CN110062980A - 使具有至少两个电池模块的电池的具有至少两个电池单体的电池模块放电的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使具有至少两个电池模块(24、26、28)的电池(30)的具有至少两个电池单体(10、12、14、16、18、20、22)的电池模块(24)放电的方法，其中，电池模块(24、26、28)中的相应的电池模块的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)彼此相邻地布置并且彼此机械和电气连接，其中，在电池模块(24、26、28)中的每个中，使相应的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)单独借助于单体开关单元(32)在能量存储功能方面进行激活和停用，其中，待放电的电池模块(24、26、28)的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)相继与放电装置(34)借助于单体开关单元(32)始于电池单体(14)中的预定的电池单体选择性地电气地耦联，以便使电池单体(10、12、14、16、18、20、22)相继单独地电气地放电，以使电池模块(24、26、28)放电。

Description

使具有至少两个电池模块的电池的具有至少两个电池单体的 电池模块放电的方法
技术领域
本发明涉及一种用于使具有至少两个电池模块的电池的、具有至少两个电池单体的电池模块放电的方法，其中，电池模块的相应的电池模块的电池单体彼此相邻地布置并且彼此机械和电气连接，其中，在电池模块中的每个中，相应的电池单体各借助于单体开关单元在单体开关单元的第一切换状态中激活，以及在单体开关单元的第二切换状态中停用。本发明还涉及一种用于使具有至少两个电池模块的电池的具有至少两个电池单体的电池模块放电的放电装置，其中，电池模块的相应的电池模块的电池单体彼此相邻地布置，并且彼此机械和电气连接，该放电装置具有电能消耗单元，以将输送的电能转变成热量。本发明还包括电池，其具有两个电池联接极和至少两个电池模块，其中，电池模块中的每个相应具有两个模块联接极，通过它们使电池模块彼此电气连接以及与电池联接极联接，其中，电池模块中的每个具有至少两个彼此相邻地布置的电池单体，它们彼此机械和电气连接并且与相应的模块联接极联接，其中，电池模块中的每个包括可借助于控制单元控制的单体开关单元，以在第一切换状态中单独地激活相应的电池单体，以及在第二切换状态中单独地停用相应的电池单体。最后，本发明还包括一种机动车，其具有用于驱动机动车的电驱动单元以及与电驱动单元联接的电池。
背景技术
这种类型的用于使电池模块放电的方法、放电装置以及电池和机动车在现有技术中已经广为人知。这种类型的电池除了用在固定应用中之外，例如用在无间断的能源供应、隔离运行中的电能供应和/或类似情况中，还用在机动车中，更确切地说，尤其用在电动车中，例如电动车辆、混合动力车辆等等。
这种类型的电池用于可逆地存储电能。这种电池还被称为蓄能器。为了可逆的能量贮蓄，电池通常包括多个电池单体，它们构造为伽伐尼单体并且能化学地存储电能。为此目的，电池单体通常具有两个电极，它们彼此电化学连接，例如通过与电极相互作用的电解质。此时，在电极处出现电直流电压，其主要基于电化学得到。出现在单独的电池单体的电极之间的直流电压通常为机伏特，例如约1.2伏至4.5伏，取决于单体化学性质。
然而，这种电池通常提供高的直流电压，例如对于机动车，直流电压在几百伏的范围内，例如约400伏或更高，尤其约800伏。因此，为了通过电池实现这种直流电压，必须将多个电池单体电气地串联。根据能量或功率要求，还可补充地需要电池单体的并联。
尤其是从结构的观点和从电气安全的观点来看，由此在这种电池(还成为高压电池)中产生应予以注意的特别的要求。由于这些要求，现在通常以模块化设计的方式构造电池。为此目的，通常将多个伽伐尼单体机械和电气地组合成电池模块，从而提供可单独管理的结构单元。电池模块可在其特性方面、尤其在其电其特性方面作为独立的部件来测试。然后，由相应数量的这种电池模块组合成电池，例如通过将电池模块以预定的方式机械地和/或电气地彼此连接，优选地连接成结构单元，例如通过将它们相应地布置在电池的电池壳体中。同样，电池模块可具有自己的壳体，在其中布置有电池单体。然而，壳体还可仅仅由框架构成，其相对于电池固定相应的电池模块或者相对于电池模块固定相应的电池单体。
为此目的，电池模块通常包括两个模块联接极，它们在电池模块侧与电池单体电气地联接。模块联接极又在电池中与电池联接极联接，从而可在电池联接极处提供电池的期望的直流电压。因此，通常在电池联接极处的直流电压大于在模块联接极处的直流电压，其又通常大于在相应的单独的电池单体的电极处提供的直流电压。如果相应存在于电池模块中的电池单体的纯粹的并联连接或在电池内的电池模块的纯粹的并联连接，相应的直流电压一样大。
电池模块的一示例性的结构设置成，十二个电池单体布置在机械式壳体中，并且电气地借助于汇流排彼此串联和/或并联联接。优选地，电池单体彼此电气隔绝地布置。此外，它们可借助于冷却装置冷却。这种电池模块适合于用作标准化的构件，从而可通过将相应数量的电池模块彼此设置在电池中实现几乎任意的电池。
尽管这种结构已在现有技术中得到证实，但它仍然具有缺点。由于逐渐的发展，单个的电池单体的能量密度和/或功率密度不断提高。尤其是，使用的单体化学物质还可能因此越来越有挑战性。由此存在的风险是，在故障情况下，例如由于单体内部的短路的危险状态被大大增大，并且安全性、尤其电气安全性和防火可能受到破坏。这需要通常引起相应的成本和复杂的技术措施的附加的花费。此外，存在的问题是，由于短的开发时间，电池单体技术部分地尚未成熟便上市。如果这种电池单体加工成电池模块，并且然后再进一步加工成相应的电池，则会增加相应的上述风险。
关于电池的快速充电产生了另一个问题，当例如以约150至300千瓦的功率进行快速充电时，以对所有电池单体再充电，能量输送的时间相对较短，可能不到30分钟。结果，所有电池单体都可能承受高的压力，这会导致高的老化和高的热释放。
