CN105493336A - 具有多个电化学电池组电池并具有用于测量两个不同的电池组电池的两个电池电流之间的差的设备的电池组包 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有多个电化学电池组电池的电池组包,包括用于测量两个不同的电池组电池的两个电池电流之间的差的设备,其中第一电池组电池具有由第一电极层和第二电极层构成的第一卷绕元件,所述第一卷绕元件通过所述电池电流中的第一电池电流引起第一磁场,以及第二电池组电池具有由第三电极层和第四电极层构成的第二卷绕元件,所述第二卷绕元件通过所述电池电流中的第二电池电流引起第二磁场,其中所述第一和第二卷绕元件相对于彼此被布置,使得所述第一磁场在被相同地定向的第一和第二电池电流的情况下抵抗所述第二磁场,其中所述电池组包进一步包括磁场传感器,所述磁场传感器被设置用于测量由所述第一磁场和所述第二磁场构成的叠加场,以及包括分析单元,所述分析单元被设置用于由所测量的叠加场确定所述第一和所述第二电池电流之间的差。

Description

具有多个电化学电池组电池并具有用于测量两个不同的电池组电池的两个电池电流之间的差的设备的电池组包
技术领域
本发明涉及具有多个电化学电池组电池并具有用于测量两个不同电池组电池的两个电池电流之间的差的设备的电池组包。
背景技术
呈现出,在未来不仅在固定的应用、诸如风力发电设备和备用电源中而且在车辆、诸如混合动力车辆或者电动车辆中增多地使用新的电池组系统、诸如锂离子电池组。在后一种情况下谈及牵引二次电池组。对这种电池组系统提出关于可利用的蓄能量、充放电效率、记忆效应的不存在、寿命和可靠性的高的要求。
为了根据合适的系统总电压、功率或者能量满足所述要求,在这种电池组系统中电池组电池被串联或者并联。总电池组被称为电池组包。总电池组例如细分成电池组电池、电池组模块、子单元、冷却系统、脱气系统、传感器和电子控制设备、诸如电池监视电路(CSC-Cell Supervision Circuit)、电池组控制单元(BCU-Battery Control Unit)、电池组断开单元(BDU-Battery Disconnect Unit)、电流中断单元(CID-Current Interrupt Device(电流中断设备))和电池组管理系统(BMS-Battery Management System)。
对于终端耗电器应用来说主要依赖于圆柱形的锂离子电池组电池。对于高效的牵引二次电池组来说优选地使用由铝或者不锈钢构成的金属外壳中的棱柱形的锂离子电池组电池。在此,也存在具有在电池外壳中的两个并联的极组(Jelly-Roll)的实施方案。极组是由阳极层和阴极层所卷绕的元件。
具有并联的极组的电池组从EP2325932B1中已知。在该电池组中所述极组以反方向被卷绕的方式被装入电池外壳中。该相反的卷绕方向导致电磁辐射的减少。在那里所描述的原理也在牵引二次电池组中已知。
为了极为有效地控制以及监视锂离子电池组,需要通过两个这种极组的电流的控制。在此尤其重要的是检测两个不同的极组的两个电池电流之间的差,以便能够实现所有电池的均匀加载或者阻止各个电池的过载。
发明内容
