[發明專利]電壓控制地自動切斷電子部件或者電池組電池的方法和設備

有效

• 申請號: 201480056312.2
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN105612082B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: M.斯蒂爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B60L58/12
• 分類號: B60L58/12;B60L58/20;B60L58/21;B60L58/14;B60L3/00;B60L3/04;H01M10/44;H02J7/00
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 胡莉莉;杜荔南

本發明涉及一種用于電壓控制地切斷在電池組模塊（34、38）或者電池組包（48）之內的電池組電池（22）并且用于電壓控制地切斷與所述電池組電池電連接的并且由所述電池組電池供電的電子部件（40、52.1－52.8、54）的方法。在低于所述電池組電池（22）中的電壓閾值時，到所述電子部件（40、52.1－52.8、54）的供電線路（44、46、68、70）自動地被中斷和/或電池組模塊（34、38）的電池組電池（22）與電池組或者電池組包（48）的主回路被分開。

背景技術

US 5,142,162公開了一種用于車輛的電系統的控制系統，其中電池組（Batterie）與電載荷被分離，以便避免電池組的過度放電。為此，電池組與作為開關或者將寄生載荷與電池組相連或者將寄生載荷與電池組分離的晶體管相連。

EP 0 542 365 A1公開了一種電路，在所述電路中電池組由場效應晶體管（MOS-FET）被保護以防過度放電。按照EP 0 542 365 A1，該場效應晶體管能夠實現：載荷如此長時間地由電池組供電，直到電池組的電池組電壓下降到場效應晶體管的被詳細說明的電壓值（柵極到源極切斷（Gate-To-Source-Cut））之下。

US 2005/0237686 A1涉及一種用于避免二次電池組的過度放電的方法。按照該方法，開關元件與二次電池組串聯。如果電池組被放電到預先確定的電壓水平之下，那么該開關元件將該二次電池組與載荷回路分離。按照該解決方案，尤其是施密特觸發器作為開關元件投入使用。

WO 2010/080017 A1涉及一種阻止汽車電池組的過度放電的電子保護電路。

大體上，按照如在下文所描述的當前的現有技術，牽引電池組被構造用于在車輛的電氣驅動裝置上使用：小單元形成真正的能量電池。該能量電池例如包括具有與的LiMn₂O₄或者LiFePO₄相混合的Li（Ni_x, Co_y, Mn₂）O₂作為活性材料的成分。這樣的電池組電池（Batteriezelle）按照其物理化學性質具有在2.8伏特－4.2伏特之間的電壓范圍。如果這樣的電池組電池被充滿電，這對應于為100％的SOC（SOC＝當前電荷量[Ah]除以根據電池的當前使用壽命狀態而是可能的最大電荷量[Ah乘以100％]），那么這樣的電池組電池的空載電壓通常為4.2伏特。

這樣的電池組電池不應該在其電壓范圍之外運行，因為否則可發生帶著部分安全關鍵的（sicherheitskritisch）后果的對電池組電池的損壞。按照現有技術被建造的電池組電池（如上面所描述的那樣）有在例如2.8伏特－4.2伏特之間的電壓范圍。在較低的溫度下，這樣，例如在大約－25攝氏度左右的溫度下，下運行極限由于較高的電池組電池內阻大多可被降低直至到2.1伏特上，以便使在執行例如混合動力車輛的冷態起動的情況下的電壓暴跌（Spannungseinbruch）成為可能。

大體上，蓄電池組電池（電池組電池）根據在正的陰極與負的陽極之間的偏移的電荷量而有典型的開路端電壓特性曲線（OCV開路電壓（Open Circuit Voltage））。

在牽引電池組中，如所述牽引電池組被用于車輛的電氣驅動裝置的那樣，電池組電池通常可以在確定的充電窗（Ladungsfenster）之內運行。充電窗例如由具有為90％的SOC直至為10％的充電狀態SOC的下限的SOC窗給出。與此相對應的充電狀態窗、也就是說SOC窗被適配到電池組電池的相應的電池化學上并且能夠實現可接受的老化狀態。然而已經表明：充電狀態極限（SOC極限）被擴展得越寬，越差的老化狀態在運行中的電池組電池中出現。針對電池組電池被放電得比為10％SOC的充電狀態SOC的下限更多的情況，電池組電池電壓很快地暴跌到很低的值。如果電池組電池已經低于這樣的充電狀態，那么涉及被過度放電的電池組電池。在這種情況下，相對應的電池組電池根據化學結構可以可逆地或者不可逆地被損壞。在這種情況下，這樣的電池組電池的正常的繼續使用是安全關鍵的狀態。