[发明专利]具有蓄电池保护器和诊断装置的蓄电池系统及其诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池系统，所述蓄电池系统具有包括多个蓄电池单元的蓄电池和诊断装置，所述蓄电池在输入侧可经由至少一个保护器与直流中间电路连接，所述诊断装置用于所述至少一个保护器的状态诊断。此外，本发明涉及一种所属的用于蓄电池保护器的状态诊断的方法。

背景技术

将来，无论是在诸如风力发电设备的静态的应用还是在诸如混合动力和电动机动车的机动车中，都将越来越多地应用新型的蓄电池系统，在可靠性方面对这些蓄电池系统提出了极高的要求。这样的高的要求的背景在于所使用的蓄电池系统的蓄电池的故障将能够导致安全相关的问题。在图1中示出了这样的蓄电池系统10的原理图。为了借助于蓄电池系统10达到所要求的功率和能量数据，在蓄电池系统10的蓄电池(蓄电池组)20中将单个的蓄电池单元21串联连接并且部分附加地并联连接。为了简化图示，在图1中仅设计了唯一的具有附图标记21的蓄电池单元。在图1中所示出的方案的问题在于其中串联连接多个蓄电池单元21，在该串联电路中产生的高的输出电压UB中，从而形成了蓄电池(高压蓄电池)20，该输出电压在无需应用合适的措施的情况下持续地施加在机动车的车载电网(高压车载电网)40之上。在该车载电网40上所施加的电压，即所谓的“左电压”，在图1中以UBN来标记。在图1中所示出的蓄电池系统10中，蓄电池20借助于直流中间电路的电容器30与机动车的车载电网40相连接。

因为高的电压UBN在不采取合适的措施的情况下将持续地施加在机动车的车载电网40上，所以通常应用保护器50、60，它们在需要时将蓄电池20从车载电网40分离。在此，出于安全缘由，在蓄电池20的正极处和负极处应该分别存在单独的保护器50、60，它们既被设置用于高的蓄电池单元UB并且在必要时也能够分离超过1000A的短路电流。保护器50在其极51上与蓄电池20并且在其极52上与车载电网40连接。保护器60在其极61上与蓄电池20并且在其极62上与车载电网40连接。

为了确保将具有高的蓄电池电压UB的蓄电池20从车载电网40分离，前述的安全要求之一在于检验保护器50、60的功能并且准确地诊断故障功能。所以，保护器50、60的一个特别危险的必须被诊断出的故障功能例如为保护器50、60或者其保护器接触在实际的操控时粘接(kleben)并且不会如操控的那样断开。保护器50、60也能够被如此地摧毁，即它们不会如操控的那样断开。对于诊断功能的实现来说，需要使用合适的装置和算法。

依据当前的现有技术已知了用于实现保护器粘接诊断功能的拓扑结构，其被构造为用于实现在两个保护器的四个接触极上的电压测量的电路装置，这两个保护器分别在正的或者负的蓄电池极处被设置在相应的蓄电池极和车载电网之间。这样的电路拓扑结构例如由文献EP2308714A2已知。在已知的电路拓扑结构中还能够含有参考电压，在确定的诊断态势时接通该参考电压。在接触器断开时将分析在两个保护器的四个极之间的电势差。将部分地通过限定的阻抗或者电阻分压器/分压器来预先给定该电势差。

由现有技术已知的用于诊断保护器的粘接状态的方法具有以下缺点(保护器根据开关状态考虑电压差)，即这样的保护器对于极电势间的电压过耦反应太敏感了。此外，该方法对于蓄电池极和车载电网极之间的阻抗改变太敏感了。再者，在同时分析电压差时对于完整的诊断来说必须执行开关频率。这样的川页序通常在行驶周期开始或者结束时执行。在此，因为必须维持开关时间并且瞬态分析扮演一个角色，通常能够根据方法的不同得出起始延时，即直至诊断结束。

此外，由文献DE102004041998A1已知了一种用于预报继电器或者保护器的可用性的方法，其中，重复测量流过该继电器或者保护器的电流。在这样的方法中，借助于所测量的电流值并且基于继电器或者保护器的已知的电流-温度-特征曲线估计保护器的继电器的当前温度。然后，借助于所估计的温度作出关于继电器或者保护器的可用性，尤其是关于粘接状态的预报。

发明内容

依据本发明公开了一种蓄电池系统和用于蓄电池保护器的状态诊断的方法。