根据本发明的具有多个电化学电池组电池的电池组包包括用于测量两个不同的电池组电池的两个电池电流之间的差的设备,其中第一电池组电池具有由第一电极层和第二电极层构成的第一卷绕元件,所述第一卷绕元件通过电池电流中的第一电池电流引起第一磁场,并且第二电池组电池具有由第三电极层和第四电极层构成的第二卷绕元件,所述第二卷绕元件通过电池电流中的第二电池电流引起第二磁场,其中第一和第二卷绕元件相对于彼此被布置,使得第一磁场在被相同地定向的第一和第二电池电流的情况下抵抗第二磁场,其中电池组包进一步包括磁场传感器,所述磁场传感器被设置用于测量由第一磁场和第二磁场构成的叠加场,以及包括分析单元,所述分析单元被设置用于由所测量的叠加场确定第一和第二电池电流之间的差。当不仅第一而且第二电池电流是分别第一以及第二电池组电池的充电电流时或者当不仅第一而且第二电池电流是分别第一以及第二电池组电池的放电电流时,第一和第二电池电流被相同地定向。这种电池组包是有利的,因为不需要直接电接触传导电池电流的组件,以便检测差电流。因此测量损失被最小化并且用于接触的耗费被避免。尤其在高的电池电流和/或电压的情况下不需要对用于测量电池电流之间的差的设备进行昂贵的绝缘。
从属权利要求示出本发明的优选的改进方案。
尤其第一和第三电极层在相应的卷绕元件的内部区段处被接触并且第二和第四电极层在相应的卷绕元件的外部区段处被接触,其中内部区段比外部区段更远地位于相应的卷绕元件的内部中。由此确保:电池电流至少几乎完全地流过卷绕元件的绕组并且因此产生强的第一和第二磁场。强的磁场可以以低的耗费、即通过低成本的磁场传感器被识别,并且如此所获得的测量结果更少地由于干扰场而失真。
第一电池组电池与第二电池组电池并联是有利的。在两个电池组电池的这种接线的情况下可以基于相同的对并联的电池组电池起作用的负载通过出现的差电流也比较电池组电池的健康状态或者老化状态或者不同的充电状态。
此外,第一卷绕元件的假想的第一绕组轴与第二卷绕元件的假想的第二绕组轴平行地以及相邻地被布置,其中第一卷绕元件在该布置中与第二卷绕元件反方向地被卷绕。通过在这种实施方式中的对称的电流流动,特别少的电磁干涉从这种电池组包发出。
有利的是,磁场传感器被布置在如下部位处,在所述部位处第一磁场和第二磁场在相同大小的并且被相同地定向的第一和第二电池电流的情况下抵消。因此,可以通过特别简单的装置识别否存在第一和第二电池电流之间的不平衡、即差。在这种情况下当叠加场具有不等于零的场强时总是存在差。分析单元的校准在这种情况下可以取消。
此外有利的是,第一电极层经由第一电导体与第一电压分接头导电连接,第二电极层经由第二电导体与第二电压分接头导电连接,第三电极层经由第三电导体与第三电压分接头导电连接并且第四电极层经由第四电导体与第四电压分接头导电连接,其中第一和第二电导体至少部分地与第三和第四电导体对称地被布置。由此实现对称的导电。这有利地导致如下磁场的至少部分地补偿,所述磁场可能以未被补偿的方式叠加对于测量来说所需的磁场。第一和第二电导体尤其可以至少部分地与第三和第四电导体面对称地被布置,其中导体相对于假想的对称面是对称的,所述对称面定义彼此面对称的假想的第一和第二绕组轴之间的平面对称。
同样有利的是,电池组包包括多个第一和第二电池组电池,其中第一和第二卷绕元件相对于彼此被布置,使得每个第一磁场在被相同地定向的第一和第二电池电流的情况下与每个第二磁场相反地被定向并且第一和第二卷绕元件以交替的磁场方向被布置在一行中,其中磁场传感器被设置用于测量由第一卷绕元件的第一磁场和相邻的第二卷绕元件的第二磁场构成的叠加场。以这种方式,电池组包中的多个电流差可以被测量,其中实现不参与测量的电池组电池的磁场对测量的仅仅最小的影响或者没有相互的影响。