当然，关于电池单体还存在的危险是，在任何类型的干扰的情况下，在相应的电池单体中和周围可出现非常剧烈的反应，因为存储在电池单体中的能量可在短时间内释放。该问题例如可出现在以下情况中：热失控、电池单体的内部的和/或外部的短路、微短路、杂质粒子、不均匀性、老化效应、电镀、机械变形、事故、尤其由于湿气扩散到电池单体中的不密封性等等。
在这方面，DE102013204539A1公开了一种具有微调安全功能的电池单体装置和一种用于监测电池单体的方法。该教导仅仅考虑了牵引用电池的各电池单体。同样可受到影响的相邻单体没有被该教导考虑到。此外，DE2013206191A1公开了通过借助于双金属的短路使电池单体放电的方法。双金属与电池单体热耦联。如果通过电池单体在双金属的区域中达到预定的温度，则双金属断开接触，于是借助于双金属开关接触切断电池单体。
此外，DE102014205116A1公开了一种具有电池单体和限流电路的电池单体装置以及用于限制流过电池单体和电池单体的电池单体端子的电流的方法，以及EP2355229A1公开了一种大电流电池系统和用于控制它的方法。
在故障的情况下，如之前借助示例阐述的那样，可针对电池设定以下流程：
首先，存储在电池单体中的电能在故障情况下导致高的发热。发热首先局部受限地出现在电池单体中。故障情况可例如由于内部的微短路、侵入异体、在穿透分离器、枝晶形成和/或类似情况中的事故引起。在此，可在非常小的空间内释放非常大的能量，由此可引起到的温度上升。这尤其是由于在故障部位的区域中的相应高的电流密度。因此，在电池单体内的压力可同样升高，只要电池单体壳体没有设置相应的放电可能性。如果达到相应高的温度，例如大于150℃，可出现化学雪崩效应。结果可导致以放热反应的形式释放化学存储的能量，其尤其可导致火灾。同时可在封闭的电池单体内出现进一步的压力上升，只要其尚未损坏。在超过压力阈值时，可出现电池单体壳体的突然爆裂或电池单体的成分释放到环境中。在此可释放易燃或甚至已经燃烧的混合物。
对于多个电池单体一起布置在密闭空间中的电池，上述场景可导致传播效应，其可导致多个其他的电池单体被牵涉到该场景中。在最不利的情况下，所有电池可能燃烧。在此，在上述场景中受影响的电池单体的结果使在空间上相邻的电池单体以链式反应的方式受到损害，其中，受损害影响的电池单体同样可被激发相应的反应。
此外，在这种场景中，在并联的电池单体中可出现的情况是，未受影响的电池单体的附加的电能传送到有故障的电池单体中，从而故障场景在此被进一步加剧。因此，在并联的四个电池单体中，在电池单体中的一个中开始出现故障时，三个其他的电池单体例如可附加的能量馈送到有故障的电池单体中，例如在有故障的电池单体中出现内部短路。在短路的情况下，可在各个电池单体中出现大的短路电流，例如在约3至5kA的范围中，尤其是根据相应的电池单体的单体类型。在并联连接的上述情况下，此时，除了可通过有故障的电池单体提供的短路电流之外，可加入的还有相应的补充性的短路电流，从而在上述示例中可在故障部位的区域中出现例如约12至15kA的短路电流。在此，故障部位一开始仅仅只需要和大头针的顶端那样大，或者更小。
发明内容
本发明的目的在于改善在电池以及电池模块中的安全性。
作为解决方案，本发明提出了根据独立权利要求的方法、放电装置、电池以及机动车。
其他有利的设计方案借助从属权利要求的特征得到。
就方法而言，尤其对于这种类型的方法提出，使待放电的电池模块的电池单体相继与放电装置借助于单体开关单元始于电池单体中的预定的电池单体选择性地电气地耦联，以便使电池单体相继单独地电气地放电，以使电池模块放电。
就这种放电装置而言，尤其提出，电能消耗单元构造成，恰好使电池的待放电的电池模块的电池单体中的单个电池单体放电。
就这种电池而言，尤其提出，控制单元构造成，为了使电池模块中的一个电池模块放电，使该电池模块的电池单体始于电池单体中的预定的电池单体借助于单体开关单元相继与放电装置选择性地电气地耦联，以便使电池单体相继单独地电气地放电，以使电池模块放电。
关于机动车，对于这种机动车尤其提出，电池根据本发明来构造。
本发明基于的认识是，如开头阐述的那样的电池形成高度复杂的部件，借助于监测系统监测在电池模块的相应的电池单体处是否出现故障。如果确定相应的故障状态，可立即引入涉及到的电池模块的有序放电，使得尽可能没有或仅仅少的能量用于故障状态的加重。优选地使电池模块完全放电，从而可基本上总地避免电池的危险状态，即，尤其还避免其他的电池模块和其他的电池单体的危险状态。因此，通过本发明还可减少或甚至避免传播效应。为了可实现这种情况，本发明提出有序地排出存储在电池模块中的电能。
在此，本发明利用了，电池模块中的每个具有可借助于控制单元控制的单体开关单元，其用于在第一切换状态中单独地激活相应的电池单体，在第二切换状态中单独地停用相应的电池单体。因此，在电池模块中的每个中，可根据需要激活或停用电池单体中的各单个的电池单体。在此，激活电池单体意指，电池单体有源地耦联到电池模块中的电池单体的电气互联中，从而该电池单体在按规定运行中能够提供期望的能量存储功能。对于并联的电池单体，这可由此实现：用于电池单体中的每个的单体开关单元具有自己的开关元件，其相应与相应的电池单体串联。如果开关元件处于断开的状态中，电池单体停用，相反，如果开关元件处于闭合的状态中，电池单体激活。相比之下，如果存在纯粹的串联，可补充地设置用于电池单体中的每个的旁路电路，从而相应的电池单体借助于第一开关元件与其他的电池单体电气地分开，并且同时借助于第二开关元件激活旁路电路，其可使剩余的电池单体电气地彼此连接。由此可继续保持电池模块的整体运行。但对于本发明而言旁路电路在该情况下证实时有利的，因为可使其他串联的电池单体停用，并且涉及的有故障的电池单体可通过串联其他电池单体的相应的旁路电路经由电池模块的模块联接极选择性地放电，如在下文中还将得到的那样。
通过本发明可实现电池模块的有序且在安全性方面得到优化的放电，从而可总地在很大程度上避免危害其他的电池模块或电池。放电的电池模块可在进一步的进程中在维护或类似情况下予以更换，从而电池可再次实现其功能完好的状态。
