[發明專利]蓄電池組和用于蓄電池組的充電方法

在審

• 申請號: 201980056468.3
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN112913105A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: J·馬克;M·塞格雷;C·克利
• 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: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

本發明涉及一種蓄電池組(100)，所述蓄電池組具有預給定數量(n)的彼此連接的單個蓄電池單元(Z_1,…,n)以及用于所述單個蓄電池單元(Z_1,…,n)的監測單元(110)，所述監測單元尤其是SCM電路(112)形式的，其中，所述監測單元(110)具有無源輸入電路(120)，所述監測單元(110)構造用于，借助配屬于所述監測單元(110)的時間測量單元(132)，尤其基于電壓(U_1,…,n)的上升時間(T_An1,…,n)的測量，識別所述無源輸入電路(120)內的不同的電故障(F_1,…,4)。

技術領域

本發明涉及一種蓄電池組，其具有預給定數量的彼此連接的單個蓄電池單元和用于單個蓄電池單元的尤其是根據SCM電路(“單電池監測”電路)的形式的監測單元，其中，該監測單元具有無源輸入電路。

背景技術

從現有技術中已知這種蓄電池組，其具有預給定數量的彼此連接的單個蓄電池單元和監測單元。在此，監測單元根據用于單個蓄電池單元的SCM電路形式來構造，并具有無源的輸入電路。

在這種蓄電池組中，通常將多個蓄電池單元彼此串聯和/或并聯地電連接，以實現更高的電功率。為了實現特別高的能量密度，在此尤其使用鋰離子蓄電池或鋰聚合物蓄電池。在這些蓄電池技術中，每個單元必須在由電壓、電流和溫度定義的確定的運行參數范圍內工作。為了確保對于蓄電池組的每個單個蓄電池單元始終滿足所述運行參數范圍，例如借助所謂的“單電池監測”(SCM)方法連續地監測單個蓄電池單元的電壓。通過SCM方法確保，首先在充電過程中沒有蓄電池單元運行超過其允許的充電終止電壓或目標電壓。對于SCM方法需要將兩個串聯連接的蓄電池單元之間的連接點的電信號進一步傳遞到監測單元。

例如借助所謂的SCM電路來實現SCM方法，SCM電路例如是TexasBQ771800的集成電路，或微控制器與所謂的無源前端或者說輸入電路的組合。通常借助所謂的“明線探測(open wire detection)”來檢查蓄電池單元連接點和SCM電路之間的電連接。在此背景下，依次短暫地激活開關，這至少短暫地跨接SCM電路的電壓測量輸入端。因此，各個分配的濾波電容器限定地短暫放電。隨后，再次打開相關的開關。在短時間后，再次檢查SCM電路短暫跨接的電壓測量輸入端處的電壓。如果存在“明線”，則電容器尚未再次充電，這能夠借助SCM電路檢測。為了使SCM電路即使在輸入電路內出現單個電故障時也可靠地限制充電終止電壓，此外需要將相關的電路部分設計成單故障安全(einzelfehlersicher)。然而這需要對相關的電路部分的高開銷的冗余設計。SCM電路的輸入電路的冗余也是有問題的，因為在特殊絕緣保護的意義上需要蓄電池單元的各個分支的電信號，也就是說，在發生故障時，它們可能導致高電流和/或高電壓，這可能導致熱繼發故障。此外，SCM電路的輸入電路中也會出現以前已知的“明線探測”不能夠檢測的電故障。

發明內容

本發明涉及一種蓄電池組，其具有預給定數量的彼此連接的單個蓄電池單元和用于單個蓄電池單元的尤其根據SCM電路的形式的監測單元，其中，該監測單元具有無源的輸入電路。監測單元構造用于借助分配給監測單元的時間測量單元尤其基于對電壓的上升時間的測量來識別無源輸入電路內的不同電誤差。

因此，本發明使得能夠連續地檢查監測單元的無源輸入電路是否存在不同的電故障。可以省略出于安全原因原本需要的、無源輸入電路的冗余設計。監測單元的所有功能性優選借助集成的數字微控制器來實現。

優選地，監測單元具有用于檢測電壓的至少一個電壓測量器以及電子開關。因此，能夠對蓄電池組的每個單個蓄電池單元進行單獨的監測。在監測單元或微控制器內能夠為每個蓄電池單元設置一個單獨的電壓測量器，尤其是模/數轉換器。替代地，也可以只借助僅一個電壓測量器和連接在其前面的多通道的模擬多路復用器(Analogmultiplexer)在時間上錯位地測量各個電壓。

無源輸入電路優選地具有多個電阻和電容器。由此能夠產生電壓在時間上的上升曲線或變化過程。