[發明專利]保護裝置和方法、電池系統和帶有保護裝置的電池單體

有效

• 申請號: 202010098746.6
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111591139B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: M·辛特伯格;B·海倫塔爾;P·皮爾格拉姆
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L58/10;H01M10/48;H01M50/583;H02H3/08;H02H7/18
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 汪勤;吳鵬

本發明涉及用于在電氣短路(24)的情況下在機動車(10)的電池系統(11)中關斷至少一個電池單體(14)的保護裝置(18)，其中保護裝置(18)設置成，引導流經所述至少一個電池單體(14)的電流(I)通過測量元件(19)，其中所述電流(I)根據其電流強度和/或其電流強度梯度產生測量電壓(21)。本發明設定，測量元件(19)與模擬監控電路(20)耦聯，其中比較裝置(30)設置成，對于如下情況產生觸發信號(23)，即所述電流強度在預定持續時間(35)內至少提高預定的德爾塔值(D)；以及開關裝置(25)設置成，接收所述觸發信號(23)且在接收到所述觸發信號(23)時通過至少一個開關元件(S1、S2)的開關中斷所述電流(I)。

技術領域

本發明涉及一種用于在識別到電氣短路的情況下在電池系統中關斷至少一個電池單體的保護裝置。保護裝置可用于機動車或靜態蓄能器的電池系統。本發明也包括電池單體和電池系統，其各自設置成，借助于保護裝置中斷短路。本發明也包括帶有按照本發明的電池系統的機動車。最后也提供一種用于在至少一個電池單體中關斷產生的短路電流的方法。

背景技術

在機動車中感興趣的是，在短路的情況下在其電氣網絡中保護電池系統免于損害，因為短路電路可以持久傷害電池系統的電池單體。因此，在出現短路時必須識別該短路以及中斷短路電流。這越快地實施，那么在電池單體中的損害越小，例如熱損害或者電化學單體的損壞。

由專利文獻EP?2?194?600?B1為此已知的是，用于中斷電池電流的開關元件可集成到這樣的電池中。

由專利文獻DE?10?2011?121?604?A1已知的是，在短路達到其完全的短路電流強度之前，就已經可以識別短路，其方法是檢測電流強度的梯度的不允許的大的電流升高而隨后打開保護開關。

由專利文獻DE?10?2013?220?760?A1同樣描述基于電流梯度的短路探測裝置，其還可以集成到電池單體中。電池單體的電流的電流強度可以借助于分流電阻檢測。電流梯度可以直接借助于線圈測量。

由專利文獻DE?10?2017?203?211?A1已知機動車的車載電網的監控，其也監控電流強度的梯度。

由專利文獻US?2015?048?799?A1已知所謂的智能電池，其中根據當前的運行狀態可以實施充電和放電過程。

已知的監控方法基于：用于中斷短路的開關元件的控制可由微控制器控制，微控制器可在達到完全短路電流強度之前已經識別在短路情況下的電流強度的升高。但是這需要：以相應大的掃描頻率實施測量信號的數字化。由此，這樣的保護裝置在實施中是非常昂貴的。

發明內容

本發明的目的在于，在短路的情況下中斷在至少一個電池單體中的電流。

該目的通過獨立權利要求的主題解決。本發明有利的實施形式通過從屬權利要求、如下說明書中的描述以及附圖描述。

通過本發明提供一種用于在電池系統中關斷至少一個電池單體的保護裝置。電池系統在此可運行在機動車或靜態蓄能器中。關斷在電氣短路的情況下進行。保護裝置設置成，引導流經所述至少一個要保護的電池單體的電流通過測量元件，在測量元件中，電流根據其電流強度和/或根據其電流強度梯度(電流強度隨時間的變換)產生測量電壓。這樣的測量元件例如可以具有分流電阻(用于電流強度關系)和/或電感(用于梯度關系的電氣線圈)。電池單體的關斷如此實現，其方法是通過切換/關斷至少一個開關元件的來中斷或關斷所述電流。