CN105263738B - 电池模块断开装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于断开汽车电池中的一个或多个电池模块的方法和装置。用于断开汽车电池(10)中的多个电池模块(11、12、13)中的至少一个的装置包括设置成检测到所述至少一个电池模块将被断开的设备(14)以及设置在每个电池模块处的旁路开关(15、16、17)，其中设置在被检测到的至少一个电池模块处的旁路开关能被控制以便通过旁路路径绕过至少一个被检测到的电池模块。装置还包括设置在每个电池模块处的断开开关(21、22、23)，其中设置在至少一个被绕过的电池模块处的断开开关能被控制以便在绕过被检测到的电池模块的同时或之后断开至少一个被检测到的电池模块和剩余电池模块之间的连接。

Description

电池模块断开装置
技术领域
本发明涉及用于断开汽车电池中的一个或多个电池模块的方法和装置。
背景技术
在电池发生故障的情况下，机动车辆中使用的汽车电池可能会对电池位于其中的机动车辆造成极大的损坏。在车辆碰撞的情况下或其中由于高幅值短路电流引起车辆着火而导致车辆严重损坏甚至乘客受伤的事故中，这特别明显。另外的损坏电池故障情况包括车辆导电结构周围的高幅值电流(例如短路电流)，锂离子电池中形成气体以及继而可能导致车辆崩溃并最终导致车辆碰撞的受损的机械和/或电子零件。
国际专利申请WO2009/106394公开了用于机动车辆的电池组，电池组具有多个电池模块，一个或多个电池模块发生故障情况下电池模块能够各自断开和/或桥接，以便可以阻止电池组中的破坏性的连锁反应。
现有技术的汽车电池中可以出现另外的问题，即有缺陷的电池模块可能导致高的短路电流并且在汽车电池中的导体之间可能发生电弧放电，从而导致损坏甚至火灾。
发明内容
本发明的目的是解决或至少减轻电弧放电的问题，以及提供一种改进的用于断开汽车电池中的一个或多个电池模块的装置。
在本发明的第一方面中，通过一种断开汽车电池中的多个电池模块中至少一个的方法实现了这个目的。方法包括以下步骤：检测到所述至少一个将被断开的电池模块；绕过至少一个被检测到的电池模块；以及不早于与绕过相同的时刻断开至少一个被检测到的电池模块与包括在汽车电池中的剩余电池模块之间的连接。
在本发明的第二方面中，通过一种用于断开汽车电池中的多个电池模块中的至少一个的装置实现这个目的。装置包括：设置成检测到所述至少一个电池模块将被断开的设备，以及设置在每个电池模块处的旁路开关，其中设置在被检测到的至少一个电池模块处的旁路开关可被控制以通过旁路路径绕过至少一个被检测到的电池模块。装置还包括设置在每个电池模块处的断开开关，其中设置在至少一个被绕过的电池模块处的断开开关可被控制以便不早于与绕过相同的时刻断开至少一个被检测到的电池模块与剩余电池模块之间的连接。
因此，选择之后，通过控制设置在每个电池模块处的旁路开关和断开开关来分别绕过和断开汽车电池中的每个汽车电池。在设置在电动车辆或混合动力车辆中的汽车电池运行期间，每个电池模块将电力传输到电动马达形式的负载，即感应负载。如果例如机动车辆的电子控制单元(ECU)检测到由于缺陷或如果希望减少电池的性能而应断开一个或多个电池模块，则控制设置在将被断开的一个或多个模块处的一个或多个旁路开关闭合旁路路径，通过该旁路路径可绕过被检测到的模块，并且同时或随后，控制设置在将被断开的一个或多个模块处的一个或多个断开开关断开被检测到的一个或多个模块和汽车电池中的剩余电池模块的连接。应当注意到，可能出于预防原因而希望断开一个或多个电池模块，例如，如果ECU接收到存在出于某个原因将发生故障的风险的指示，即使指示的故障随后没有发生。此外，如果一个或多个电池模块被断开，电池中可能出现电不平衡，从而导致需要断开另外的(正常工作的)电池模块以达到电平衡。