在另一变型方案中,第一电池组电池和第二电池组电池被布置在共同的电池组电池外壳中。通过第一电池组电池和第二电池组电池在共同的电池组电池外壳中的布置提供一种构造单元,所述构造单元引起最小的磁干扰场。
第一电池组电池和第二电池组电池尤其被布置在不同的电池组电池外壳中。磁场传感器于是可以被布置在电池组电池外壳之间。因此提供能够单独调换的单元,在所述能够单独调换的单元的情况下借助于两个电池电流之间的所测量的差可以判定所述单元之一是否是有错误的并且必须被调换。
磁场传感器被布置在两个相邻的电池组电池外壳之间是有利的。因此,不包括磁场传感器的电池组电池可以被用在根据本发明的电池组包中。在大多利用电池组电池外壳实现的电池组电池的替换的情况下可以包含磁场传感器。附加的成本和附加的校准耗费被避免。
有利的是,磁场传感器是霍尔传感器,因为该霍尔传感器作为低成本的标准器件是可用的。此外,可以通过霍尔传感器实现对叠加场的特别精确的测量。
根据本发明的电池组包有利地是车辆电池组、尤其是牵引电池组。由于频繁的充电过程和放电过程以及对这种电池组的特别高的要求,差电流测量装置的可靠的构造方式是特别有利的。简单性以及因此低成本的可实现性同样是有优点的。
附图说明
随后参照随附的附图详细地描述本发明的实施例。在附图中:
图1是第一实施方式中的根据本发明的电池组包1的示意图,
图2是第二实施方式中的根据本发明的电池组包1的示意图,
图3是根据第二实施方式的多个根据本发明被布置的第一和第二电池组电池2、3的示意图。
具体实施方式
图1示出第一实施方式中的根据本发明的电池组包1的示意图。
电池组包1包括第一电池组电池2,所述电池组电池具有由第一电极层和第二电极层构成的第一卷绕元件4。第一电池组电池2是电化学电池组电池。在此,在该实施方式中在放电时第一电极层形成第一电池组电池2的阴极并且第二电极层形成第一电池组电池2的第一阳极。这种第一卷绕元件4此外典型地包括一个或多个与电极层被共同地缠绕的隔离层,所述隔离层阻止阳极和阴极之间的短路。在充电时阳极和阴极的角色交换。下面将考虑放电。
第一卷绕元件4具有假想的第一绕组轴。假想的第一绕组轴是如下轴,所述轴位于第一卷绕元件4的绕组层(Wicklungslagen)的绕组中心中。在本发明的这里所示出的第一实施方式中,假想的第一绕组轴位于第一卷绕元件4的中心中的假想面上,电极层围绕所述假想的第一绕组轴被卷绕。在此,假想的第一绕组轴与第一磁场6平行。
第一阳极在第一卷绕元件4的内部区段处被接触。为此,在该实施例中为了接触选择第一阳极接触点P1,所述第一阳极接触点位于第一阳极上以及位于第一卷绕元件4的最内部的区段上。优选地,所述第一阳极接触点同时能从第一卷绕元件4的端面到达。第一阴极在第一卷绕元件4的外部区段处被接触。为此,在该实施例中为了接触选择第一阴极接触点P2,所述第一阴极接触点位于第一阴极上并且在跟随第一阴极和第一阳极的绕组轨道时尽可能远地远离第一卷绕元件4的假想的绕组核心。内部的区段因此比外部区段更远地位于第一卷绕元件4的内部中。
第一电池电流IZ1流经第一阳极接触点P1、第一卷绕元件4和阴极接触点P2。第一电池电流IZ1在此可以完全地或者部分地由第一电化学电池组电池2引起。通过第一电池电流IZ1沿着被卷绕的、通过第一阴极和第一阳极所形成的导电轨道流动,与在线圈的情况下类似地产生第一磁场6。
