[發明專利]用于電池放電的設備和方法以及電池、電池系統和車輛

有效

• 申請號: 201510347939.X
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN105322606B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: M.岡澤默;P.費伊爾施塔克
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周志明;宣力偉

本發明涉及一種用于將電池（10；10’）放電的設備，該設備包括多個電池單池（100₁、…、100_n），其特征在于：負載元件（200₁、…、200_n），該負載元件用于通過將電能轉化為熱能而選擇性地將多個電池單池（100₁、…、100_n）的電池單池（100₂）放電；熱存儲元件（300），該熱存儲元件與負載元件（200₁、…、200_n）熱連接，以用于接收和臨時存儲被轉化的熱能；和控制裝置（400），該控制裝置用于監測電池（10；10’）并且通過負載元件（200₁、…、200_n）引起電池單池（100₂）的放電。本發明還涉及電池（10；10’）、電池系統、車輛和用于將電池（10；10’）放電的方法。

背景技術

可預見的是：無論是在靜止應用中、例如在風力發電設備中，還是在移動應用中、例如在電動車輛（electric vehicle，EV）或混合動力車輛（hybrid electric vehicle，HEV）中，都將例如具有鋰-離子-蓄電池、鋰-聚合物-蓄電池或鎳-金屬混合物-蓄電池的、增加的新的電池系統用作可再次充電的電能存儲器（EES）。

電池系統必須在可使用的能量含量、充電/放電效率、可靠性、壽命和由于頻繁的部分放電導致的不希望的容量損失方面滿足很高的要求。

電池系統包括多個電池單池。由于其單池內阻和所發生的電化學過程，電池單池在充電和放電期間發熱。電池單池可以串聯（Serie）連接以提高電壓，和/或可以并列連接，以提高最大電流。在此，電池單池可以組合為電池單元或電池模塊。在用于驅動車輛時，例如可以將大約100個電池單池（作為牽引電池）串聯或并聯連接。在高壓電池系統的情況下，總電壓因此可達例如450V或甚至600V。

鋰-離子-蓄電池單池包括高反應性化學內容物，使得為實現無危險的運行必須維持一定的運行參數，例如最大的充電電壓。因此，監測帶有鋰-離子-蓄電池單池的電池系統。為此，例如可以連續地監測或測量每個蓄電池單池的電壓和/或溫度。盡管如此仍然不可完全排除危險的運行狀態，所述危險的運行狀態例如可能由于違反運行參數、錯誤使用或操作或由于老化導致的化學變化所導致。這可能例如導致蓄電池單池的熱穿透（ThermalRunaway），這形成對于人員和環境的危險。

DE 10 2010 029 806 A1已經公開了一種用于車輛的電系統，所述電系統包括：電功率源，特別是用于驅動電動馬達的電功率源；開關，通過該開關可構成或可中斷車輛的功率源和車載網絡之間的電連接；控制裝置，所述控制裝置構造用于在由與該控制裝置連接的傳感器裝置可檢測到的預先確定的狀態下促動開關，以便中斷功率源和車載網絡之間的電連接；和帶有布置在其內的限定的放電電阻的短路導線，以用于受控地將與開關和功率源連接的功率源放電，所述短路導線與開關和功率源的連接使得通過操作開關以將功率源和車載網絡的連接分離，可選擇性地將功率源短路連接。

為了進一步提高蓄電池（電池）和蓄電池系統（電池系統）的安全性，因此要求改進在危險情況下蓄電池和蓄電池系統的放電。

發明內容

帶有獨立權利要求的特征的根據本發明的設備和方法的優點是，已充電的電池單池例如鋰-離子-蓄電池單池例如在損壞和/或可能的危險如著火危險時在短時間內可以被放電。在此，所出現的不可直接地例如散發給電池的冷卻系統的熱能首先被存儲。因此，可以降低或避免在放電期間的電池單池的熱負荷或者甚至過負荷。由此，熱穿透和/或著火危險可以被明顯地降低或最好地情況下甚至被禁止。因此，可以明顯地提高或改進電池或鋰-離子-蓄電池的安全性。當負載元件對多個電池單池的僅一個電池單池或一些電池單池放電時，與對全部電池放電相比，熱能的量可以降低。此外，采用多個電池單池的剩余的電池單池可以保證電池的受限制的繼續運行（緊急運行）。

本發明的有利的實施方式在從屬權利要求中描述。