在实际示例中，汽车电池通过串联连接的五个电池模块传输300V(每个传递60V)给电动马达。在正常运行中，电池提供的电压将在感应元件中感应，并引起电流流动。如果一个或多个电池模块断开和电池的连接，则感应负载(即电动马达)将尝试保持相同的电流，因为感应器根据其本质会抵抗任何电流变化。由于断开的一个或多个电池模块引起的感应器电流的减少将导致感应器上的电压对抗感应器电流的减少。电压的上升可能非常陡峭，因为U＝L*dI/dt，其中U表示感应器两端的电压，L是感应系数，I是流经感应器的电流，并且电压的上升可能引起所谓的感应反冲。当电池模块断开时，在电池模块处的执行断开的切换机构中的寄生电容可能会被非常高的电压充电，可能导致电流在电池中的切换机构的两个端子之间电弧放电，从而导致车辆的多个零件的损坏甚至火灾。
因此，根据本发明，首先绕过被检测到的电池模块，然后断开被绕过的模块和汽车电池中的剩余电池模块之间的连接，或同时进行绕过和断开被检测到的电池模块。绕过被检测到的电池模块将使电动马达的反冲电流流过旁路路径，并且断开可在没有引起电弧放电的风险的情况下执行，由此大大改进了电池的耐用性。另外的优点是限制了电池的运行从而给予了机动车辆的驾驶员将她的车辆从道路的繁忙路段移开或甚至将车辆驱使到车间的机会。
本发明的实施例中，可通过车辆的控制面板上显示的信息向车辆的驾驶员表明一个或多个电池模块的断开。
如果需要，在例如严重汽车事故的情况下，可以立即绕过并断开全部电池模块，或可以按顺序一个一个绕过并断开电池模块，以便阻止电池或周围的设备着火。
在本发明的实施例中，装置还包括设置在每个电池模块处的放电开关和能量排出设备，例如以电阻器的形式。可控制设置在将被断开的电池模块处的放电开关以便将被断开的电池模块耦接至能量排出设备，从而在断开模块的同时或之后，使模块放电。有利地，可采用宽容的方式使有缺陷的电池模块放电以避免任何另外的损坏。
在本发明的又一实施例中，装置还包括设置在每个电池模块处的用于感测一个或多个被绕过并且随后将被断开的电池模块的旁路路径中的电流的工具。用于感测电流的工具被设置成当旁路路径中的电流已经达到预定阈值水平时对断开开关控制以断开至少一个被绕过的电池模块。因此，通过设定感测设备的尺寸使它在预定阈值电流水平已经达到时作出反应，有利地提供自动断开机构。
在可替代实施例中，电流感测工具被设置在对应的电池模块的端子处，并且连接至对应的电池模块的旁路开关以便控制旁路开关。一旦工具感测到电池模块的端子(例如，正端子)处的电流达到预定水平，它将相应响应并且控制旁路开关通过旁路路径绕过电池模块。因此，在这个特定的实施例中，分别的的电流感测工具将有利地作为用于检测到电池模块将被断开的设备。
在又一实施例中，每个电流感测工具耦接至对应的断开开关以便使断开开关激活。当电流感测工具感测到电池模块的正端子处的电流达到预定水平时，它将通过在电流感测工具已经控制旁路开关通过旁路路径绕过电池模块的同时或之后，对断开开关控制以断开电池模块和汽车电池的主电源线之间的连接来响应。
仍然在另外的实施例中，每个电流感测工具耦接至对应的放电开关以在使断开开关激活的同时或之后使放电开关激活。因此，当电流感测工具感测到电池模块的端子处的过电流时，电流感测工具还将通过放电开关来控制电池模块向能量排出设备放电。
使分别的电流感测工具控制对应的电池模块的检测、绕过、断开甚至放电的优点在于本发明的装置中不严格要求ECU。通过使用无源零件(不必包括诸如微处理器等的零件)，用于断开一个或多个电池模块的装置变得便宜并且更简单。而且采用无源零件的装置将更容易在汽车电池内部实施。
在一个实施例中，通过设置在旁路路径中并且连接至断开开关以控制断开开关的线圈实现电流感测设备。因此一旦线圈感测到通过旁路路径的短路电流达到预定水平，它将相应地响应并且对断开开关控制以断开被绕过的电池模块。有利地，电流的这种检测和断开开关的触发是自发的。
在一个可替代实施例中，电流感测设备通过设置在旁路路径中的用于测量旁路路径中的电流的分流器实现。在这个实施例中，ECU将通常用于确定电流并且对断开开关控制。用于感测旁路路径中的电流的另外的替代物是霍尔元件或压电传感器。