电池组包1此外包括第二电化学电池组电池3,所述第二电化学电池组电池具有由第三电极层和第四电极层构成的第二卷绕元件5。在此,在该实施方式中第三电极层形成第二电池组电池3的第二阴极并且第四电极层形成第二电池组电池3的第二阳极。这种第二卷绕元件5此外典型地包括一个或多个与电极层被共同地缠绕的隔离层,所述隔离层阻止第二阴极和第二阳极之间的短路。第一卷绕元件4以及第二卷绕元件5也被称为极组。
第二卷绕元件5具有假想的第二绕组轴。假想的第二绕组轴是如下轴,所述轴位于第二卷绕元件5的绕组层的绕组中心中。在本发明的这里所示出的实施方式中,假想的第二绕组轴位于第二卷绕元件的中心中的假想面上,电极层围绕所述假想的第二绕组轴被卷绕。
第二阳极在第二卷绕元件5的内部区段处被接触。为此,在该实施例中为了接触选择第二阳极接触点P3,所述第二阳极接触点位于第二阳极层上的如下部位处,所述部位位于第二卷绕元件5的最内部的区段上。优选地,所述第二阳极接触点同时能从第二卷绕元件5的端面到达。第二阴极在第二卷绕元件5的外部区段处被接触。为此,在该实施例中为了接触选择第二阴极接触点P4,所述第二阴极接触点位于第二阴极上的如下部位处,所述部位在跟随第二阴极和第二阳极的绕组轨道时尽可能远地远离第二卷绕元件5的假想的绕组核心。内部区段因此比外部区段更远地位于第二卷绕元件5的内部中。
第二电池电流IZ2流经第二阳极接触点P3、第二卷绕元件5和第二阴极接触点P4。第二电池电流IZ2在此可以完全地或者部分地由第二电化学电池组电池3引起。通过第二电池电流IZ2沿着被卷绕的、通过第二阴极和第二阳极所形成的导电轨道流动,与在线圈的情况下类似地产生第二磁场7。
在本发明的该第一实施方式中,第一卷绕元件4和第二卷绕元件5关于其电极层的面积、其绕组密度和其外部尺寸被相同地确定大小。第一和第二电池组电池2、3被布置在共同的电池组电池外壳9中。在此,假想的第一绕组轴与假想的第二绕组轴平行地以及相邻地被布置。第一卷绕元件4在该布置中与第二卷绕元件5反方向地被卷绕。如从图1中可见,第一卷绕元件4在所示出的视图中以顺时针方向被卷绕并且第二卷绕元件5在相同的所示出的视图中逆时针方向地被卷绕。共同的电池组电池外壳9在此包括具有破裂阀门28的电池组电池外壳盖29。
电池组电池外壳9中的连接导线应当针对第一和第二卷绕元件5被彼此对称地敷设。由此,通过导线上的电流流动所产生的电磁场被构造,使得所述电磁场相互抵消。所辐射的干扰因此被最小化。第一阳极接触点P1经由第一电导体L1与被布置在电池组电池外壳9处的第一负极连接端子A1导电连接。第一阴极接触点P2经由第二电导体L2与被布置在电池组电池外壳9处的正的第一正极连接端子A2导电连接。第二负接触点P3经由第三电导体L3与被布置在电池组电池外壳9处的第二负极连接端子A3导电连接。第二正接触点P4经由第四电导体L4与被布置在电池组电池外壳9处的第二正极连接端子A4导电连接。第一电导体L1优选地与第三电导体L3对称地被布置在电池组电池外壳中并且第二电导体L3优选地与第四电导体L4对称地被布置在电池组电池外壳中。在此,如下面形成对称面,所述面也形成关于第一和第二电池组电池2、3的对称面。第一正极连接端子A2和第二正极连接端子A4此外可以与电池组包的阴极端子或者正极导电连接。第一负极连接端子A1和第二负极连接端子A3此外可以与电池组包的阳极端子或者负极导电连接。
