CN103534860A - 用于在制造电池组时选出电化学单电池的方法和具有电化学单电池的电池组 - Google Patents

用于在制造电池组时选出电化学单电池的方法和具有电化学单电池的电池组 Download PDF

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Abstract

一种用于在制造具有多个电化学单电池的电池组时选出电化学单电池的方法，所述方法包括如下步骤：（S1）获取待检查的单个电化学单电池的参数数据（DPar.），（S2）将所获取的参数数据（DPar.）传输给控制单元，（S3）将所获取的参数数据（DPar.）分配给电化学单电池，和（S4）借助控制单元确定，对于被分配有参数数据的电化学单电池而言是否存在参数数据（DPar.）相对于预定的参数值（WPar.、WPar.1、WPar.2、WPar.3、WPar.4、WPar.5）的预定的关系。此外，所述方法还包括如下步骤：（S5a）如果在确定步骤（S4）中确定了存在预定的关系则将被分配有参数数据（DPar.）的电化学单电池输送到第一生产线用于制造第一种电池组，或（S5b）如果在确定步骤（S4）中确定了不存在预定的关系则将被分配有参数数据（DPar.）的电化学单电池输送到第二生产线用于制造第二种电池组。

Description

用于在制造电池组时选出电化学单电池的方法和具有电化学单电池的电池组
本发明涉及一种用于在制造具有多个电化学单电池的电池组时选出电化学单电池的方法，和一种根据所述方法制造的电池组。
电化学储能器，如下也作为电化学或伽伐尼单电池表示，经常以可堆叠的单元形式被制造，从中通过结合多个这种单电池，电池组能被制造用于不同的应用，特别是在电驱动的交通工具中使用。本发明关于在交通工具中的使用被说明，其中当然要指出的是，这种方法和相应设计的电化学单电池也能不依赖于交通工具工作，例如静止的使用。
优先权申请DE102011101793的全部内容通过引用成为本申请的一部分。
现有技术已知不同的用于制造电池组的方法，所述电池组具有多个电化学单电池。
本发明的基本任务在于，提供一种用于在制造具有多个电化学单电池的电池组时选出电化学单电池的改进的方法，和一种相应的电池组。
该任务被根据权利要求1所述的用于在制造电池组时选出电化学单电池的方法和被根据权利要求13所述的电池组解决。从属权利要求涉及到本发明的有益改进。
根据第一观点，依据用于在制造具有多个电化学单电池的电池组时选出电化学单电池的方法，该任务由此被解决，所述方法包括如下步骤：获取待检查的单个电化学单电池的参数数据用于评定电化学单电池的品质；将所获取的参数数据传输给控制单元；将参数数据分配给电化学单电池；和借助控制单元确定，对于被分配参数数据的电化学单电池而言是否存在参数数据相对于预定参数值的预定的关系。该方法的优点是，鉴于待选出的电池组应用，在成本和质量以及设计方案的观点下在制造时能提高产量。特别地，用于电池组或电池组组件的电化学单电池能按所需的预定品质被选出。这样例如具有第一、最好是提高的品质的电池组能被应用于原装件，同时具有第二、最好是一般的品质的电池组能被应用于备用件市场。此外，例如具有第三品质的电池组能被应用于固定应用。
关于电化学单电池应被理解为电化学储能器，就是说一种将能量以化学形式存储、以电形式输出到负载并且最好是也能以电形式从充电设备吸收的设备。这种电化学储能器的重要例子是伽伐尼单电池或燃料电池。电化学单电池具有至少一个第一和第二设备用于存储不同的电荷，以及用于产生这两个所述设备的有效电连接的介质，其中载流子能在这两个设备之间转移。用于产生有效电连接的介质可理解为例如是用作离子导体的电解质。
关于参数数据应被理解为不只是多个的参数数据，而且若有可能也是单个的参数数据。相应地，关于预定参数值应被理解为不只是多个的预定参数值，而且若有可能也是单个的预定的参数值。
已证明有利的是，借助与控制单元进行确定的步骤包括如下的确定步骤中的至少一个：确定所传输的参数数据是否具有预定的第一参数值；和/或，确定所传输的参数数据是否不具有预定的第二参数值。
优选地，借助控制单元进行确定的步骤包括如下的确定步骤中的至少一个：确定所传输的参数数据是否超过预定的第三参数值；和/或，确定所传输的参数数据是否未超过预定的第四参数值。
此外，所述方法能包括如下的输送步骤中的至少一个：如果在确定步骤中确定了存在预定关系则将被分配有参数数据的电化学单电池输送到第一生产线用于制造第一种电池组；或者，如果在确定步骤中确定了不存在预定关系则将被分配有参数数据的电化学单电池输送到第二生产线用于制造第二种电池组。
此外，借助控制单元进行确定的步骤还包括如下步骤：确定参数数据是否位于围绕预定的第五参数值的至少一个预定的参数值范围内。
对于所述方法已证明有利的是，为输送到第一生产线用于制造混合单电池电池组，第一参数值范围为1.2%，优选为0.6%。