此外，可以检测电流的噪音水平并因此确定电流特性，即电流的幅值和/或频率。
在又一替代中，在例如使用ECU来控制装置的开关的情况下，ECU可控制一个或多个断开开关在从绕过模块那时起过去某一时间(例如，1ms或更多)后断开一个或多个被绕过的电池模块。车辆可包含许多相互连接的ECU，例如制动控制模块(BCM)或速度控制模块(SCM)，以控制车辆的全部属性。车辆甚至可以包括从电池监测单元(BMU)接收信息的特定碰撞ECU，电池监测单元检测电池的多种物理属性，例如电压、电流、温度、荷电状态(SOC)等，以便管理电池。
在本发明的又一实施例中，断开开关通过设置成当点火时断开电池模块的烟火式开关实现。当点燃烟火式炸药时，电池模块和汽车电池的主电力传输线之间的传导路径被移除了，因此断开电池模块和汽车电池中的剩余电池模块之间的连接。和例如保险丝相比，使用烟火式开关的优点是切换时间与通过电流无关，这暗示了即时切换。
在本发明的又一实施例中，旁路开关和/或放电开关通过烟火式开关实现，烟火式开关设置成使设置在对应类型的开关的烟火式元件处的能移动的桥接元件移向用于闭合传导路径的位置。当点燃烟火式炸药时，桥接元件将移向闭合位置，(a)对于旁路开关，这意味着桥接元件闭合到汽车电池的主电力传输线的旁路路径，(b)对于放电开关，这意味着桥接元件闭合电池模块和能量排出设备的之间的电路。
在本发明的第三方面中，还通过一种用于断开汽车电池中的全部电池模块的装置实现了本发明的目的。装置包括设置成检测到电池模块将被断开的设备，旁路开关以及断开开关。旁路开关设置在汽车电池处并且能被控制以便通过旁路路径绕过电池模块，断开开关设置在每个电池模块处。断开开关设置在对应的电池模块处并且能被控制以便在绕过被执行(已被执行)的同时或之后断开对应的电池模块和汽车电池的主电力传输线之间的连接。因此不早于与绕过相同的时刻执行断开。
在如果发生更严重事故而只断开电池模块，因此保证全部电池模块的即时断开的情况下，第三方面的装置的优点在于通过旁路路径即时绕过全部电池模块只需要单个旁路开关。进行绕过电池模块之后或同时，对断开开关控制以断开全部电池模块。使用这个特定的装置，可消除产生任何不希望的电流(例如当拖拽车辆时)的风险。
在本发明的第四方面中，还通过一种用于断开汽车电池中的全部电池模块的装置实现本发明的目的。装置包括设置成检测到电池模块将被断开的设备以及旁路开关，旁路开关被设置在汽车电池处并且能被控制以便通过旁路路径绕过电池模块。装置还包括断开开关，断开开关设置在汽车电池的主电力传输线中，并且能被控制以便不早于与绕过相同的时刻断开电池模块和旁路路径之间的连接。
在如果发生更严重的事故而只断开电池模块，因此确保全部电池模块的即时断开的情况下，第四方面的装置的优点在于通过旁路路径即时绕过全部电池模块只需要单个旁路开关。在进行绕过电池模块的同时或之后，控制单个断开开关断开全部电池模块。采用这个特定的装置，可消除产生任何不希望的电流(例如当拖拽车辆时)的风险。此外，有利地使用了最小数量的开关。
注意到本发明涉及权利要求中陈述的特征的全部可能组合。当研究所附权利要求和以下说明时，本发明的另外的特征以及优点将变得更清楚。本领域技术人员意识到可组合本发明的不同特征以产生不同于以下描述的实施例的实施例。
附图说明
现参照所附附图，通过示例的方式描述本发明，其中：
图1示出了用于断开汽车电池的一个或多个电池模块的装置的实施例；
图2示出了用于断开汽车电池的一个或多个电池模块的装置的另一实施例；
图3示出了用于断开汽车电池的一个或多个电池模块的装置的又一实施例；
图4示出了图3中示出的实施例的可替代实施例；
图5a-图5b示出了根据本发明的实施例的烟火式开关；
图6示出了根据本发明的实施例的断开汽车电池中的一个或多个电池模块的方法的流程图；
图7示出了根据本发明的另一方面的用于绕过汽车电池中的全部电池模块的装置；
图8示出了根据本发明的另一方面的用于绕过汽车电池中的全部电池模块的可替代装置；以及
