CN104396052A - 蓄电池管理系统、机动车和蓄电池模块 - Google Patents

蓄电池管理系统、机动车和蓄电池模块 Download PDF

Info

Publication number
CN104396052A
CN104396052A CN201380031692.XA CN201380031692A CN104396052A CN 104396052 A CN104396052 A CN 104396052A CN 201380031692 A CN201380031692 A CN 201380031692A CN 104396052 A CN104396052 A CN 104396052A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
current path
management system
battery management
trigger signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380031692.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104396052B (zh
Inventor
H·芬克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH, Samsung SDI Co Ltd filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN104396052A publication Critical patent/CN104396052A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104396052B publication Critical patent/CN104396052B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/579—Devices or arrangements for the interruption of current in response to shock
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103—Fuse
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种具有至少一个蓄电池单池、例如锂离子蓄电池单池的蓄电池模块。本发明还涉及一种机动车。按照本发明提供用于具有至少一个蓄电池单池(15)的蓄电池模块(5)的蓄电池管理系统(6)，其中，该蓄电池管理系统(6)被如此设置，使得其能够响应于触发信号而在蓄电池模块(5)的电极之间提供电流通路(80)。按照本发明的电流通路(80)被如此设置，使得在触发保险装置(400)后通过电流通路(80)的提供来防止或者终止至少一个蓄电池单池(15)的保险装置(400)中的电弧。这提高了对于多种危险的安全性，当在触发保险装置后形成电弧时，该多种危险能够来自具有保险装置的蓄电池单池。

