[发明专利]用于监控在休眠状态下的电池组串的电池组电池的设备

说明书

本发明涉及一种用于监控在休眠状态下的电池组串（10）的电池组电池（BT1–BTX）的设备（1），所述设备包括针对每个电池组电池（BT1–BTX）的差分电压单元（30），其中在每个差分电压单元（30）的下游都布置有带通滤波器（35），其中每两个带通滤波器（35）的输出端与差分放大器（36）的输入端连接，所述差分放大器具有下游的整流器（37），其中所述整流器（37）的输出端与比较器（38）的各一个输入端连接，其中所述比较器（38）的输出端与用于产生监控信号的至少一个逻辑单元（40）连接，其中所述设备（1）具有激励电路（20），所述激励电路被设计为在预先给定的时间内产生放电电流。

技术领域

本发明涉及一种用于监控在休眠状态下的电池组串的电池组电池的设备。

背景技术

在电池组串中的电池组电池例如由于制造缺陷、不容许的加热或其它损伤而引起尚未发现的损坏的情况下，可能发生热传播（热失控（thermal runaway））。出于安全原因，会努力尽早探测到该事件。在此，公知的传感装置具有各种缺点。

例如，公知气体或压力传感装置，借助于这些气体或压力传感装置来探测电池组电池是否脱气。这是在可能的热传播之前的相对短的时间点，使得反应时间相对应地被缩短。传统的电池电压测量也相互缓慢。直接测量所有电池组电池上的温度在电路技术方面非常复杂。另一种可能的方法是阻抗谱，该阻抗谱执行电流和电压测量并且据此根据频率来确定具有幅度和相位的阻抗。这样的测量周期持续几分钟并且消耗大量能量。

发明内容

因而，本发明所基于的技术问题在于：提供一种替代的用于监控在休眠状态下的电池组串的电池组电池的设备，该设备能够实现对热传播的及早的报警。

通过按照本发明的设备得到该技术问题的解决方案。本发明的其它有利的设计方案从从属权利要求中得到。

用于监控在休眠状态下的电池组串的电池组电池的设备具有针对该电池组串的每个电池组电池的差分电压单元。在此，电池组串是电池组电池的串联。在此，电池组串可以是电池组模块或者整个电池组，例如电动车辆或混合动力车辆的高压电池组。在此，借助于这些差分电压单元，在电池组电池的两个电池极处进行差分电压测量。在这些差分电压单元的下游分别布置有带通滤波器，以便将频率范围限制到特别有效力的频带上。在此，该频带取决于电池组电池类型，其中在这种情况下可以动用对这些电池组电池类型的阻抗谱测量的结果。每两个带通滤波器的输出端与差分放大器的输入端连接，以便这样来检测在这些带通滤波器处的两个输出信号之间的偏差。在此，分别相邻的带通滤波器可以被引导到一个差分放大器上，但是彼此相距更远的带通滤波器也可以被引导到一个差分放大器上。差分放大器的输出端与整流器、优选地双向整流器连接。接着，在整流器的输出端上存在单极电压信号。接着，整流器的输出端与比较器的输入端连接，这些比较器的输出端与用于产生监控信号的逻辑单元的输入端连接，其中该逻辑单元在最简单的情况下是或门。该设备还具有激励电路，该激励电路被设计为在预先给定的时间内产生放电电流。经此，使电池组串临时承受负载，这在电池组电池上的电压变化中能被察觉到。现在，在特定的频带中将这些差分电压变化彼此进行比较。在带通滤波器处的输出信号与其余的输出信号有偏差的情况下，这表明：有电池组电池损坏和/或与其它电池组电池相比过热，因此这能在没有直接温度测量的情况下就被检测到。如果情况如此，则逻辑单元产生信号，以便引入相对应的措施。例如，可以激活更复杂的监控装置，该监控装置具有更高的静态电流需求，但是为此可以对电池组电池进行精确检查。替代地或补充地，可以生成报警消息和/或开始对电池组电池的冷却。该设备的优点在于：该设备无需更复杂的微处理器就提供对电池组电池的可能的故障的初始指示，其中由于很多单元都可以用无源元件来形成，所以静态电流需求非常低。在此可以规定：有源器件（诸如差分放大器）只在测量时间内与供电电压连接，也就是说激励电路对该设备进行接通和关断。

在一个实施方式中，激励电路具有继电器或半导体开关（例如MOSFET或IGBT）以及控制电路。继电器的优点在于电流隔离，但是与半导体开关相比，可达到的切换时间短，使得应优选半导体开关来执行更快的测量。