本发明可有利地与根据监测装置的类型的放电装置组合，通过本发明可组合本发明的可构造为智能能量耗散单元(SPDU)的放电装置实现根据智能安全监测系统(SSDS)的类型的智能早期识别系统。优选地，放电装置具有控制单元，其与单体开关单元中的至少一个通信连接，从而为了使电池模块的单体放电而可设定相应的切换状态。因此，本发明基于电池模块的电池单体可单独地切换，并且必要时配有旁路功能。由此可非常早地识别出有很大概率的可能故障，从而可降低或甚至完全避免危险状态。在此应注意的是，同时使电池模块的所有电池单体放电可引起附加的问题和负荷。因此，单体的放电导致电池模块的存储在所有电池单体中的能量必须同时引出。因此，相应的放电装置必须相应很大地来构造。此外，要注意的是，在电池单体放电时还可产生附加的损失。如果由此补充的效应可作用于有故障的电池单体，诸如温度升高、压力升高和/或类似情况，此时这尤其证实为是不利的。由此可进一步加剧故障状态。
这表明，就安全性而言，除了尽可能早地识别出电池单体的故障之外，有序地使电池模块放电是重要的。
单体开关单元可作为单独的开关单元设置在电池模块中。但还可设置成，单体开关单元分布到相应的电池单体，尤其单体开关单元的相应的部分集成到相应的电池单体中。单体开关单元可包括开关元件，以便可实现期望的切换功能。开关元件可通过机电式开关元件(诸如保护触点或继电器触点)以及半导体开关元件(诸如晶体管，尤其场效应晶体管，优选地金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT))和栅极可关断晶闸管(GTO)和/或类似物形成。开关元件优选地同样以集成到相应的电池单体中的方式来布置。
此外，设置有控制单元，其与单体开关单元联接。为此目的，单体开关单元可具有一个或多个通信接口，单体开关单元通过通信接口与控制单元通信连接。通信接口例如可有线或无线地构造。无线的设计方案例如可基于无线电，尤其近场无线电。优选地，电池单体中的每个具有自己的通信接口，电池单体借助于通信接口与控制单元通信连接。优选地，电池单体侧的通信接口与单体开关单元的相应集成的部分联接。由此可借助于控制单元控制相应的电池模块的相应的电池单体的激活或停用。
控制单元本身可设置为单独的结构单元。然而，优选地，其为电池的组成部分。控制单元尤其当然还可是电池模块的组成部分，其中，例如每个电池模块可具有自己的控制单元。电池模块自己的控制单元又可彼此通信。此外，还可设置上一级的控制单元。
证实为特别有利的是，电池单体具有单体传感器，其构造成获取相应的电池单体的至少一个相应的单体状态。如果电池单体在通信技术上与控制单元通信连接，可将相应获取的状态值传送给控制单元，以进行进一步处理。由此可通过以下方式实现监测相应的电池单体，即，控制单元监测相应的获取的单体状态。
还被称为智能安全模块的这种电池模块可一起连接成电池。可参与集成地具有单体开关单元以及至少一个单体传感器并且与控制单元通信连接的电池单体还被称为智能单体。
电池模块的电池单体彼此相邻地布置并且彼此机械和电气连接。优选地，由此形成电池模块的结构单元。为此可设置电池模块壳体或框架。
在一种有利的设计方案中提出，至少使电池的待放电的电池模块的电池单体借助于单体开关单元在开始放电之前停用。由此可实现待放电的电池模块的能量存储功能完全停用，从而可尽可能避免电池模块的电池单体的相应的电池单体可能的故障状态由于从外部输送电能而加重。此外，可实现的是，可确保没有通过电池模块的其他的电池单体将电能输送给电池单体中的预定的电池单体，以便例如加剧该电池单体的故障状态。为此目的，可设置成，借助于单体开关单元优选地停用所有电池单体。该功能可限于待放电的电池模块。然而，还可设置成，将电池的其他电池模块包含到该功能中，尤其直接相邻于待放电的电池模块布置的这种电池模块。由此可进一步改善电池和电池模块的安全性。
根据改进方案提出，针对电池模块的电池单体相应获取单体状态的状态值，针对获取的状态值确定它是否在预定的值域中，并且将获取的状态值在值域之外的电池单体确定为预定的电池单体。该设计方案考虑了，可在至少一个单体状态方面监测电池模块的电池单体。为此目的，可设置成，电池模块、尤其电池模块的电池单体中的每个具有一个或多个传感器单元，其用于获取至少一个单体状态。获取的状态值可传送给控制单元，尤其在控制单元是与电池模块相关的控制单元时。控制单元可进行检查功能，并且针对获取的状态值确定其是否在预定的值域中。如果状态值中的至少一个在预定的值域之外，控制单元可将获取的状态值在值域之外的电池单体确定和限定为预定的电池单体。此时，放电可以该电池单体开始。这具有的优点是，首先使存在有故障的或发生故障的状态的电池单体放电，以便能将电池单体的有故障的状态或电池单体的发生故障的状态的影响保持得尽可能小。通过首先使该电池单体放电，可因此整体上进一步提高安全性。
如果电池模块的电池单体中的两个或多个电池单体的状态值在值域之外，可考虑其他的标准，以确定应首先放电的预定的电池单体。例如，这可是在处理顺序中出现的电池单体中的第一电池单体。但还可为这样的电池单体，在其中状态值比电池模块的其他的电池单体的状态值更远地落在值域之外。此外，还可设置成，首先使在空间上尽可能居中布置的电池单体放电，以便进一步提升安全性。
单体状态例如可为单体温度、单体压力、单体电压、单体电流、在上述状态值中的一个的情况下的脉冲、阻抗谱的结果和/或类似状态。获取的状态值尤其可经历数据分析，优选地通过控制单元实施。为此，控制单元可包括相应的数据分析装置，其可包括硬件电路，硬件电路本身例如包括计算单元。计算单元还可包括存储单元，在其中存储可运行的计算程序以及数据。计算单元可借助于计算程序提供期望的分析功能。尤其可由此实现可尤其在考虑单体状态的历史的情况下确定单体状态的趋势和/或预测。由此可例如根据预测的类型优选地及时预测可能的结果。由此可获得用于及时反应的时间，从而可尽可能避免电池或电池的电池模块中的一个的危险状态。尤其可及时引入涉及的电池模块的根据本发明的放电，从而可尽可能降低对电池整体和其按规定的运行的影响。通过合适的应用还可实现使涉及的电池模块在其能量存储功能负面予以停用，从而可通过其余电池模块至少辅助地实现电池的继续运行。
由此可显著改善与电池和电池模块的安全相关的方面。