图9示出了根据本发明的第四方面的用于绕过汽车电池中的全部电池模块的又一可替代装置。
具体实施方式
下文中将参照所附附图更全面地描述本发明，其中示出了本发明的某些实施例。然而，本发明可以采用很多不同形式体现并且不应被解释成对文中陈述的实施例的限制；相反地，通过示例的方式提供这些实施例从而使得本公开将是彻底的和完整的，并将全面地把本发明的范围传达给本领域技术人员。贯穿说明书相同的数字指示相同的元件。
图1示出了用于断开汽车电池的一个或多个电池模块的装置的实施例。汽车电池10包括三个串联连接的电池模块11、12、13，汽车电池10定位在电动车辆或混合动力车辆中，用于将电力传输给以电动马达形式的负载(未示出)。装置包括设置成检测到一个或多个电池模块将被断开的设备14。设备14可体现成如上所述的电子控制单元(ECU)的形式，电子控制单元(ECU)通常通过一个或多个微处理器来实施，微处理器执行用于控制电动车辆中的多个系统和零件的合适的软件。ECU 14可检测到电池模块的一个或多个选择应该被断开(例如，由于车辆碰撞或例如充电事件、枝晶形成、其它类型的内部缺点等期间的内部故障)。在以下示例性的实施例中，假定ECU 14检测到第一电池模块11由于某个原因是有缺陷的并且应被断开。尽管电池10的电力传输能力减小了，但是车辆的驾驶员将仍然能够移动汽车。
旁路开关15、16、17设置在每个电池模块处，并且可被控制以便通过旁路路径18、19、20绕过对应的电池模块11、12、13。因此，ECU 14检测到第一电池模块11是有缺陷的并且应该被断开。ECU 14将控制信号发送到设置在第一电池模块11处的旁路开关15，以闭合旁路路径18。如上所述，这可通过如下方式执行：使烟火式炸药在点燃时将桥接元件移动以闭合到汽车电池10的主电力传输线24的旁路路径18。
此外，断开开关21、22、23设置在每个电池模块处，并且可被控制以便断开对应的电池模块11、12、13和剩余电池模块之间的连接。因此，在ECU 14已经绕过第一电池模块11之后或在绕过的同时，它发送控制信号给断开开关21以断开第一电池模块11。这可通过如下方式执行：使烟火式开关打断第一电池模块11的正端子和汽车电池10的主电力传输线24之间的传导路径。由于旁路路径18中可能流过有破坏性的电流，因此低级烟火式开关可被用于断开。
有利地，如上所述，绕过被检测到的电池模块并且此后，被绕过的模块断开和汽车电池中的剩余电池模块之间的连接，或同时进行电池模块的绕过和断开。绕过被检测到的电池模块将使电动马达的反冲电流流经旁路路径，并且在没有引起电弧放电的风险的情况下执行断开，由此大大提高电池的耐用性。又一优点是提供了电池的限制运行，从而给予了机动车辆的驾驶员将她的车辆从道路的繁忙路段移开，甚至将车辆驱使到车间的机会。
图2示出了用于断开汽车电池的一个或多个电池模块的装置的又一实施例。除了图1中示出的实施例外，装置还包括放电开关25、26、27和能量排出设备28、29、39。能量排出设备28、29、39以例如电阻器的形式，设置在每个电池模块11、12、13处。放电开关25，例如烟火式开关，设置在被断开的电池模块11处，并且可被控制以将被断开的电池模块11耦接至能量排出设备28，从而使模块放电。有利地，可采用宽容的方式使有缺陷的电池模块放电以避免任何另外的直接和/或延迟损坏。此外，由于一个电池模块的电压的范围保持在30-120V(优选地低于60V)的范围内，因此可采用低级烟火式开关。
图3示出了用于断开汽车电池的一个或多个电池模块的装置的又一实施例。除了图2中示出的实施例之外，装置还包括电流感测工具31a、32a、33a。电流感测工具31a、32a、33a通过线圈实现，线圈设置在对应的电池模块11、12、13的旁路路径18、19、20中，并且连接至相应电池模块的断开开关21、22、23以对断开开关控制。一旦线圈31a感测到通过旁路路径18的短路电流达到预定水平(根据车辆和/或电池；在卡车中可达到例如1000A)，它将相应地响应并对断开开关21控制以断开被绕过的电池模块11。此外，在一实施例中，电流感测工具31a、32a、33a中的每个耦接至对应的放电开关25、26、27，以在使断开开关激活的同时或之后使放电开关激活。