此外已证明有利的是，为输送到第二生产线用于制造插入式混合电池组，第二参数值范围为3%，优选为1.5%，其中优选的是被输送到第二生产线的电化学单电池的参数数据处于前述第一实施例的参数值范围之外，特别是处于前述第一实施例的优选参数值范围之外。
此外已证明有利的是，为输送到第三生产线用于制造电动交通工具电池组或设备电池组，第三参数值范围为4.5%，优选为2.2%，其中优选的是被输送到第三生产线的电化学单电池的参数数据处于前述第一实施例的参数值范围之外，特别是处于前述第一实施例的优选参数值范围之外；和/或优选的是被输送到第三生产线的电化学单电池的参数数据处于前述第二实施例的参数值范围之外，特别是处于前述第二实施例的优选参数值范围之外。
此外已证明有利的是，为输送到第四生产线用于制造用于固定应用的电池组，第四参数值范围为50%，优选为25%，其中优选的是被输送到第四生产线的电化学单电池的参数数据处于前述第一实施例的参数值范围之外，特别是处于前述第一实施例的优选参数值范围之外；和/或优选的是被输送到第四生产线的电化学单电池的参数数据处于前述第二实施例的参数值范围之外，特别是处于前述第二实施例的优选参数值范围之外；和/或优选的是被输送到第四生产线的电化学单电池的参数数据处于前述第三实施例的参数值范围之外，特别是处于前述第三实施例的优选参数值范围之外。
优选地，电化学单电池的参数数据中的至少一个被从参数组选出，该参数组包括如下参数中的至少一个：电化学单电池的静应力、电化学单电池的容量、电化学单电池的内电阻、在施加压力（优选是在电化学单电池的侧面上施加压力）之后电化学单电池的内电阻的改变、或电化学单电池的内压力。特别优选地，在最后的加工期间或之后，特别是在电化学单电池的侧面上施加压力时，电化学单电池的内电阻被用作参数数据，其中优选的是至少三个或更多个内电阻被使用。关于这一点，在电化学单电池的侧面上施加压力之后，电化学单电池的内电阻的改变已被证实为用于评定电化学单电池的品质的优选参数。当压力被施加到电化学单电池并且电化学单电池凹陷时，内电阻会因此改变。因此，压力能被施加到电化学单电池并且内电阻的改变能被测出。电化学单电池，其相对较硬并且在侧面上施加压力之后其内电阻改变小，并且在封闭之后不再放气。通过内电阻相对于压力变化的改变，因此能实现特别容易地将电化学单电池分类为不同种品质并且因此实现相应的生产线。由此，品质能例如按如下关系表达，其中dRi表示内电阻的改变，dF表示施加的力的改变。
Figure BDA0000415202560000041
根据第二观点，依据具有多个电化学单电池的电池组，该任务由此被解决，所述电池组根据上述制造方法之一被制造。
已证明有利的是，电池组被设计为一种从电池组群（Batteriengruppe）选出的电池组，该电池组群包括：插入式混合电池组、混合单电池电池组、电动交通工具电池组、设备电池组或用于固定应用的电池组。
此外，电池组的电化学单电池能额外地具有为存储品质值而设计的存储装置。
此外，本发明还涉及具有电化学单电池的电池组，其被设计为应用于交通工具。
在下文中，本发明的优点借助优选实施例并参照附图被详细说明。在附图中示出的是：
图1为根据第一实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图；
图2为根据第二实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图；
图3为根据第三实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图；
图4为根据第四实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图；
图5为根据第五实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图；
图6为根据第六实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图；
图7为用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的变型的流程图。
图1示出根据第一实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图。在步骤S1中，待检查的电化学单电池的参数数据DPar.被获取。在步骤S2中，参数数据DPar.被传输给控制单元，并且在步骤S3中，所述参数数据DPar.被分配给电化学单电池。借助控制单元确定，所述参数数据DPar.是否具有相对于预定参数值WPar.的预定关系。如果参数数据DPar.具有相对于预定参数值WPar.的预定关系，则电化学单电池被输送到第一生产线用于制造第一种电池组。否则，如果参数数据DPar.不具有相对于预定参数值WPar.的预定关系，则电化学单电池被输送到第二生产线用于制造第二种电池组。