Description

蓄电池管理系统、机动车和蓄电池模块
技术领域
本发明涉及一种用于具有至少一个蓄电池单池、例如锂离子蓄电池单池的蓄电池模块的蓄电池管理系统。本发明还涉及一种机动车。
背景技术
具有一个或者多个锂离子蓄电池单池的多个蓄电池模块例如在机动车中、例如在电动或者混合动力车辆中与机动车的驱动装置相结合。
用于机动车的动力总成系统中的多个蓄电池模块也称作牵引蓄电池模块。这种蓄电池模块能够被构造为由蓄电池和蓄电池管理系统构成的系统。为了提供混合动力和电动车辆所需的功率，在多个蓄电池模块中将多个蓄电池单池串联并且部分也并联。在电动汽车中，多个蓄电池部分地具有450V以上的电压，即使在混合动力汽车中，也会超过对于与人类接触可接受的作为无害阈值的60V电压。如果这种蓄电池由于车祸之类的外部事件或者由于在功率开关的控制装置中的故障功能而短路，那么在多个蓄电池单池中能够出现具有这样的电流强度的电流，该电流强度能够引起蓄电池的爆裂或者起火。
图1示出了根据现有技术的牵引蓄电池模块5的原理电路图，例如其由公开说明书DE 10 2009 000 682已知。图1示出了两个电极10和20，其通过电流通路30电连接，在该电流通路上多个蓄电池单池15作为电压源被串联地安置，从而能够通过电极获取通过多个单池15累计提供的电压。此外，该模块还有在正极10处的充电与断开装置40、在负极20处的断开装置50以及服务插头60。
在图2中示出了根据现有技术的蓄电池单池15的原理电路图，例如其由美国专利5939217已知。其示出了两个电极100和200，通过该两个电极能够获取通过单池15提供的电压源300的电压。此外，单池还具有在正极100处的保险装置400。该保险装置400的作用是在蓄电池单池15中的温度或电流的异常状态的情况下将电压源300与正极100可靠地断开。
由国际专利申请WO 1993010589已知一种用于对蓄电池的子单元的充电状态进行平衡的装置，每个子单元均配有具有串联连接的电阻和保险装置的放电电路。该放电电路是可控的。
发明内容
根据本发明提供一种用于具有至少一个蓄电池单池的蓄电池模块的蓄电池管理系统，其中，该蓄电池管理系统被如此设置，使得其能够响应于触发信号地在蓄电池模块的电极之间提供电流通路。依据本发明在此电流通路被如此设置，使得在触发保险装置后通过提供电流通路来防止或者终止在至少一个蓄电池单池的保险装置中的电弧。
这提高了对于多种危险的安全性，当在触发保险装置后形成电弧时，该多种危险能够来自具有保险装置的蓄电池单池。因为发明人已确定，在具有带有集成的保险装置的多个蓄电池单池的多个牵引蓄电池模块中在触发保险装置后能够导致电弧形成。
在第一有利的实施方式中，电流通路被如此设置，使得在提供第二电流通路时引起至少一个保险装置的触发。这使保险装置的可控的触发成为可能。
在第二有利的实施方式中，蓄电池管理系统包括用于识别保险装置的触发的并且响应于至少一个保险装置的触发的识别来提供触发信号的装置。这使的在通过外部事件引起的保险装置的触发后防止电弧成为可能。
在一种变型方案中，根据第一有利的实施例的蓄电池管理系统包括用于接收触发信号的装置。
这使得在机动车中与用于响应于机动车危险情况的识别来提供触发信号的装置的结合的应用称为可能，其中，用于接收触发信号的装置与用于提供触发信号的装置相连接。这样就能够防止汽车危险情况引起混合动力车辆或者电动车辆的牵引蓄电池模块起火或者爆裂。
此外，还提供了根据权利要求6所述的机动车以及根据权利要求7所述的蓄电池模块。
附图说明
下面将根据附图和后续的说明进一步阐述本发明的实施例。其中：
图1示出了根据现有技术的牵引蓄电池模块的原理电路图；
图2示出了根据现有技术的蓄电池单池的原理电路图；
图3示出了本发明的第一示例性实施方式的原理电路图；以及
图4示出了本发明的第二示例性实施方式的原理电路图。
具体实施方式
在图3中示出了本发明的第一示例性的实施方式的原理电路图。图中示出了具有两个电极10和20的蓄电池模块5，该两个电极通过电流通路30电连接，具有多个电压源300和多个保险装置400的多个蓄电池单池15串联地安置在该电流通路上，从而能够通过模块5的电极10、20获取由多个单池15提供的电压。此外，图3示处了具有第二、并联的电流通路80的蓄电池管理系统6，能够通过该电流通路80将蓄电池模块5的电极10和20电连接。在所示出的示例性的实施方式中，能够通过闭合开关90来提供第二电流通路80。蓄电池管理系统6在此具有用来接收使得开关90闭合的触发信号的输入端95。
第二电流通路80在此是低欧姆的，即以小的电的电阻值来构造，该第二电流通路能够实现模块5的可控的短路。通过闭合第二电流通路80会在多个蓄电池单池15中产生电流，该电流引起多个保险装置400中的至少一个的触发并且引起第一电流通路的中断。
但是通过闭合第二电流通路80所产生的电流并非如此地高，使得能够在所触发的保险装置400中产生电弧或者在闭合第二电流通路80之前就已存在的电弧能够继续存在。
根据第一示例性的实施方式的蓄电池模块5适用于与例如碰撞传感器的用于识别机动车危险情况的系统相结合地用在机动车中。在识别例如车祸的危险情况之后，碰撞传感器会将触发信号发送给蓄电池模块5或者蓄电池管理系统6，蓄电池模块或者蓄电池管理系统响应于收到的触发信号地将第二电流通路80闭合并且因此引起在蓄电池中联合的多个单池的可控的短路。
在图4中示出了本发明的第二示例性的实施方式的原理电路图，与在图3中示出的原理电路图的区别在于，触发信号由用于识别多个保险装置400中的一个的触发的装置96响应于多个保险装置400中的一个的触发地来提供，通过该触发信号能够引起提供第二电流通路80。在所示出的第二示例性的实施方式中，该装置96包括用于获取多个蓄电池单池15的多个单池电压的多个传感导线。
如果装置96识别出多个保险装置400中的至少一个被触发，则其产生触发信号，该触发信号引起开关90的闭合并且因此引起提供第二电流通路80。第二电流通路80在此是低欧姆的，即以小的电的电阻值来构造，使得在模块5的电极10、20之间可能存在的电压差于是通过第二电流通路80被消除并且因此防止或者终止电弧形成，该电压差在没有第二电流通路80的情况下能够导致或者已经导致在被熔断的保险装置400中形成电弧。

Claims (7)