可使用来自ECU 14的控制信号对凭借电流感测工具31a来控制断开开关21进行补充；在流过旁路路径18的电流太低，而不能使电流感测工具31a反应的情况下，ECU可对断开开关21控制以断开电池模块11和汽车电池10的主电力传输线24之间的连接。
图4示出了图3中示出的实施例的替代实施例。在这个替代实施例中，凭借线圈实现的电流感测工具31b、32b、33b设置在对应的电池模块11、12、13的端子处，并且连接至对应的电池模块的旁路开关15、16、17，以控制旁路开关。一旦线圈31b感测到电池模块11的端子(例如正端子)处的电流达到预定水平(根据车辆和/或电池)，它将相应地响应并控制旁路开关21通过旁路路径18绕过电池模块11。因此，在这个特定实施例中，有利地各个线圈31b、32b、33b将作为用于检测到电池模块将被断开的设备。
在又一实施例中，每个电流感测工具31b、32b、33b耦接至对应的断开开关21、22、23以在激活旁路开关的同时或之后使断开开关激活。当线圈31b感测到电池模块11的正端子处的电流达到预定水平时，它将通过在线圈31b控制旁路开关15通过旁路路径18绕过电池模块11的同时或之后，对断开开关21控制来断开电池模块11和汽车电池10的主电力传输线24之间的连接来响应。
仍在又一实施例中，每个电流感测工具31b、32b、33b耦接至对应的放电开关25、26、27，以便在使断开开关激活的同时或之后使放电开关激活。因此，当线圈31b感测到电池模块31b的正端子处的过电流时，线圈31b还将控制电池模块11通过放电开关25向能量排出设备28放电。
使分别的线圈31b、32b、33b控制对应的电池模块11、12、13的检测、绕过、断开甚至放电的优点在于本发明的装置中不严格需要ECU。通过使用无源零件(并且不必包括例如微处理器的零件)，用于断开一个或多个电池模块的装置变得便宜并且更简单。此外，凭借无源零件，装置将更容易在汽车电池内部实施。因此，线圈可作为ECU和/或BMU的备用，独立于ECU和/或BMU工作或从ECU/BMU接收控制信号。甚至可以想到用于控制分别的电池模块11、12、13的检测、绕过、断开甚至放电的线圈31b、32b、33b提供ECU功能。
在又一实施例中，本发明的装置还包括在每个电池模块11、12、13处的延迟电路(未示出)，延迟电路用于延迟传送到对应的旁路开关15、16、15和/或断开开关21、22、23(和放电开关25、26、27)的控制信号。延迟电路优选地体现成电容器形式的无源零件，可使用一个或多个电阻器来增补电容器，以便引起控制信号的延迟。在断开将在绕过之后执行的情况下这是有利的。此外，通过使用无源零件，延迟是完全自发的。然而，也可通过本地设置在汽车电池10处的一个或多个微处理器(未示出)或甚至通过ECU 14来延迟控制信号。
因此在绕过例如第一电池模块111ms后将执行第一电池模块11的断开的情况下，可设定延迟电路的尺寸以使足够幅值的控制信号在其到达旁路开关151ms后到达断开开关21。在使用微处理器的情况下，可有助于更高级的控制。
图5a-图5b示出了根据上述本发明的实施例的烟火式开关。图5a示出了结合连接和断开功能的烟火式开关。应理解的是可使用提供单个功能(连接或断开)的烟火式开关。然而，这类单个功能的开关将均需要用于激活的它们自己的炸药。图5a的烟火式开关包括烟火式炸药40，当烟火式炸药40被点燃时激活如同活塞的能移动的桥接元件41，从而闭合第一传导路径42。因此，桥接元件41是传导的。同时，当根据控制信号点燃烟火式炸药40时，如同活塞的能移动的打断元件43打开第二传导路径44。因此打断元件43是绝缘的。因此每个电池模块11、12、13处的旁路开关15、16、17可体现成桥接元件41和第一传导路径42，而每个电池模块处的断开开关21、22、23可体现成打断元件43和第二传导路径44，并且和单个炸药40一起结合在用于每个电池模块的同一外罩中。