图2示出根据第二实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图，其步骤S1至S3相应于第一实施例的步骤，参照第一实施例以避免重复。
借助控制单元确定所述参数数据DPar.是否具有预定的第一参数值WPar.1。如果参数数据DPar.具有预定的第一参数值WPar.1，则电化学单电池被输送到第一生产线用于制造第一种电池组。否则，如果参数数据DPar.不具有预定的第一参数值WPar.1，则电化学单电池被输送到第二生产线用于制造第二种电池组。
图3示出根据第三实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图，其步骤S1至S3相应于第一实施例的步骤，参照第一实施例以避免重复。
借助控制单元确定所述参数数据DPar.是否不具有预定的第二参数值WPar.2。如果参数数据DPar.不具有预定的第二参数值WPar.2，则电化学单电池被输送到第一生产线用于制造第一种电池组。否则，如果参数数据DPar.具有预定的第二参数值WPar.2，则电化学单电池被输送到第二生产线用于制造第二种电池组。
图4示出根据第四实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图，其步骤S1至S3相应于第一实施例的步骤，参照第一实施例以避免重复。
借助控制单元确定所述参数数据DPar.是否超过预定的第三参数值WPar.3。如果参数数据DPar.超过预定的第三参数值WPar.3，则电化学单电池被输送到第一生产线用于制造第一种电池组。否则，如果参数数据DPar.未超过预定的第三参数值WPar.3，则电化学单电池被输送到第二生产线用于制造第二种电池组。
图5示出根据第五实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图，其步骤S1至S3相应于第一实施例的步骤，参照第一实施例以避免重复。
借助控制单元确定所述参数数据DPar.是否不超过预定的第四参数值WPar.4。如果参数数据DPar.未超过预定的第四参数值WPar.4，则电化学单电池被输送到第一生产线用于制造第一种电池组。否则，如果参数数据DPar.不是未超过预定的第四参数值WPar.4，则电化学单电池被输送到第二生产线用于制造第二种电池组。
图6示出根据第六实施例的用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的流程图，其步骤S1至S3相应于第一实施例的步骤，参照第一实施例以避免重复。
借助控制单元确定所述参数数据DPar.是否位于围绕预定的第五参数值WPar.5的预定的参数范围内。如果参数数据DPar.位于围绕预定的第五参数值WPar.5的预定的参数范围内，则电化学单电池被输送到第一生产线用于制造第一种电池组。否则，如果参数数据DPar.不位于围绕预定的第五参数值WPar.5的预定的参数范围内，则电化学单电池被输送到第二生产线用于制造第二种电池组。
图7示出用于在制造电池组时选出电化学单电池的、根据本发明的方法的变型流程图，其步骤S1至S3相应于第一实施例的步骤，参照第一实施例以避免重复并且其能与第一至第六实施例中的每一个组合。
该变型在步骤S3之后具有附加的步骤S4.1和S4.2。在步骤S4.1中，借助参数数据DPar.形成品质值，其在步骤S4.2中存储到被布置在电化学单电池之中或之上的存储单元中。该品质值能例如被用于电化学单电池的分类，该分类例如能被应用于后续的生产步骤或在检查电池组时应用。
此外，本发明涉及具有所述电化学单电池的电池组，特别是为应用于交通工具而设计的、具有所述电化学单电池的电池组。
附图参考标记列表
DPar.  参数数据
WPar.  预定的参数值
WPar.1 第一预定的参数值
WPar.2 第二预定的参数值
WPar.3 第三预定的参数值
WPar.4 第四预定的参数值
WPar.5 第五预定的参数值
S1    获取电化学单电池的参数数据
S2    将所获取的参数数据传输给控制单元
S3    将参数数据分配给电化学单电池
S4    借助控制单元确定，参数数据是否具有相对于预定的参数值的预定关系
S4.1 借助参数数据形成至少一个品质值
S4.2 将品质值存储到被布置在电化学单电池之中或之上的存储单元中
S4a 确定所传输的参数数据是否具有预定的第一参数值
S4b 确定所传输的参数数据是否不具有预定的第二参数值
S4c 确定所传输的参数数据是否超过预定的第三参数值
S4d 确定所传输的参数数据是否未超过预定的第四参数值
S4e 确定所传输的参数数据是否位于围绕预定的第五参数值的预定的参数值范围内
S5a 如果确定了存在预定关系，则将电化学单电池输送到第一生产线用于制造第一种电池组
S5b 如果确定了不存在预定关系，则将电化学单电池输送到第二生产线用于制造第二种电池组