1.一种用于具有至少一个蓄电池单池(15)的蓄电池模块(5)的蓄电池管理系统(6)，其中，所述蓄电池管理系统(6)被如此设置，使得其能够响应于触发信号而在所述蓄电池模块(5)的电极之间提供电流通路(80)，其特征在于，
所述电流通路(80)被如此设置，使得在触发保险装置(400)后通过所述电流通路(80)的提供来防止或者终止在所述至少一个蓄电池单池(15)的保险装置(400)中的电弧。
2.根据权利要求1所述的蓄电池管理系统(6)，其中，所述电流通路(80)被如此设置，使得在所述电流通路(80)的提供时引起所述至少一个保险装置(400)的触发。
3.根据权利要求1所述的蓄电池管理系统(6)，其中，所述蓄电池管理系统(6)包括用于识别所述保险装置(400)的触发的并且响应于所述至少一个保险装置(400)的触发的识别来提供所述触发信号的装置(96)。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的蓄电池管理系统(6)，其中，所述蓄电池管理系统(6)包括用于接收所述触发信号的装置(95)。
5.一种机动车，其具有根据权利要求4所述的蓄电池管理系统(6)和用于响应于机动车危险情况的识别来提供触发信号的装置，其中，用于接收所述触发信号的装置(95)与用于提供所述触发信号的装置相连接。
6.一种机动车，其具有根据权利要求3所述的蓄电池管理系统(6)。
7.一种蓄电池模块(5)，其具有权利要求1至4中任一项所述的蓄电池管理系统(6)。
CN201380031692.XA 2012-06-18 2013-06-07 蓄电池管理系统、机动车和蓄电池模块 Active CN104396052B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210210166 DE102012210166A1 (de) 2012-06-18 2012-06-18 Batteriemanagementsystem, Kraftfahrzeug und Batteriemodul
DE102012210166.7 2012-06-18
PCT/EP2013/061759 WO2013189758A1 (de) 2012-06-18 2013-06-07 Batteriemanagementsystem, kraftfahrzeug und batteriemodul

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104396052A true CN104396052A (zh) 2015-03-04
CN104396052B CN104396052B (zh) 2017-10-13

Family

ID=48579071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380031692.XA Active CN104396052B (zh) 2012-06-18 2013-06-07 蓄电池管理系统、机动车和蓄电池模块

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9806545B2 (zh)
EP (1) EP2862218B1 (zh)
JP (1) JP5912209B2 (zh)
CN (1) CN104396052B (zh)
DE (1) DE102012210166A1 (zh)
WO (1) WO2013189758A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10195953B2 (en) 2016-12-30 2019-02-05 Textron Innovations Inc. Charging a lithium battery on a utility vehicle
US10471831B2 (en) 2016-12-30 2019-11-12 Textron Innovations Inc. Handling a fault condition on a lithium-battery-powered utility vehicle
US10017169B1 (en) 2016-12-30 2018-07-10 Textron Innovations Inc. Controlling an electric brake of a utility vehicle which has a lithium battery management system
US10322688B2 (en) * 2016-12-30 2019-06-18 Textron Innovations Inc. Controlling electrical access to a lithium battery on a utility vehicle
CN110337742B (zh) * 2017-03-03 2022-03-22 日产自动车株式会社 二次电池以及二次电池的控制方法
US10195948B2 (en) 2017-03-07 2019-02-05 Textron Innovations Inc. Controlling charge on a lithium battery of a utility vehicle
US10654372B2 (en) 2018-10-18 2020-05-19 Textron Innovations Inc. Controlling power to a utility vehicle
US11133537B2 (en) 2018-12-31 2021-09-28 Textron Inc. Performing temperature control on a lithium battery of a vehicle
US11791642B2 (en) 2020-10-08 2023-10-17 Element Energy, Inc. Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods
US10992149B1 (en) 2020-10-08 2021-04-27 Element Energy, Inc. Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods
US20220309210A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 The Boeing Company Systems and methods for multi-conditional battery configuration
US11831192B2 (en) 2021-07-07 2023-11-28 Element Energy, Inc. Battery management controllers and associated methods
US11269012B1 (en) 2021-07-19 2022-03-08 Element Energy, Inc. Battery modules for determining temperature and voltage characteristics of electrochemical cells, and associated methods
US11699909B1 (en) 2022-02-09 2023-07-11 Element Energy, Inc. Controllers for managing a plurality of stacks of electrochemical cells, and associated methods
US12155241B2 (en) 2022-02-09 2024-11-26 Element Energy, Inc. Controllers for managing a plurality of stacks of electrochemical cells, and associated methods
US11664670B1 (en) 2022-08-21 2023-05-30 Element Energy, Inc. Methods and systems for updating state of charge estimates of individual cells in battery packs
US12119700B2 (en) 2023-01-20 2024-10-15 Element Energy, Inc. Systems and methods for adaptive electrochemical cell management

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201430115Y (zh) * 2009-05-21 2010-03-24 比亚迪股份有限公司 电流熔断器以及动力电池
CN102217118A (zh) * 2008-11-14 2011-10-12 株式会社Lg化学 通过检测电池组件中感测电阻器的损坏来保护电池组件的装置及方法
US20120030932A1 (en) * 2010-08-04 2012-02-09 Tesla Motors, Inc. Method of Controlled Cell-Level Fusing Within a Battery Pack
US20120105015A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Tesla Motors, Inc. Battery Pack Overcharge Protection System