有利地，当打断传导路径时利用切断或剪断。本领域中，提供这样的断开开关：其中通过从一个位置移向另一位置的传导元件来桥接导体，以使导体彼此电连接。这些现有技术的断开开关对就导体而言的传导元件的物理公差和对准更敏感，并且通常比本发明实施例提出的断开开关21、22、23更庞大。因此，当被炸药40启动时，打断元件43有利地切断或剪断第二传导路径44。
图5b示出了一种烟火式开关，其中用于对应的电池模块11、12、13的旁路开关15、16、17和断开开关21、22、23和放电开关25、26、27组合在同一外罩中。因此，当根据控制信号点燃时，烟火式炸药40激活第一能移动的桥接元件41闭合第一传导路径42以便绕过电池模块。同时能移动的打断元件43打开第二传导路径44以便断开电池模块。此外，第二能移动的桥接元件45闭合第三传导路径46以便使电池模块放电。
由此可见，烟火式开关可以有很多组合。和例如保险丝相比，使用烟火式元件的优点在于切换时间不依赖于通过电流，这意味着即时切换。
在又一实施例中，继电器形式的开关可用于旁路开关、断开开关和放电开关中的任一种，优点是例如可选择地控制开关的打开和闭合(并且随后被再次闭合和打开)。在那种情况下，一个或多个被断开的模块(如果这些模块能正常工作)可以作为备用。
图6示出了根据本发明的实施例的断开汽车电池中的一个或多个电池模块的方法的流程图。在第一步骤S101中，检测到一个或多个电池模块将要被断开。然后，在步骤S102中，绕过至少一个被检测到的电池模块。此后在步骤S103中，在绕过同时或之后，断开至少一个被检测到的电池模块和包含在汽车电池中的剩余电池模块之间的连接。因此不早于与绕过相同的时刻执行断开。
再次参照图6，步骤S104表明又一实施例，其中在断开被检测到的电池模块的同时或之后使被检测到的电池模块放电。如果需要可在这段时间内将车辆驱使到车间。
图7示出了根据本发明的又一方面的用于绕过汽车电池中的全部电池模块的装置，其中单个旁路开关被用来从汽车电池10的主电力传输线24通过单个旁路路径18绕过全部电池模块11、12、13。在如果发生更严重事故而只断开电池模块，从而保证全部电池模块11、12、13的即时断开的情况下，图5的装置的优点是通过旁路路径18即时绕过全部电池模块11、12、13只需要单个断开开关15。单个线圈31a感测到旁路路径18中的电流并且在绕过的同时或之后控制分别的断开开关21、22、23断开全部电池模块。凭借这个特定的装置，可消除产生任何不希望的电流(例如当拖拽车辆时)的风险。应注意到在这个特定的方面中，使单个旁路开关15和旁路路径18定位在汽车电池的外部是有利的，因为这通常是更便宜的方案。
上述本发明的实施例也适用于本发明的第三方面的装置。例如，参照图8，电流感测工具31b、32b、33b可设置在对应的电池模块11、12、13的端子处，以便感测过电流并且用信号通知单个旁路开关15(也可能通知对应的断开开关21、22、23)电池模块应被断开。
图9示出了根据本发明的第四方面的绕过汽车电池中的全部电池模块的装置，其中单个旁路开关15被用来从汽车电池10的主电力传输线24(并且因此从负载)通过单个旁路路径18绕过全部电池模块11、12、13。在如果发生更严重事故而只断开电池模块，从而确保全部电池模块11、12、13的即时断开的情况下，图9中的装置的优点是通过旁路路径18即时绕过全部电池模块11、12、13只需要单个旁路开关15。又一优点是，单个断开开关21设置在主电力传输线24中，在绕过电池模块的同时或之后单个断开开关21从旁路路径18断开全部电池模块。