Claims (14)

1.一种用于在制造具有多个电化学单电池的电池组时选出电化学单电池的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（S1）获取待检查的单个电化学单电池的参数数据（DPar.）用于评定所述电化学单电池的品质，
（S2）将所述参数数据（DPar.）传输给控制单元，
（S3）将所述参数数据（DPar.）分配给电化学单电池，优选是将所述参数数据（DPar.）存储到电化学单电池，以及
（S4）借助所述控制单元确定，对于被分配有参数数据的所述电化学单电池而言是否存在参数数据（DPar.）相对于预定的参数值（WPar.、WPar.1、WPar.2、WPar.3、WPar.4、WPar.5）的预定的关系。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助所述控制单元进行确定的步骤（S4）具有如下确定步骤中的至少一个：
（S4a）确定所传输的参数数据（DPar.）是否具有预定的第一参数值（WSwt.1），或
（S4b）确定所传输的参数数据（DPar.）是否不具有预定的第二参数值（WSwt.2）。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助所述控制单元进行确定的步骤（S4）具有如下确定步骤中的至少一个：
（S4c）确定所传输的参数数据（DPar.）是否超过预定的第三参数值（WSwt.3），或
（S4d）确定所传输的参数数据（DPar.）是否未超过预定的第四参数值（WSwt.4）。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法具有如下输送步骤中的至少一个：
（S5a）如果在确定步骤（S4）中确定了存在预定关系则将被分配有所述参数数据（DPar.）的电化学单电池输送到第一生产线用于制造第一种电池组，或者
（S5b）如果在确定步骤（S4）中确定了不存在预定关系则将被分配有所述参数数据（DPar.）的电化学单电池输送到第二生产线用于制造第二种电池组。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，借助所述控制单元进行确定的步骤（S4）包括如下步骤：
（S4e）确定所传输的参数数据（DPar.）是否位于围绕预定的第五参数值（WSwt.5）的预定的参数值范围内。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，为输送到所述第一生产线用于制造混合单电池电池组，第一参数值范围为1.2%，优选为0.6%。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，为输送到所述第二生产线用于制造插入式混合电池组，第二参数值范围为3%，优选为1.5%，其中优选的是被输送到所述第二生产线的电化学单电池的参数数据处于第一参数值范围之外，特别是处于优选的第一参数值范围之外。
8.如权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，为输送到第三生产线用于制造电动交通工具电池组或设备电池组，第三参数值范围为4.5%，优选为2.2%，其中优选的是被输送到所述第三生产线的电化学单电池的参数数据处于第一参数值范围之外，特别是处于优选的第一参数值范围之外；和/或优选的是被输送到所述第三生产线的电化学单电池的参数数据处于第二参数值范围之外，特别是处于优选的第二参数值范围之外。
9.如权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，为输送到第四生产线用于制造用于固定应用的电池组，第四参数值范围为50%，优选为25%，其中优选的是被输送到所述第四生产线的电化学单电池的参数数据处于第一参数值范围之外，特别是处于优选的第一参数值范围之外；和/或优选的是被输送到第四生产线的电化学单电池的参数数据处于第二参数值范围之外，特别是处于优选的第二参数值范围之外；和/或优选的是被输送到第四生产线的电化学单电池的参数数据处于第三参数值范围之外，特别是处于优选的第三参数值范围之外。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电化学单电池的参数数据（DPar.）中的至少一个从参数组选出，所述参数组包括如下参数中的至少一个：
-所述电化学单电池的静应力，
-所述电化学单电池的容量，
-所述电化学单电池的内电阻，
-在施加压力之后，优选是在所述电化学单电池的侧面上施加压力之后，所述电化学单电池的内电阻的改变，或
-所述电化学单电池的内压力。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（S4.1）借助所述参数数据（DPar.）形成至少一个品质值。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（S4.2）将所述品质值存储到被布置在电化学单电池之中或之上的存储单元中，所述存储单元优选是永久存储器，特别是闪存。
13.一种具有多个电化学单电池的电池组，其特征在于，所述电池组根据前述权利要求中任一项所述的方法制造。
14.如权利要求13所述的电池组，其特征在于，所述电池组被设计为从一电池组群选出的电池组，所述电池组群包括：
-插入式混合电池组，
-混合单电池电池组，
-电动交通工具电池组，
-设备电池组，或
-用于固定应用的电池组。
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