第一卷绕元件4和第二卷绕元件5相对于彼此被布置,使得第一磁场6在被相同地定向的第一和第二电池电流IZ1、IZ2的情况下抵抗第二磁场7。当不仅第一而且第二电池电流IZ1、IZ2分别是第一电池组电池2以及第二电池组电池3的充电电流时或者当不仅第一而且第二电池电流IZ1、IZ2分别是第一电池组电池3以及第二电池组电池4的放电电流时,第一和第二电池电流IZ1、IZ2被相同地定向。因此,如果从第一电池组电池3和第二电池组电池4分别输出放电电流作为第一以及作为第二电池电流IZ1、IZ2,则在第一和第二电池组电池3、4的周围环境中形成至少一个面区域,在所述面区域中第一磁场6的分量和第二磁场7的分量起相反作用。第一磁场6与第二磁场7共同地在该面区域中形成叠加场。在这里所描述的第一实施方式中,这种面区域在电池组电池外壳9之内居中地处于第一卷绕元件4和第二卷绕元件5的绕组中心之间。在该面区域中布置有磁场传感器。所述磁场传感器通过霍尔传感器8来形成。霍尔传感器8在这种情况下因此被布置在如下部位处,在所述部位处第一磁场6和第二磁场7在相同大小的以及被相同地定向的第一和第二电池电流IZ1、IZ2的情况下抵消。霍尔传感器8与第一卷绕元件4的假想的绕组轴以及与第二卷绕元件5的假想的绕组轴优选地具有相同的间隔。因此,霍尔传感器8被两个在相同大小的以及被相同地定向的第一和第二电池电流IZ1、IZ2的情况下被相反地取向的磁场相同强度地渗透。只要第一和第二磁场6、7是相同大小的,则所得到的通过霍尔传感器8的磁通量等于零。
流过第一和第二卷绕元件4、5的第一和第二电池电流IZ1、IZ2产生相反的磁场,所述磁场在相同的匝数、绕组密度以及电流(IZ1=IZ2)的情况下抵消。所产生的磁场、即第一磁场6和第二磁场7)与流过卷绕元件4、5的电池电流IZ1、IZ2成比例。
传感器电流IHS流过霍尔传感器8。该传感器电流IHS例如可以经由电池组控制装置被提供。如果通过霍尔传感器8识别叠加场,则通过该霍尔传感器输出霍尔电压UHS。该霍尔电压UHS被输送给未在图中被示出的分析单元。因此,通过第一和第二卷绕元件4、5的充电电流和放电电流是相同大小的,优选地,其电阻是相同大小的。在磁场的不均衡、即不同的第一和第二电池电流IZ1、IZ2的情况下可以在霍尔传感器8的电压分接头处测量不等于0V的霍尔电压UHS。因此,霍尔传感器8被用于浮置的电流测量。
分析单元由霍尔电压UHS以及因此由所测量的叠加场确定第一电池电流IZ1和第二电池电流IZ2之间的差。通过第一和第二卷绕元件4、5的相同的确定大小以及霍尔传感器8的居中的布置,对于第一电池电流IZ1等于第二电池电流IZ2的情况来说(在被相同地定向的第一和第二电池电流IZ1、IZ2的情况下)得出具有数值0的叠加场以及因此0V的霍尔电压UHS。第一电池电流IZ1和第二电池电流IZ2之间的差因此是0A。
如果第一第一电池电流IZ1比第二电池电流IZ2大,则第一磁场6在叠加场中是主导的并且叠加场的磁通量的流动方向通过霍尔传感器预给定。根据霍尔传感器的取向,由霍尔传感器输出正的或者负的霍尔电压UHS。如果第一电池电流IZ1比第二电池电流IZ2小,则第二磁场7在叠加场中是主导的并且叠加场的磁通量的流动方向通过霍尔传感器8预给定。霍尔电压UHS由霍尔传感器8输出,所述霍尔电压与在主导的第一磁场6的情况下的霍尔电压UHS相比具有相反的符号。
所输出的霍尔电压UHS例如可以经由预给定的表格被转化成差值,所述差值以安培或者其它的电流单元描述第一电池电流IZ1和第二电池电流IZ2之间的差。这种表格可以根据以尝试的方式所确定的值被创建。
通过两个电池组电池2、3的下列电流的差可以被测量:
- 自放电电流,为此传感器电流IHS为了霍尔传感器8的灵敏度提高必须被调整为相对大。根据霍尔电压UHS的极性可以识别卷绕元件4、5中的哪个具有更大的自放电电流。霍尔电压UHS的高度显示自放电电流差有多大。
- 充电电流和放电电流,为此霍尔传感器8的传感器电流IHS必须被调整为相对小。充电电流和放电电流在大约16的范围中,使得霍尔传感器8必须被调整为不太灵敏。
因为在恰好居中地位于第一卷绕元件4和第二卷绕元件5之间的区域中定位霍尔传感器8是困难的并且第一卷绕元件4由于生产不准确性典型地不恰好与第二卷绕元件5相同地被确定大小,所以可能需要零值校准。在此,霍尔传感器8的霍尔电压UHS在一致的第一和第二电池电流IZ1、IZ2的情况下被读出。该值于是被视为零值。如果霍尔电压UHS位于该值之上或者之下,则第一或者第二磁场6、7分别在叠加场中是主导的并且因此相应的第一电池电流IZ1或者第二电池电流IZ2占优势。如果霍尔电压UHS等于零值,则第一电池电流IZ1等于第二电池电流IZ2
除了在图1中所示出的元件,这种电池组包1可以包括在图1中未被示出的另外的组件、诸如电池组控制装置、分离元件或者另外的线路元件。
图2示出第二实施方式中的根据本发明的电池组包1的示意图。在该第二实施方式中,电池组包1包括多个电池组电池单元20至24。电池组电池单元20至24是构造相同的电池组电池单元20、21、22、23、24。电池组电池单元20、21、22、23、24在其外部形状方面通过分别所属的电池组电池外壳9a、9b、9c、9d、9e被形成。电池组电池外壳9a、9b、9c、9d、9e基本上具有长方体的形状。在连接侧分别布置有正的电压分接头A5和负的电压分接头A6。电池组电池单元20、21、22、23、24被并排地布置,使得负的电压分接头A6分别被布置在相邻的电池组电池单元的正的电压分接头A5旁边。电池组电池单元20、21、22、23、24为此分别被彼此相对旋转180°,其中其电压分接头A5、A6位于长方体的共同的侧上。分别在两个相邻的电池组电池单元之间与电池组电池外壳9a、9b、9c、9d、9e齐平地布置铝板26,以便改善散热(Wärmeabtransport)。电池组电池单元20、21、22、23、24和铝板26通过两个张力带被彼此固定在该位置中。在具有代替铝板26的冷却通道的电池组包1中,电池组电池单元20、21、22、23、24可以被相应的间隔保持框保持以及固定。该间隔保持框在此也可以接纳一个或多个霍尔传感器8。
每个正的电压分接头A5与其相邻的电池组电池单元的负的电压分接头A6经由导电的电池连接器25连接。在此,电池组电池单元20、21、22、23、24经由电池连接器25被连接,使得得出电池组电池单元20、21、22、23、24的串联。在电池组包中的这种并排地站立的、被串联的、具有铝外壳的电池组电池单元20、21、22、23、24的情况下,对极的电压分接头A5、A6总是并排,以便可以使用尽可能短的电池连接器25。
各一个用作磁场传感器的霍尔传感器8被布置在分别相邻的电池组电池单元20、21、22、23、24中的每个之间。为此,在所述铝板26中的每个的中心中引入与霍尔传感器8的形状相对应的空隙。霍尔传感器8被布置在该空隙中。该空隙可以在铝板26的边缘区域的方向上被扩展,以便接纳霍尔传感器8的电缆线路。为此,铝板26尤其具有至少与霍尔传感器8的厚度相对应的厚度。
第二实施方式中的电池组包1包括多个第一和第二电池组电池2、3。在此,各一个第一和一个第二电池组电池2、3被布置在电池组电池单元20、21、22、23、24中。