如同在之前的实施例中，单个线圈或任何其它适合的感测设备(未示出)可感测旁路路径18中的电流并控制单个断开开关21断开全部电池模块。凭借这个装置，消除了产生任何不希望的电流(例如当拖拽车辆时)的风险。应注意的是在这个第四方面中，将单个旁路开关15和旁路路径18以及单个断开开关21定位在汽车电池的外部是有利的，因为它通常是更便宜的方案。此外，如同在之前的实施例中描述的，单个断开开关21可被设置成接收来自ECU 14的用于断开电池模块11、12、13的，或来自电流感测工具例如31b、32b、33b(图9中未示出)的控制信号。
即使已经参照本发明的具体的示例性的实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说很多不同改变、修改等将变得显而易见。因此描述的实施例并非旨在限制本发明的范围，本发明的范围应由所附权利要求限定。

Claims (18)

1.一种断开汽车电池中的多个电池模块中的至少一个的方法，所述方法包括以下步骤：
检测到(S101)所述至少一个电池模块将被断开；
通过旁路开关绕过(S102)所述至少一个被检测到的将被断开的电池模块，其中所述旁路开关是烟火式开关；以及
不早于与绕过至少一个被检测到的电池模块相同的时刻，通过断开开关断开(S103)所述至少一个被检测到的电池模块和包括在所述汽车电池中的剩余电池模块之间的连接，其中所述断开开关是烟火式开关。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
不早于与断开至少一个被检测到的电池模块相同的时刻，使至少一个被检测到的电池模块放电(S104)。
3.根据权利要求1或2任一项所述的方法，还包括以下步骤：
指示电池的用户所述至少一个被检测到的电池模块被断开。
4.一种用于断开汽车电池(10)中的多个电池模块(11、12、13)中的至少一个的装置，所述装置包括：
设置成检测到所述至少一个电池模块将被断开的设备(14、31b、32b、33b)；
设置在每个电池模块处的旁路开关(15、16、17)，设置在至少一个被检测到的电池模块处的旁路开关能被控制以便通过旁路路径(18、19、20)绕过至少一个被检测到的电池模块，其中所述旁路开关(15、16、17)是烟火式开关；以及
设置在每个电池模块处的断开开关(21、22、23)，设置在至少一个被检测到的电池模块处的断开开关能被控制以便不早于与绕过至少一个被检测到的电池模块相同的时刻，断开至少一个被检测到的电池模块和剩余电池模块之间的连接，其中所述断开开关(21、22、23)是烟火式开关。
5.根据权利要求4所述的装置，还包括：
设置在每个电池模块(11、12、13)处的放电开关(25、26、27)和能量排出设备(28、29、30)，设置在至少一个被检测到的电池模块处的放电开关能被控制以便将所述至少一个被检测到的电池模块耦接至所述能量排出设备，以便不早于与断开至少一个被检测到的电池模块相同的时刻使所述至少一个被检测到的电池模块放电。
6.根据权利要求4或5所述的装置，还包括：
设置在每个电池模块(11、12、13)处的用于感测所述至少一个被绕过的电池模块的旁路路径(18、19、20)中的电流的工具(31a、32a、33a)，用于感测电流的工具被设置成当所述旁路路径中的电流达到预定阈值水平时，控制所述断开开关(21、22、23)断开所述至少一个被绕过的电池模块。
7.根据权利要求5所述的装置，还包括：
设置在每个电池模块(11、12、13)处的用于感测至少一个将被断开的电池模块的端子处的电流的工具(31b、32b、33b)，用于感测电流的工具被设置成当所述端子处的电流达到预定阈值水平时，控制所述旁路开关(15、16、17)绕过所述至少一个将被断开的电池模块。
8.根据权利要求7所述的装置，其中：
设置在每个电池模块(11、12、13)处的用于感测至少一个将被断开的电池模块的端子处的电流的工具(31b、32b、33b)还被设置成当所述端子处的电流达到预定阈值水平时，控制所述断开开关(21、22、23)断开所述至少一个将被断开的电池模块。
9.根据权利要求7所述的装置，其中：