如果控制单元为电池模块的组成部分，控制单元可包括作为计算单元的例如单体模块控制器(Cell-Modul-Controller，CMC)。单体模块控制器可布置在电路板上，其被电池模块包围。根据配备，CMC可直接集成到电池模块中。但CMC还可在电池模块之外布置在合适的部位处。有利地，可在这种情况下设置成，CMC能同时控制多个电池模块。优选地，CMC监测为其分配的电池模块或为其分配的电池模块的所有电池单体。此外，CMC可控制和平衡电池单体。此外，可通过以下方式获取在相应的电池模块中的单体状态，即，CMC-模块将相应的控制指令发送给电池模块或电池单体的相应的传感器单元。此时，传感器单元可返回相应的状态值。在数据分析的情况下评估和计算所有的信息例如可借助于微控制器实现，其例如构造为半导体芯片并且可直接粘在电路板上。计算单元可通过总线系统、例如CAN总线与电池单体以及单体开关单元以及可能的传感器单元通信连接，并且由此调取所有的相关数据或传送参数和控制指令。此外，CMC可与上一级的电池管理系统(BMS)通信连接。
还可由数据分析确定突出的行为模式，为了该目的，可考虑一起分析至少一个电池模块的电池单体。为此目的，可利用智能算法，例如大数据分析算法、人工智能(KI)、学习系统和/或类似物。
优选地，通过确定预定的电池单体开始放电。因此，如果如上文阐述的那样确定电池单体，可认定其具有发生故障的状态或有故障的状态。因此，优选地使相应的电池模块立即停用和放电。如果连续地或在预定的时刻重复确定单体状态，可因此实现基本上持久地监测电池单体。如果识别到相应的电池单体的状态值在值域之外，可因此自动进行根据本发明的放电过程。因此，不需要其他的尤其人工介入。
本发明的另一设计方案提出，在具有多于两个电池单体的电池模块中，在考虑了电池单体与预定的电池单体的空间距离的情况下确定电池单体的放电顺序。如果首先使与预定的电池单体在空间上相邻布置的电池单体在其他电池单体之前放电，该设计方案证实为特别有利。由此可在能量技术上最先移除可能的故障源的地点。安全性可仅此进一步提升。该设计方案考虑了，预定的电池单体通常还为有毛病的电池单体，其通常在热和机械方面受到特别的负荷，并且通常首先影响在空间上相邻的电池单体。因此，为了减少危险状态的扩散，在预定的电池单体之后优选地使直接相邻的电池单体作为下一个电池单体放电。然后才使电池模块的其他的电池单体放电，其可能可在其安全状态方面没那么紧急。由此可整体地进一步改善安全性。
当然，电池单体的放电顺序还可补充地根据电池单体的获取的状态参量参考预定的值域来确定。该设计方案考虑了，可借助获取的状态参量参考预定的值域评估相应的电池单体的潜在危险。因此，可首先使具有剩余的最大潜在危险的电池单体在预定的电池单体之后放电。
根据另一设计方案提出，如果放电装置与电池的电池联接极联接，待放电的电池模块借助于电池模块的单体开关单元选择性地与电池联接极电气地耦联。因此，放电装置不需要本身选择性地与相应的电池模块联接。放电装置本身与电池联接极联接可足以实现根据本发明的放电功能。这简化了装配和联接花费。当然，在这种情况下，在电池中在待放电的电池模块旁边的其他的电池模块应相应停用，从而借助于电池模块的相应的开关单元实现仅仅待放电的电池模块与电池联接极联接。由此可确保仅仅使该模块放电。其他电池模块不需要被本发明的放电方法涵盖。当然，还可设置成，通过根据本发明的方法还使其他的电池模块放电，尤其在期望电池整体转变到放电状态中时。
优选地，使待放电的电池模块的电池单体的相应的电池单体放电至预定的低荷电状态。预定的低荷电状态优选地如此选择，即，相应的电池单体的剩余能量含量尽可能不再可引起或支持危险状态。该设计方案考虑了，电池单体的完全放电可由于时间原因通常已经不切实际。尤其如果应实现完全放电，应考虑放电曲线，根据该放电曲线，在荷电状态的低的区域中的放电可需要相应的时间花费。因此，优选地如此选择低荷电状态，即，可实现电池单体的尽可能快的放电。在此，接受电池单元的特定剩余电荷。
根据本发明，放电装置如此构造，即，电能消耗单元构造成恰好使电池的待放电的电池模块的电池单体的单个的电池单体放电。这具有的优点是，放电装置一方面可非常紧凑和轻地来构造，使得其可简单地集成到电气设备、尤其电池或相应的电池模块中。原则上，放电装置可布置在例如机动车的任意合适的部位处。
优选地，放电装置为电池模块的组成部分。放电装置可包括电阻类型的电能消耗单元，其与合适的散热面耦联，借助于散热面可引出相应的热功率。由于仅仅需要使电池单体中的单个的电池单体放电，所以放电装置可非常紧凑地来构造。具体而言，如果放电装置必须同时使电池模块的所有电池单体放电，则它需要相应的功率以及相应的结构空间，并且要求相应的重量。这尤其在使用在机动车中时是不期望的。因此，通过本发明，放电装置可最佳地匹配于根据本发明的方法的实施方案。因此，优选地，放电装置(SPDU)可包括自己的开关单元或与电池模块的单体开关单元联接。此外，放电装置还可与电池联接极联接。借助于开关单元可根据需要激活放电装置。放电装置优选地与单体开关单元通信连接，以便可实现电池模块的电池单体的单个的电池单体的期望的选择性的放电。
优选地设置成，实现使待放电的电池单体放电，并且只有在实现放电状态或预定的低荷电状态之后才使后续的电池单体放电。
此外，可针对每个电池模块设置自己的放电装置。为了尽可能好地分配在放电时出现的热，可在电池模块的合适的部位或在电池模块外部设置相应的冷却装置。冷却装置可由冷却体形成，其可借助于冷却剂冷却，例如空气、水、油等等。放电装置还可包括自己的控制单元，借助于控制单元可控制放电过程。优选地，为放电装置分配的切换器件或开关元件可借助于控制单元控制。此外，放电装置可具有通信接口，放电装置可借助于通信接口与电池模块或电池的控制单元通信连接。由此可实现放电装置由控制单元相应合适地控制，从而可实施根据本发明的放电过程。
还提出，放电装置具有散热面，其布置在电池和/或电池的电池模块中的至少一个处。由此可利用散热面将热在预定的部位放出。部位可如此选择，即，释放的热能可尽可能好地分配地放出，以便对其他部件在热方面尽可能没有影响。当然，还可进一步设置成将散热面用于实现加热功能，例如加热电池模块或电池，以便可总地实现电池单体、电池模块和/或电池的对于按规定的运行有利的温度。该功能例如在冬季已经证实为是有利的，以便可将电池或其零件加热到运行温度。此外，还可设置成，散热面用作智能功率装置，其作为机动车的加热器，例如呈PTC等等的形式，以便可实现预调温或预热。