图3示出电池组包1的第一电池组电池单元20和第二电池组电池单元21的示意图以及两个第一电池组电池2和两个第二电池组电池3在电池组包1中的布置。第一电池组电池2和因此分别第一卷绕元件4以及分别第一阳极接触点P1和分别第一阴极接触点P2根据本发明的之前所描述的第一实施方式被实施。第二电池组电池3和因此分别第二卷绕元件5以及分别第二阳极接触点P3和分别第二阴极接触点P4根据本发明的之前所描述的第一实施方式被实施。分别第一电池电流IZ1流过分别第一电池组电池的第一卷绕元件4。分别第二电池电流IZ2流过分别第二电池组电池的第二卷绕元件5。
在此,第一和第二卷绕元件4、5相对于彼此被布置,使得每个第一磁场6在被相同地定向的第一和第二电池电流IZ1、IZ2的情况下与每个第二磁场7相反地定向并且第一和第二卷绕元件4、5交替地被布置在一行中。为此,第一和第二卷绕元件4、5的假想的绕组轴在其布置在电池组包1中的情况下近似被布置在一条线上。因为第一以及第二卷绕元件4、5在该实施方式中也是构造相同的,因此每个卷绕元件4、5相对于直接相邻的元件分别被旋转180度,其中转动轴垂直于假想的绕组轴。第一卷绕元件4之一和相邻的第二卷绕元件5被布置在第一电池组电池外壳9a中。第一卷绕元件4中的另一个和另一相邻的第二卷绕元件5被布置在第二电池组电池外壳9b中。电池组包的所有电池组电池成对地被安置在电池组电池外壳中。电池组电池外壳9a、9b、9c、9d、9e尤其由铝制成。
第一电导体L1在第一以及第二电池组电池单元20、21中分别与第一阳极接触点P1和负的电压分接头A6导电连接。第一电导体L1在第一以及第二电池组电池单元20、21中分别与第一阳极接触点P1和负的电压分接头A6导电连接。第三电导体L3在第一以及第二电池组电池单元20、21中分别与第二阴极接触点P3和负的电压分接头A6导电连接。第二电导体L2在第一以及第二电池组电池单元中分别与第一阴极接触点P2和正的电压分接头A5导电连接。第四电导体L4在第一以及第二电池组电池单元20、21中分别与第二阴极接触点P4以及正的电压分接头A5导电连接。以这种方式,每个电池组电池单元的第一以及第二电池组电池分别被彼此串联。
因为第一电池组电池单元20和第二电池组电池单元21彼此邻接并且仅仅通过铝板26以及霍尔传感器8被彼此分离,因此在第一和第二电池组电池单元20、21之间形成叠加场。通过被布置在该部位处的霍尔传感器8测量叠加场。该测量值可以根据第一实施方式被转换成第一电池组电池单元20的第一电池电流IZ1和第二电池组电池单元的第二电池电流IZ2之间的差值。
相应的测量可以通过霍尔传感器8中的每个被执行。因此,可以分别测量两个相邻的电池组电池的第一电池电流IZ1和第二电池电流IZ2之间的差。
电池组电池单元20、21、22、23、24优选地是构造相同的。因此,电池组电池被认为是第一电池组电池2还是第二电池组电池3依赖于电池组电池单元的取向。
在第二实施方式的一种可选的、未在图中被示出的变型方案中,第一和第二卷绕元件4、5的假想的绕组轴在其布置在电池组包1中的情况下近似彼此平行地布置。两个相邻的第一和第二卷绕元件4、5相对于彼此的布置于是与第一实施方式相对应。

Claims (10)

1.具有多个电化学电池组电池并具有用于测量两个不同的电池组电池(2、3)的两个电池电流之间的差的设备的电池组包(1),其中