设置在每个电池模块(11、12、13)处的用于感测至少一个将被断开的电池模块的端子处的电流的工具(31b、32b、33b)还被设置成当所述端子处的电流达到预定阈值水平时，控制所述放电开关(25、26、27)使所述至少一个将被断开的电池模块放电。
10.根据权利要求6所述的装置，设置在每个电池模块(11、12、13)处的用于感测电流的工具(31a、32a、33a、31b、32b、33b)是线圈。
11.根据权利要求4或5所述的装置，所述断开开关(21、22、23)还被设置成从其中设置有所述汽车电池(10)的机动车辆的电子控制单元(14)接收控制信号，以便断开所述至少一个被检测到的电池模块。
12.根据权利要求5所述的装置，其中，作为所述断开开关(21、22、23)的烟火式开关设置成：通过使设置在烟火式炸药(40)处的能移动的打断元件(43)移动到所述打断元件打断对应的电池模块和所述汽车电池(10)的主电力传输线(24)之间的连接(44)的位置，在点燃时依照所述烟火式炸药(40)的控制信号断开电池模块(11、12、13)。
13.根据权利要求4或5所述的装置，其中，作为所述旁路开关(15、16、17)的烟火式开关设置成：通过使设置在烟火式炸药(40)处的第一能移动的桥接元件(41)移动到所述第一能移动的桥接元件使到所述汽车电池(10)的主电力传输线(24)的旁路路径(42)闭合的位置，在点燃时依照所述烟火式炸药(40)的控制信号闭合旁路路径(18、19、20)。
14.根据权利要求5所述的装置，其中，作为所述放电开关(25、26、27)的烟火式开关设置成：通过使设置在烟火式炸药(40)处的第二能移动的桥接元件(45)移动到所述第二能移动的桥接元件闭合所述电池模块(11、12、13)和所述能量排出设备之间的电路(46)的位置，在点燃时依照所述烟火式炸药(40)的控制信号将被断开的电池模块耦合到能量排出设备(28、29、30)。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，在对应的电池模块(11、12、13)处的旁路开关(15、16、17)、断开开关(21、22、23)以及所述放电开关(25、26、27)中的至少两个组合在同一外罩中，并使用用于点燃的同一烟火式炸药(40)。
16.根据权利要求5所述的装置，还包括：
设置在每个电池模块(11、12、13)处的延迟电路，所述延迟电路用于延迟到对应的旁路开关(15、16、17)、断开开关(21、22、23)和放电开关(25、26、27)中的一个或多个的控制信号。
17.一种用于断开汽车电池(10)中的全部电池模块(11、12、13)的装置，所述装置包括：
设置成检测到所述电池模块将被断开的设备(14、31b、32b、33b)；
设置在汽车电池处的、并且能被控制以便通过旁路路径(18)绕过所述电池模块的旁路开关(15)，其中所述旁路开关(15)是烟火式开关；以及
设置在每个电池模块处的断开开关(21、22、23)，设置在对应的电池模块处的断开开关能被控制以便不早于与绕过所述电池模块相同的时刻，断开所述对应的电池模块和所述汽车电池的主电力传输线(24)之间的连接，其中所述断开开关(21、22、23)是烟火式开关。
18.一种用于断开汽车电池(10)中的全部电池模块(11、12、13)的装置，所述装置包括：
设置成检测到所述电池模块将被断开的设备(14、31b、32b、33b)；
设置在所述汽车电池处的、并且能被控制以便通过旁路路径(18)绕过所述电池模块的旁路开关(15)，其中所述旁路开关(15)是烟火式开关；以及
设置在所述汽车电池的主电力传输线(24)中的断开开关(21)，所述断开开关能被控制以便不早于与绕过所述电池模块相同的时刻，断开所述电池模块和所述旁路路径(18)之间的连接，其中所述断开开关(21)是烟火式开关。
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