针对本发明的方法和放电装置提到的效果和优点当然同样适用于根据本发明的电池和配有根据本发明的电池的机动车。就此而言，对此补充地参照上述叙述。
附图说明
其他的优点和特征可从实施例借助附图的下文的说明中得悉。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征和功能。其中，
图1以示意性的方块视图出了电池，其具有三个电池模块，其中，每个电池模块相应包括七个电池单体，电池还具有控制单元和根据本发明的放电装置，
图2示出了根据图1的电池的示意性的立体视图，
图3以示意性的立体视图示出了根据图2的电池的电池模块中的一个，其具有十二个单独的电池单体，
图4示出了和图3那样的示意性的视图，其中，然而，补充地设置有罩盖，其具有电路板，该电路板具有单体开关单元和控制单元，
图5示出了根据图4的电池模块的示意性的立体视图，其中，补充地设置有根据本发明的冷却机构，
图6以分解视图示出了根据图4和图5的模块的示意性的立体视图，
图7示出了根据图1的电池的电池模块的示意性的方框电路图，其处在能量贮蓄的按规定的运行中，
图8示出了根据图7的示意性的视图，其中，在电池单体中的一个处出现干扰，
图9示出了如图7那样的示意性的视图，其中，发生故障的电池单体被识别为预定的电池单体，并且电气地与放电装置联接和放电，
图10示出了如图9那样的视图，其中，现在使第一相邻单体放电，
图11示出了如图9那样的视图，其中，现在使电池单体放电并且停用电池模块，
图12示出了如图11那样的视图，其中，现在使电池模块放电，并且借助于相应的旁路电路桥接电池模块的所有电池单体，
图13示出了用于电池模块的第二设计方案的示意性的方框电路图，电池模块具有并联和串联电池单体，其处于按规定的运行中，
图14示出了在根据图13的电池模块的电池单体处的故障，
图15示出了根据本发明的基于根据图13的电池模块的第三设计方案，其中，另一电池单体具有发生故障的状态，
图16示出了根据图15的电池模块通过根据本发明的两个并联的放电装置的放电，
图17以图表示出了示意性的图示电池单体的取决于存储的能量的潜在危险，
图18示出了根据图1的电池模块与不同地布置的放电装置的示意性的图示，并且
图19示出了根据图1的电池的示意性的图示，其中，具有电池模块的发生故障的电池单体。
具体实施方式
图1以示意性的方块图示出了电池30，其具有两个电池联接极40、42，其中，电池联接极40提供HV+电势，并且电池联接极42提供HV-电势。电池30包括三个电池模块24、26、28，其中，电池模块24、26、28中的每个相应具有两个模块联接极44、46。在此，模块联接极44提供电池模块24、26、28的相应的电池模块的正电势，而模块联接极46相应提供相应的电池模块24、26、28的负电势。通过模块联接极44、46使电池模块24、26、28彼此电气连接并且与电池联接极40、42联接。
电池模块24、26、28中的每个具有至少两个彼此相邻地布置的电池单体10、12、14、16、18、20、22，它们彼此机械和电气连接并且与相应的模块联接极44、46联接。为此目的，设置相应的汇流排50。
在电池30中的电池模块24、26、28之间的电气连接同样通过未示出的电桥来实施。
电池30还包括控制单元48，其在此构造为智能单体控制器(SCC，Smart-Cell-Controller)。控制单元包括智能安全监测系统52。该系统用于分析输送给控制单元48的数据。在此设置成，电池单体10至22都包括无线通信接口54。当然，还可替代地或补充地设置有线的、光学的通信和/或电力线通信(Power-Line-Kommunikation，PLC)。相应地，控制单元48还包括无线通信接口56。在此，通信接口54、56设计成用于近场。用作通信协议的是根据WLAN标准的协议。由此建立所有的电池单体10、12、14、16、18、20、22与控制单元48的通信连接。
在左上区域中，示意性地代表电池单体10至22地示出了电池单体中的单个电池单体，即，电池单体10。从中可看出，电池单体10包括电池单体端子58、60，其中，电池单体端子60与电池单体10的伽伐尼单体68负电极电气地连接。而电池单体端子58通过集成地布置在电池单体10中并且为单体开关单元32的一部分的半导体开关62与伽伐尼单体68的正电极联接。此外，电池单体10包括旁路线路66，其以一端与电池单体端子60联接，并且以它的另一端通过另一半导体开关64与正的电池单体端子58联接。借助于半导体开关64，在断开半导体开关62时，即，伽伐尼单体68相对于电池单体10的能量存储功能被禁用，可使电池单体端子58、60彼此电气地根据旁路的形式连接。在此，电池模块24、26、28的电池单体10至22都根据该方式来构造。替代地，单体开关单元32当然还可在电池单体外部布置在电池模块24、26、28的相应的电池模块中，例如按照包括开关元件62、64的电路板的方式。
此外，每个电池单体10至22包括通信接口54，其与未进一步示出的内部的单体控制单元联接，单体控制单元本身与同样未示出的传感器单元连接，通过该传感器单元可获取相应的电池单体10至22的单体状态。在此，获取伽伐尼单体68的单体状态(温度、压力、电压)以及电流。这些数据通过通信接口54和通信接口56提供给控制单元48。此外，电池单体10至22从控制单元48通过电池单体10至22的通信接口56和通信接口54接收控制指令，借助于控制指令可控制半导体开关62、64。电池单体10至22还被称为智能单体。
从图1中还可看出，电池模块24、26、28中的每个相应包括放电装置34。放电装置34同样具有通信接口58，借助于该通信接口，放电装置可无线地通过通信接口58与控制单元48通信连接。