- 第一电池组电池(2)具有由第一电极层和第二电极层构成的第一卷绕元件(4),所述第一卷绕元件通过所述电池电流中的第一电池电流(IZ1)引起第一磁场(6),以及
- 第二电池组电池(3)具有由第三电极层和第四电极层构成的第二卷绕元件(5),所述第二卷绕元件通过所述电池电流中的第二电池电流(IZ2)引起第二磁场(7),
其中所述第一和第二卷绕元件(4、5)相对于彼此被布置,使得所述第一磁场(6)在被相同地定向的第一和第二电池电流(IZ1、IZ2)的情况下抵抗所述第二磁场(7),
其中所述电池组包(1)进一步包括:
- 磁场传感器(8),所述磁场传感器被设置用于测量由所述第一磁场(6)和所述第二磁场(7)构成的叠加场,以及
- 分析单元,所述分析单元被设置用于由所测量的叠加场确定所述第一电池电流(IZ1)和所述第二电池电流(IZ2)之间的差。
2.根据权利要求1所述的电池组包(1),其特征在于,所述第一和所述第三电极层在相应的卷绕元件(4、5)的内部区段处被接触并且所述第二和所述第四电极层在相应的卷绕元件(4、5)的外部区段处被接触,其中所述内部区段比所述外部区段更远地位于相应的卷绕元件(4、5)的内部中。
3.根据前述权利要求之一所述的电池组包(1),其特征在于,所述第一电池组电池(2)与所述第二电池组电池(3)并联。
4.根据前述权利要求之一所述的电池组包(1),其特征在于,所述第一卷绕元件(4)的假想的第一绕组轴与所述第二卷绕元件(5)的假想的第二绕组轴平行地并且相邻地被布置,其中所述第一卷绕元件(4)在该布置中与所述第二卷绕元件(5)反方向地被卷绕。
5.根据前述权利要求之一所述的电池组包(1),其特征在于,所述磁场传感器(8)被布置在如下部位处,在所述部位处所述第一磁场和所述第二磁场在相同大小的以及被相同地定向的第一和第二电池电流的情况下抵消。
6.根据前述权利要求之一所述的电池组包(1),其特征在于,
所述第一电极层经由第一电导体(L1)与第一电压分接头导电连接,
所述第二电极层经由第二电导体(L2)与第二电压分接头导电连接,
所述第三电极层经由第三电导体(L3)与第三电压分接头导电连接,
所述第四电极层经由第四电导体(L4)与第四电压分接头导电连接,
其中所述第一和所述第二电导体(L1、L2)至少部分地与所述第三和第四电导体(L3、L4)对称地被布置。
7.根据前述权利要求之一所述的电池组包(1),其特征在于,所述电池组包(1)包括多个第一和第二电池组电池(2、3),
其中所述第一和所述第二卷绕元件(4、5)相对于彼此被布置,使得每个第一磁场(6)在被相同地定向的第一和第二电池电流(IZ1、IZ2)的情况下与每个第二磁场(7)相反地被定向并且所述第一和第二卷绕元件以交替的磁场方向被布置在一行中,
其中所述磁场传感器(8)被设置用于测量由第一卷绕元件的第一磁场(6)和相邻的第二卷绕元件的第二磁场(7)构成的叠加场。
8.根据前述权利要求之一所述的电池组包(1),其特征在于,所述第一电池组电池(2)和第二电池组电池(3)被布置在共同的电池组电池外壳(9)中。
9.根据前述权利要求之一所述的电池组包(1),其特征在于,所述第一电池组电池(2)和第二电池组电池(3)被布置在不同的电池组电池外壳(9)中。
10.根据权利要求7所述的电池组包(1),其特征在于,所述磁场传感器(8)被布置在两个相邻的电池组电池外壳(9)之间。
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