蓄電池電壓UB的蓄電池20從車載電網40分離，前述的安全要求之一在于檢驗保護器50、60的功能并且準確地診斷故障功能。所以，保護器50、60的一個特別危險的必須被診斷出的故障功能例如為保護器50、60或者其保護器接觸在實際的操控時粘接(kleben)并且不會如操控的那樣斷開。保護器50、60也能夠被如此地摧毀，即它們不會如操控的那樣斷開。對于診斷功能的實現來說，需要使用合適的裝置和算法。

依據當前的現有技術已知了用于實現保護器粘接診斷功能的拓撲結構，其被構造為用于實現在兩個保護器的四個接觸極上的電壓測量的電路裝置，這兩個保護器分別在正的或者負的蓄電池極處被設置在相應的蓄電池極和車載電網之間。這樣的電路拓撲結構例如由文獻EP2308714A2已知。在已知的電路拓撲結構中還能夠含有參考電壓，在確定的診斷態勢時接通該參考電壓。在接觸器斷開時將分析在兩個保護器的四個極之間的電勢差。將部分地通過限定的阻抗或者電阻分壓器/分壓器來預先給定該電勢差。

由現有技術已知的用于診斷保護器的粘接狀態的方法具有以下缺點(保護器根據開關狀態考慮電壓差)，即這樣的保護器對于極電勢間的電壓過耦反應太敏感了。此外，該方法對于蓄電池極和車載電網極之間的阻抗改變太敏感了。再者，在同時分析電壓差時對于完整的診斷來說必須執行開關頻率。這樣的川頁序通常在行駛周期開始或者結束時執行。在此，因為必須維持開關時間并且瞬態分析扮演一個角色，通常能夠根據方法的不同得出起始延時，即直至診斷結束。

此外，由文獻DE102004041998A1已知了一種用于預報繼電器或者保護器的可用性的方法，其中，重復測量流過該繼電器或者保護器的電流。在這樣的方法中，借助于所測量的電流值并且基于繼電器或者保護器的已知的電流-溫度-特征曲線估計保護器的繼電器的當前溫度。然后，借助于所估計的溫度作出關于繼電器或者保護器的可用性，尤其是關于粘接狀態的預報。

發明內容

依據本發明公開了一種蓄電池系統和用于蓄電池保護器的狀態診斷的方法。