图19示出了图1的替代的设计方案，在其中，放电装置34不是模块化地设置成用于电池模块24、26、28中的每个电池模块，而是仅仅就电池而言设置成用于整个电池30。因此，在此，根据图19的电池30仅仅包括唯一的放电装置34，其与电池联接极40、42联接。然而，因为根据图19的放电装置34的功能与根据图1的放电装置34的功能没有不同，所以补充地参考相关的叙述。差异至多是由于在按规定的运行中将电压施加给电池联接极40、42，在电池30的按规定运行中，必须针对该电压来设计放电装置34。然而，根据图19的放电装置34在该运行状态中停用。因此，为了建立相应的耐压强度，可在放电装置34中设置机电式开关元件或相应合适的半导体开关元件，其在在电池30的按规定运行中无需放电装置34时提供电电势隔离。在此，放电装置34还设置成用于单独的电池单体10至22的设置的放电运行，并且相应地请求保护。
在图19中还示意性地示出了在电池模块26的电池单体14中的一个处出现故障70。故障70可借助于未示出的传感器基于电池单体14的单体状态的状态改变获取到。借助于电池单体14的通信单元和通信接口54可将相应的数据通过控制单元48的通信接口56传送给控制单元。控制单元48处理电池单体14的传送来的数据，并且执行根据本发明的方法实施方案，如在下文中借助图7至图17还进一步阐述的那样。
图18以示意性的视图示出了电池30的电池模块中的单个的电池模块，在此示出了电池模块26。从图18中可见的是，电池模块26具有散热面38，其与放电装置34的电阻36热耦联。在此，电阻36在图7至图16中通过电阻的符号示出。散热面38布置在电池模块26的未进一步示出的壳体的外侧。电阻36形成电能消耗单元。在此，电阻36可通过厚膜技术和/或类似技术施加到散热面38上。散热面38本身可通过合适形成的金属板、例如铝板和/或等等形成。
除了将散热面38布置在电池模块26处之外，可将其他的散热面38与电阻36布置在电池模块26外部，在机动车中例如布置在由行车风流过的区域等中。由此可在使电池模块放电时实现好的散热。在此设置成，所有电池模块24、26、28在这方面相同地设计。当然，在替代的设计方案中，电池模块还可彼此不同地设计。
图2以示意性剖开的立体视图示出了根据图1、19的电池30的设计方案。从图2可看出，电池30具有壳体72，其在此由铸铝形成。在壳体72中布置有电池模块24、26、28以及两个其他的电池模块，它们在此没有标明。从图2还可看出，在壳体72的下部区域中集成有冷却装置74，其包括冷却线路76。冷却线路76布置在电池模块24、26、28下方。它们被致冷剂流经，从而可导出在电池模块24、26、28中出现的热。在未进一步示出的热交换装置中，进一步导出通过致冷剂从电池30移除的热。在图2中未示出用于电池30和电池模块24、26、28的接头区域。电池30的壳体82还具有固定装置78，借助于它可使电池30与可电驱动的机动车的底盘机械地连接。机动车本身在附图中未示出。然而，因为本发明不限于使用在可电驱动的机动车中，而是同样可用在固定式能量存储装置中，所以连接装置78还可构造成用于与固定的装置的另一连接。这种装置例如可为尤其在信号技术中的不间断的能源供应、在隔离运行中的能源供应，例如在建筑技术和/或类似技术中。但是，本发明还可有利地用于移动应用中，例如用于可电气地运行的树叶吸取器、自行车和/或类似物，优选地可在任何可使用电池系统的地方使用。
图3以示意性的立体视图代表电池模块24、26、28示例性地示出了电池模块86，其在此具有十二个电池单体。在图1、18、19中，为了清楚明了，仅仅示出了电池单体10至22中的七个电池单体。然而，本发明不受电池模块中的电池单体的数量的约束。在此，电池单体10至22构造为棱柱形的电池单体，并且具有方形的结构形态。在相邻的电池单体10至22之间相应布置有隔离膜80。电池单体10至22容纳在框架82中并且机械地固定。在电池单体10至22的上侧84布置有相应的电池单体端子58、60。图3的电池模块86本身整体也是方形。图4以示意性的立体视图示出了根据图3的电池模块86，其中，现在设置相应的汇流排50，借助于它使电池模块86的电池单体以预定的方式电气地互联。在汇流排50之间布置有电路板84，其具有控制单元48以及在此未进一步示出的单体开关单元32，借助于电路板可一方面获取相应的电池单体10至22的单体状态，并且另一方面选择性地激活或停用单体10至22。电路板84以及汇流排50集成地布置在罩盖88中(图5)，其以简单的方式仅仅放置到电池单体端子58、60上，并且固定在电池单体端子处。通过罩盖88盖住电池模块86。在与罩盖88相对而置的背侧构造有散热面90，其可接触具有电池30的壳体72的冷却线路76的冷却装置74，以便可将热从电池单体10至22引出。这在图5中以电池模块86的下侧的立体视图示出。
图6以示意性的分解视图示出了电池模块86的替代的设计方案，其同样具有十二个电池单体，其中，然而，在此罩盖88根据夹层结构方式来构建。
为了阐述根据本发明的放电方法，根据另一实施例设置图7至图12。放电借助如在图1、18和19中示出的那样的电池模块26来阐述。不同于图1和图19中的电池模块26，图7的电池模块26包括仅仅六个电池单体10、12、14、16、18、20，并且不包括电池单体22，以简化视图并且使理解变得容易。然而，在下文中阐述的方法基本上不受电池模块中的电池单体的数量的影响。因此，该方法同样可应用于图1、18和19的具有七个电池单体10、12、14、16、18、20、22以及图3至图6的具有十二个电池单体的电池模块26。
图7的电池单体10、12、14、16、18、20相应于如在图1的左上区域中已经详细阐述和示出的那样的电池单体10。在这方面补充地参考该叙述。
在此，电池模块26具有六个电池单体10、12、14、16、18、20，它们串联连接。为此目的，模块联接极46与电池单体10的电池单体端子60联接。电池单体10的电池单体端子58与电池单体12的电池单体端子60联接。此外，电池单体12的电池单体端子58与电池单体14的电池单体端子60联接。相应地，其他的电池单体相联接，其中，电池单体20的电池单体端子58与电池模块26的模块联接极44联接。在按规定的运行中，借助于电池模块26的在此相应地部分地集成到相应的电池单体10、12、14、16、18、20中的单体开关单元32使电池单体10、12、14、16、18、20的伽伐尼单体68串联，使得在模块联接极44、46处提供直流电压，其相当于提供伽伐尼单体68提供的直流电压的和。在电池单体10、12、14、16、18、20下方用符号示出了相应的电池单体的荷电状态。这在图7中用SOC(State of Charge，荷电状态)来表示。