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025820A (en) * 1976-03-11 1977-05-24 Power Management Corporation Contactor device including arc supression means
GB9124672D0 (en) 1991-11-20 1992-01-08 Chloride Silent Power Ltd Apparatus for and a method of balancing the state of charge of sub-units of a battery
US5939217A (en) 1996-10-29 1999-08-17 Sony Chemicals Corporation Battery and protecting element therefor
JP3204178B2 (ja) * 1996-10-29 2001-09-04 ソニーケミカル株式会社 電池および電池用保護素子
JPH11115648A (ja) * 1997-10-09 1999-04-27 Harness Syst Tech Res Ltd 車両の安全装置
JP4560825B2 (ja) * 2000-10-31 2010-10-13 日産自動車株式会社 組電池
DE102009000682A1 (de) 2009-02-06 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Traktionsbatterie mit erhöhter Zuverlässigkeit
EP2409312B1 (en) 2009-05-21 2014-10-01 BYD Company Limited Current fuse device and battery assembly comprising the same
ES2509142T5 (es) * 2009-05-26 2018-06-04 Sma Solar Technology Ag Protección contra sobretensiones para convertidores con filtro EMV de entrada
US8133608B2 (en) 2010-08-04 2012-03-13 Tesla Motors, Inc. Battery pack with cell-level fusing
DE102012213422A1 (de) * 2012-07-31 2014-02-06 Robert Bosch Gmbh Batteriemanagementsystem, Kraftfahrzeug und Batteriesystem

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102217118A (zh) * 2008-11-14 2011-10-12 株式会社Lg化学 通过检测电池组件中感测电阻器的损坏来保护电池组件的装置及方法
CN201430115Y (zh) * 2009-05-21 2010-03-24 比亚迪股份有限公司 电流熔断器以及动力电池
US20120030932A1 (en) * 2010-08-04 2012-02-09 Tesla Motors, Inc. Method of Controlled Cell-Level Fusing Within a Battery Pack
US20120105015A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Tesla Motors, Inc. Battery Pack Overcharge Protection System

Also Published As

Publication number Publication date
JP5912209B2 (ja) 2016-04-27
DE102012210166A1 (de) 2013-12-19
EP2862218A1 (de) 2015-04-22
CN104396052B (zh) 2017-10-13
US9806545B2 (en) 2017-10-31
JP2015526842A (ja) 2015-09-10
US20150103448A1 (en) 2015-04-16
EP2862218B1 (de) 2016-03-23
WO2013189758A1 (de) 2013-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104396052B (zh) 蓄电池管理系统、机动车和蓄电池模块
JP6542856B2 (ja) バッテリー安全システム
JP6277057B2 (ja) バッテリパック、バッテリシステム、及び放電方法
CN104037460B (zh) 电池管理系统及其切换方法
US10026948B2 (en) Safety element for battery cell
JP6615457B2 (ja) 恒久的な無効化を伴う２次電池の保護
US9478996B2 (en) Battery cell unit comprising a battery cell and a monitoring and actuation unit for monitoring the battery cell and method for monitoring a battery cell
CN104052102A (zh) 蓄电池模块以及用于监控蓄电池模块的方法
TW201722012A (zh) 鋰離子二次電池之保護電路及電池組
US10367187B2 (en) Storage battery including a disconnector having a fuse and an explosive with a heat bridge providing continuity of service in the event of a malfunction
CN105620292B (zh) 一种汽车高压供电的控制系统及方法
CN104025369B (zh) 蓄电池系统和机动车
CN103580245B (zh) 蓄电池管理系统、机动车以及蓄电池系统
US20150263391A1 (en) Battery pack
JP2016134962A (ja) 蓄電システム
CN114765298A (zh) 电池组
KR102180652B1 (ko) 전환 회로
CN105518956A (zh) 用于防止电池过充电的设备
KR20120010377A (ko) 차량용 배터리 팩의 고전압을 차단하는 장치 및 방법
JP6014764B2 (ja) 電池システム監視装置
JP6789768B2 (ja) 回路保護装置及び電源監視装置
CN113039693A (zh) 用于电化学的蓄能系统的分开装置
CN110027411B (zh) 电动车的电池组系统、运行电池组系统的方法和电动车
JP2018190677A (ja) 回路保護装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20250401

Address after: South Korea Gyeonggi Do Yongin

Patentee after: Samsung SDI Co.,Ltd.

Country or region after: Republic of Korea

Address before: Stuttgart, Germany

Patentee before: Robert Bosch Ltd.

Country or region before: Germany

Patentee before: Samsung SDI Co.,Ltd.

Country or region before: Republic of Korea