[发明专利]保护装置和方法、电池系统和带有保护装置的电池单体

说明书

本发明涉及用于在电气短路(24)的情况下在机动车(10)的电池系统(11)中关断至少一个电池单体(14)的保护装置(18)，其中保护装置(18)设置成，引导流经所述至少一个电池单体(14)的电流(I)通过测量元件(19)，其中所述电流(I)根据其电流强度和/或其电流强度梯度产生测量电压(21)。本发明设定，测量元件(19)与模拟监控电路(20)耦联，其中比较装置(30)设置成，对于如下情况产生触发信号(23)，即所述电流强度在预定持续时间(35)内至少提高预定的德尔塔值(D)；以及开关装置(25)设置成，接收所述触发信号(23)且在接收到所述触发信号(23)时通过至少一个开关元件(S1、S2)的开关中断所述电流(I)。

技术领域

本发明涉及一种用于在识别到电气短路的情况下在电池系统中关断至少一个电池单体的保护装置。保护装置可用于机动车或静态蓄能器的电池系统。本发明也包括电池单体和电池系统，其各自设置成，借助于保护装置中断短路。本发明也包括带有按照本发明的电池系统的机动车。最后也提供一种用于在至少一个电池单体中关断产生的短路电流的方法。

背景技术

在机动车中感兴趣的是，在短路的情况下在其电气网络中保护电池系统免于损害，因为短路电路可以持久伤害电池系统的电池单体。因此，在出现短路时必须识别该短路以及中断短路电流。这越快地实施，那么在电池单体中的损害越小，例如热损害或者电化学单体的损坏。

由专利文献EP 2 194 600 B1为此已知的是，用于中断电池电流的开关元件可集成到这样的电池中。

由专利文献DE 10 2011 121 604 A1已知的是，在短路达到其完全的短路电流强度之前，就已经可以识别短路，其方法是检测电流强度的梯度的不允许的大的电流升高而随后打开保护开关。

由专利文献DE 10 2013 220 760 A1同样描述基于电流梯度的短路探测装置，其还可以集成到电池单体中。电池单体的电流的电流强度可以借助于分流电阻检测。电流梯度可以直接借助于线圈测量。

由专利文献DE 10 2017 203 211 A1已知机动车的车载电网的监控，其也监控电流强度的梯度。

由专利文献US 2015 048 799 A1已知所谓的智能电池，其中根据当前的运行状态可以实施充电和放电过程。

已知的监控方法基于：用于中断短路的开关元件的控制可由微控制器控制，微控制器可在达到完全短路电流强度之前已经识别在短路情况下的电流强度的升高。但是这需要：以相应大的扫描频率实施测量信号的数字化。由此，这样的保护装置在实施中是非常昂贵的。

发明内容

本发明的目的在于，在短路的情况下中断在至少一个电池单体中的电流。

该目的通过独立权利要求的主题解决。本发明有利的实施形式通过从属权利要求、如下说明书中的描述以及附图描述。

通过本发明提供一种用于在电池系统中关断至少一个电池单体的保护装置。电池系统在此可运行在机动车或静态蓄能器中。关断在电气短路的情况下进行。保护装置设置成，引导流经所述至少一个要保护的电池单体的电流通过测量元件，在测量元件中，电流根据其电流强度和/或根据其电流强度梯度(电流强度随时间的变换)产生测量电压。这样的测量元件例如可以具有分流电阻(用于电流强度关系)和/或电感(用于梯度关系的电气线圈)。电池单体的关断如此实现，其方法是通过切换/关断至少一个开关元件的来中断或关断所述电流。