此外，电池模块26的放电装置34通过可控制的机电式开关元件96和线路98与模块联接极44、46联接。机电式开关元件96对于本发明是可选的，并且不需要强制性地设置，因为切换功能等等还已经可通过放电装置34的半导体开关92来实现。然而，机电式开关元件96允许可更好地实现附加的要求，例如在电气安全性和/或类似的方面。开关元件96具有通信接口94，开关元件可借助于通信接口由控制单元48经由接口56来控制。因此，借助于开关元件96可激活放电装置34，以使电池模块26放电。开关元件96在此由MOSFET形成。但还可通过其他合适的构件形成。
在此，放电装置34包括电阻36，如上文已经阐述的那样。电阻串联于半导体开关92以及MOSFET，使得借助于半导体开关92在同样激活开关元件96时可实施电池单体10、12、14、16、18、20中的一个的相应的放电。放电装置34在此借助于在附图中未示出的自己的控制单元开控制，使得使相应的应放电的电池单体放电至预定的低荷电状态。如果达到该荷电状态，则结束放电过程。为此目的，可设置成，半导体开关92切换到断开的状态中。
在图7中示出的运行状态中，电池模块26可在能量存储功能方面在按规定的运行中运行。电池模块26被激活。
图8示出了如在图7中那样的视图，然而，在其中在电池单体14中出现故障70。借助于布置在电池单体14中的传感器识别出故障70，并且将故障通过通信接口54在控制单元48的通信接口56处传送给控制单元。控制单元48识别出电池单体14的发生故障的状态70，并且传送用于其他的电池单体10、12、16、18、20的开关单元32的控制指令。电池单体借助于半导体开关62切断其相应的伽伐尼单体，半导体开关切换到断开的状态中。同时闭合半导体开关64，使得激活电池单体10、12、16、18、20的相应的旁路线路。因此，现在通过相应的旁路线路66使电池单体14以其电池单体端子58、60直接与模块联接极44、46贴靠。
控制单元48还通过通信接口56和通信接口94传送用于闭合开关元件96的控制指令。于是，开关元件96闭合。因此激活放电装置34，以在电池模块26的模块联接极44、46处激活放电。
此时，控制单元将放电信号传送给放电装置34，因此使半导体开关92闭合。由此现在将还存在于电池单体14中的能量引出并且输送给电阻36，其将输送来的电能转变成热。如上文已经阐述的那样，热通过电池模块26的散热面38发散。一旦电池单体14已经达到放完电的状态，使电池单体14的半导体开关62断开，并且代替地使电池单体14的半导体开关64闭合。由此激活电池单体14的旁路线路66(图9)。结果，此时电池单体16的半导体开关64断开，并且代替地使电池单体16的半导体开关62闭合。因此，直接相邻布置的电池单体16现在接到模块联接极44、46，使得电池单体16借助于放电装置34放电，如上文已经针对电池单体14阐述的那样。放电在此进行至预定的低荷电状态。
如果电池单体16放电，使其半导体开关62断开，并且代替地使半导体开关64闭合，从而激活电池单体16的旁路线路66。此外，现在在电池单体12中断开半导体开关64并且闭合半导体开关62，使得其伽伐尼单体68现在与模块联接极44、46联接。因此，现在电池单体12借助于放电装置34放电–如上文已经针对电池单体14和16阐述的那样(图10)。
根据上述方案，同样使其他的剩余的电池单体10、18、20放电(图11)。如果使电池单体10至20放电，则断开放电装置34的半导体开关92。电池单体10至20的所有的半导体开关62、64同样处于断开的状态中。仅仅开关元件96仍处于闭合的状态中(图11)。现在借助于控制单元48的最后的控制指令还将开关元件96切换到断开的状态中。因此，使电池模块26放电和停用。由于可及时确定在电池单体10、12、14、16、18、20中的一个中的故障，可通过立即的顺序放电防止可出现电池模块26并且因此电池30的危险状态。此时，电池30可由此再次修复，即，将具有有故障的电池单体14的电池模块26作为可处理的结构单元加以替换。因此，电池30可以简单的方式来维修或维护。必要时还可由此实现紧急运行，即，激活电池单体10至20的旁路线路66。在图12中示出了该状态。
图13示出了根据本发明的另一设计方案，其中，电池模块26在此具有相对于图7至12的电池模块26的不同的互连方式。不同地，在图13中设置成，电池单体10至14同电池单体16至20一样相应并联连接。相应并联的电池单体本身又串联地与模块联接极44、46联接。在其他方面，电池模块26的构造相应于图7至12的电池模块26的构造，因此，在这方面补充地参考该叙述。
图13示出了电池模块26的准备就绪的状态。不同于根据图7至12的实施例，根据图13的电池模块26在模块联接极44、46处仅仅提供电压的三分之一，因为电池单体10、12、14或16、18、20中的相应三个并联连接。因此，在执行根据本发明的用于电池单体的顺序放电的方法方面得到应在下文中阐述的特点。
在根据图14的实施例中，现在电池单体12出现故障70。在这种情况下，该方法实施方式设置成，由于电池单体10、12、14的并联连接，将电池单体10、14的半导体开关62、64切换到断开的状态中。由此，电池单体的伽伐尼单体68与电池模块26的电路脱耦。其他的电池单体16、18、20借助于控制单元48来控制，使得将其半导体开关62切换到断开的状态中，而其半导体开关64切换到闭合的状态中。由此激活电池单体16、18、20的旁路线路，如在之前的关于图7至12的示例中那样。现在，电池单体12以其电池单体端子58、60与模块联接极44、46接触。现在可借助于放电装置34使电池单体12如上文的示例中阐述的那样放电。如果使电池单体12放电，如此进行进一步的做法，即，首先使电池单体14放电，并且然后使电池单体10放电，它们直接相邻于电池单体12布置。只有在电池单体10、12、14放完电时，才顺序进行电池单体16、18、20的进一步的放电，如上文已经阐述的那样。因此，在此，虽然电池单体并联连接，同样可实现根据本发明的单个单体放电。
