[發(fā)明專利]用于保護電池系統(tǒng)的保險系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880028709.9
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN110892602A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 諾爾曼·溫克勒;托馬斯·納夫拉特;斯特凡·萊因霍爾德
• 申請（專利權(quán)）人: 茵迪朗有限責任公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H3/087;H02H3/093
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 顏思晨

本發(fā)明涉及用于電池系統(tǒng)(200)中的過流保護的保險系統(tǒng)(10)，具有：用于中斷電池系統(tǒng)(200)中的電流路徑(P)的保險元件(70)，用于查明專屬于該電流路徑(P)的電流(I)的采集信息(E)的采集單元(20)，用于執(zhí)行采集信息(E)與可調(diào)整的熔斷預(yù)定條件(S)的比較以發(fā)現(xiàn)過電流狀態(tài)的電子處理單元(50)，其中該處理單元(50)與該保險元件(70)有效連接以便依據(jù)比較結(jié)果斷開該保險元件(70)，從而在肯定發(fā)現(xiàn)過電流狀態(tài)時根據(jù)可調(diào)整的脫扣特性進行中斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于電池系統(tǒng)中的保護尤其是過流保護的保險系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及電池系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)以及用于電池系統(tǒng)中的保護方法。

背景技術(shù)

鋰電池(即鋰離子蓄電池)是能量密度高的高效能蓄電池。但鋰電池通常具有低的內(nèi)電阻，因此如果沒有合適的措施就會出現(xiàn)巨大的短路或過電流。

從現(xiàn)有技術(shù)中知道的一種可阻止短路的可行方案是使用不可逆的保險裝置如熔斷器作為過流保護。它可被集成在主電流路徑中以在過電流時阻止電池系統(tǒng)的電流流動。但這樣的保險裝置在鋰電池功率級中是相對高成本的，因為必須提供高的開斷容量。此外須保證正常工作電流(在電池系統(tǒng)工作范圍內(nèi))與斷開電流(其導(dǎo)致保險裝置斷開)相差足夠大。這通過選擇具有合適的脫扣特性的保險裝置實現(xiàn)。

但這可能造成以下問題，保險裝置的熔斷特性曲線不適用于許多應(yīng)用場合。比如，熔斷器的熔斷特性曲線可具有一個臨界區(qū)域，在該臨界區(qū)域內(nèi)需要很高電流來斷開保險裝置。此時有以下危險，電流路徑內(nèi)的其它元器件被高電流損壞。另外，熔斷特性曲線也可具有另一個臨界區(qū)域，在該另一個臨界區(qū)域內(nèi)存在誤開斷危險。另外，許多類型的保險裝置可能具有其響應(yīng)時間太緩慢的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的任務(wù)是至少部分消除前述缺點。本發(fā)明的任務(wù)尤其是提供低成本的和/或更快速的和/或效能更高的保險裝置用于電池系統(tǒng)、尤其是鋰電池系統(tǒng)的過流保護。

前述任務(wù)通過一種具有權(quán)利要求1的特征的保險系統(tǒng)、一種具有權(quán)利要求8的特征的電池系統(tǒng)、一種具有權(quán)利要求9的特征的電池管理系統(tǒng)以及通過一種具有權(quán)利要求13的特征的方法完成。本發(fā)明的其它特征和細節(jié)來自各自從屬權(quán)利要求、說明書和附圖。在此，關(guān)于本發(fā)明的保險系統(tǒng)所描述的特征和細節(jié)顯然也關(guān)于本發(fā)明的電池系統(tǒng)、本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)以及本發(fā)明的方法是適用的，反之亦然，因此，關(guān)于對一些發(fā)明方面的公開內(nèi)容總是相互參照或可相互參照。

該任務(wù)尤其通過一種用于在電池系統(tǒng)(即尤其具有呈充電電池形式的蓄電池)中的保護、最好是過流保護的保險系統(tǒng)完成，具有：

-用于(尤其不可逆地和/或至少有時)中斷電池系統(tǒng)中的電流路徑(尤其電路)的(尤其不可逆的)保險元件，

-用于查明(至少)一個采集信息的采集單元(尤其帶有集成在電流路徑中的分流電阻)，所述采集信息至少專屬于電流路徑的電流，即尤其是可以說明在電流路徑中流動的電流的電流強度，

-用于執(zhí)行采集信息與(可調(diào)的、或許非線性可調(diào)或線性可調(diào)和/或非線性或線性或分級設(shè)計的)熔斷預(yù)定條件比較的電子處理單元，以便最好探測發(fā)現(xiàn)過電流狀態(tài)，即尤其電池系統(tǒng)中的故障狀態(tài)，其例如表明(即將面臨)短路。

此時尤其規(guī)定，該處理單元與該保險元件(尤其電)有效連接，即優(yōu)選(或許至少部分電)連接至保險元件，例如通過處理單元的至少一個導(dǎo)電接線端，以便最好根據(jù)比較結(jié)果來觸發(fā)保險元件，從而優(yōu)選在肯定發(fā)現(xiàn)過電流狀態(tài)時依據(jù)(可調(diào)的和/或線性或非線性尤其是分級的、保險系統(tǒng)或保險元件的)脫扣特性進行開斷，以尤其優(yōu)選在發(fā)現(xiàn)過電流狀態(tài)時主要和/或不可逆地執(zhí)行通過保險元件的開斷。

這有以下優(yōu)點，通過該保險系統(tǒng)能提供很高效能的保險裝置用于電池系統(tǒng)，其允許在發(fā)現(xiàn)過電流狀態(tài)時可靠快速觸發(fā)。尤其在此情況下如此提升高效能，即，可調(diào)的脫扣特性通過可調(diào)的熔斷預(yù)定條件提供。這允許靈活且低成本地調(diào)整保險裝置以適應(yīng)不同的應(yīng)用場合或還有電池系統(tǒng)的復(fù)雜工作范圍。