[發明專利]本質安全的電池組電池的接通延遲

有效

• 申請號: 201580073316.6
• 申請日: 2015-12-16
• 公開（公告）號: CN107210613B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: P.希倫布蘭德
• 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
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 胡莉莉;杜荔南

本發明涉及一種電池組電池單元（10），所述電池組電池單元（10）包括可再充電的電化學電池組電池（11）、與所述電池組電池（11）并聯連接的監控和控制單元（12）和構造為半橋（14）的耦合單元，所述半橋（14）具有第一功率半導體（15）和第二功率半導體（16）。所述電池組電池單元（10）配備有集成電路（20），所述集成電路（20）具有噪聲源（21）。借助所述噪聲源（21）可實現接通延遲。此外，本發明還涉及一種用于如下電池組系統的開關方法：所述電池組系統包括多個本質安全的電池組電池單元（10）。

技術領域

本發明涉及可再充電的電池組電池單元（Batteriezelleinheit），所述電池組電池單元可以被聯接成電池組模塊，并且本發明尤其是涉及具有接通延遲的本質安全的電池組電池單元，以及涉及一種用于本質安全的電池組電池單元的開關方法（Schaltverfahren）。

背景技術

有工作能力的可一再充電的（通常包括多個相互電接線的電池組電池的）電池組模塊是電動和混合動力車輛技術的重要部件。特別地，在該行業中所需的對如下電池組系統的性能（Leistungsfaehigkeit）和安全的要求（Auflage）屬于對開發蓄電池工藝的挑戰：所述電池系統可以包括多個相互接線的電池組模塊并且因此包括相對大數目的電池組電池。在汽車工業中，越來越多地使用鋰離子電池。鋰離子電池組的特點在于其高的能量密度和電池電壓。然而，鋰離子電池組關于過量充電以及過度放電是相對敏感的。

為了提高主要是鋰離子電池組的安全，值得去追求的是本質安全的電池組電池和電池組模塊，所述本質安全的電池組電池和電池組模塊可以利用與其關聯的電子裝置本身來防止不允許的電運行狀態，而在此不應依賴電池組管理系統的電子裝置的功能。本質安全的電池組電池要是防短路的、不易燃的并且是無爆炸性的，而且也沒有觸發放熱反應（按英語用法也稱作為“thermal runaway（熱失控）”）。從現有技術中，例如已知了本質安全的電池組電池，所述本質安全的電池組電池具有電子部件、譬如超快速的放電電路，所述超快速的放電電路保護電池組電池不受干擾情況（如內部的或者外部的短路、過載、過度放電或者不允許的外部加熱）影響。

為了達到電池組模塊或者電池組系統的總電壓的確定的值，根據當前的現有技術，多個電本質安全的電池組電池由上級的控制單元（例如電池組管理系統）根據預給定的概率而被接通，所述電本質安全的電池組電池要么相互串聯接線和/或相互并聯接線。為了使各個電池組電池的性能最大化并且延長所述各個電池組電池的使用壽命，各個電池組電池配備有電子裝置，以便測定（ermitteln）自己的狀態條件，并且與此相應地實施自己的開關狀態。使用電池組電池的優先級設定典型地要么根據各個電池組電池的充電狀態要么根據各個電池組電池的老化來進行，所述各個電池組電池的充電狀態按英語用法也稱作State of Charge（SOC，充電狀態），所述各個電池組電池的老化按英語用法也稱作Stateof Health（SOH，健康狀態）。為了實現該開關方法，按照當前的現有技術，每個單個電池組電池都配備有微處理器單元，該微處理器單元按英語用法也稱作Micro-Control-Unit（MCU，微控制單元），所述微處理器單元測定相對應的電池組電池的開關概率。這是極大的技術開銷，并且此外還使電池組管理系統承受負荷，并且尤其是使通信總線的信息密度承受負荷。

從US 2012/0274140 A1中公開了一種電池組系統，該電池組系統具有與控制單元相連的開關裝置。該開關裝置包括多個電池組電池和布線，該布線使得控制單元能夠改變在電池組模塊中的各個電池組電池的組合。在此，可以考慮各個電池組電池的充電狀態和老化、電池組模塊的以前的發展情況，以及考慮環境條件和制造商預給定。借助該開關裝置，可以使電池組模塊的輸出電壓與消費者的需要、例如電動機相適應。

從現有技術中已知的用于電池組電池或者電池組模塊的開關方法具有相對高的復雜度，所述開關方法以效率為代價并且導致在各個電池組電池與電池組管理系統之間的通信總線的強烈滿載。通信總線的過載可能引起在接通或斷開電池組模塊或者電池組系統的電池組電池時的延遲。經此，可能損害用于調節（Einstellung）確定的額定電壓的控制裝置的精度。