图15示出了根据本发明的方法实施方案的另一设计方案，其中，该实施例基于图14的实施例。因此，补充地参考关于根据图14的实施例的叙述。不同于图14的实施例，现在，在根据图15的实施例中在电池单体14处出现故障70。在其他方面，电池模块与图14的电池模块一样。关于方法实施方案的不同在以下方面：在使电池单体14作为预定的电池单体放电之后，首先使电池单体12放电，并且然后接着使与电池单体14同样相邻布置的电池单体16放电。这样单独地按顺序依次完成电池单体10、18、20的放电。
因此，本发明基本上不会使电池模块26的电池单体任意相继放电，而是基于确定的紧迫性来使之放电。确定的紧迫性由此产生：可借助于控制单元确定电池单体中的一个具有的发生故障的状态。由此确定预定的电池单体，基于该电池单体实施根据本发明的放电方法。借助于放电装置首先使预定的电池单体放电。然后按预定的模式使其他的电池单体放电。通过该方式可实现首先使危险的状态或电池单体放电，以便可减轻或避免危险状态。出于该原因，根据本发明的设计方案还提出，在预定的电池单体放电之后，首先使相邻布置的电池单体放电，以便首先在能源技术上消除故障的发生地。
在图15的实施例中还设置成，直接相邻的单体12、16通过断开其半导体开关62、64来完全停用。由此可使可能被电池单体14作用的电池单体12、16首先完全通过电切换电路停用，以便可尽可能避免损坏效应。电池单体14与模块联接极44、46的联接通过电池单体18、20的旁路线路引起。
图16示出了本发明的基于根据图15的实施例的另一设计方案，其中，不同于根据图15的实施例，在根据图16的实施例中设置第二放电装置34，其如图15的第一放电装置34那样与模块联接极44、46并联联接。由此可实现电池单体10、12、14、16、18、20并且因此最终实现电池模块26的提高的放电速度。此外，可将应引出的热分散到更大的热沉/热阱上，以便局部分散释放的热能，优选地使得热能从故障的电池单体移除。为此，优选地尽可能大地选择至热沉的距离。
图17以示意性的简图示出了在故障情况下关于评估电池单体的荷电状态的危险性的图示。设置为横坐标的是时间轴。纵坐标描述了所选择的电池单体、例如电池单体10的当前的荷电状态。通过尤其构造为智能单体的单体可借助于上一级的智能安全监测单元和其早期识别系统尤其针对电池单体的持久性能在在图17中用tcheck表示的时段内进行电池单体或电池模块的连续监测或观察。如果基于趋势或情况识别到可能的危险的单体状态，可凭借一个或多个分布的放电装置或智能功率消散单元在在图17中通过tdissipation表示的时间范围内使涉及的电池模块的电池单体、尤其还有其相邻单体如上文阐述的那样在尽可能短的时间内受控地调节到尽可能没有危险的荷电状态。在图17中，没有危险的荷电状态通过SOClow来表示。低于该值的荷电状态在此看作没有危险。时间tdissipation为放电装置的有效功率的函数。在此要引出的电能可在此分配到一个或多个放电装置上，并且在此优选地转变成热。通过用于整个电池的冷却系统或还借助于相应的紧急冷却系统可将释放的热还单独地引出。附加地，可通过控制单元根据实际情况操控相应的放电装置，以便要引出的电能不可作为附加的热源作用于问题电池单体。由此可避免发生故障的电池单体的问题的附加的加强。即使多个电池单体同时具有故障，可按本发明的流出同时使多个电池模块例如通过分布的多个放电装置转变到没有危险的或安全的运行状态中。证实为特别有利的是，通过本发明可获得时间增益，以便可获取故障状态，尤其可实现对电池单体的预测，并且尽可能提早地从作为能量存储器的运行中取出获取为有故障的电池单体，以便能避免电池模块和/或电池整个的危险状态。
放电装置34可布置在电池模块26的所有侧，甚至布置在下侧或布置在模块联接极44、46上。此外，还可考虑的是，放电装置34布置在远离电池模块26的地点，并且其相应电气地与电池模块24、26、28中的一个或多个相连接，并且就地引起相应的排热。不需要电池30的所有电池模块24、26、28切换到桥接模式中。可使有故障的电池模块26如上文阐述的那样放电。
在最简单的情况下，根据本发明的放电装置包括电阻36和可控制的开关元件(例如半导体开关92)以及两个端子，然而它们在之前的实施例中没有指出。电阻例如可包括可被冷却介质流经的陶瓷板与沉积的曲折形的金属层或类似物。
总地来说，通过本发明得到以下优点：
-智能的可编程的并且可动态匹配的高集成化的系统；
-即使在使用腐蚀性的电池单体化学物的情况下，也获得高的安全性；
-本发明不限于车辆应用，而是还可用于固定的能量贮蓄设备中；
-提供了智能安全模块，其具有主动监测和早期识别系统(智能安全监测系统)以及一个或多个分布的性能卓越的能量取消系统，亦即放电装置(智能功率消散单元)，以降低危险等级，通过它们可实现深度放电；
-持久监测电池的所有电池单体；
-在使用腐蚀性电池单体化学物时，尤其在具有非常大的能量密度的将来的电池单体中，使风险最小化；
-使用智能早期识别系统，尤其用于预测；
-在各电池单体单独变化时，对由电池模块和电池单体构成的整个系统直接并且自发做出反应；
-推出预防措施，以提高电池的总体安全性；
-借助于智能软件在所有类型的动态改变时的自适应匹配，以降低风险，例如老化(State of Health，SOH，健康状态)、事故、温度问题、快速充电以及渐进的故障，例如由于微粒和和/或类似物的内部的短路；
-将涉及的电池单体和其相邻电池单体、连同整个电池模块(如果需要甚至整个电池，例如在事故的情况下)的荷电状态降低到没有危险的充电电平，以使在面临故障情况时使危险最小化；
-通过桥接功能桥接有毛病的模块或电池单体，由此可实现继续运行或紧急运行。在机动车中可由此例如实现直到工场的行驶。
-即使在整个电池系统中，可通过中央智能能量耗散单元短时间内推动排热，例如通过使空调、PTC和/或类似物运行。
-一个或多个智能能量耗散单元可直接集成到电池模块中，并且通过智能操控进行热力学优化地运行。
-本发明还适合于无源平衡电池单体和电池模块(桥接功能+可切换的电池单体+智能能量耗散单元)。
-电池单体和电池模块的调温。
实施例仅仅用于阐述本发明，并且不限制本发明。针对根据本发明的方法说明的效果和优点以及设计方案同样适用于通过本发明获取的放电装置、电池和机动车，反之亦然。相应地，还可为方法特征设置相应的装置特征，反之亦然。

Claims (12)

1.一种用于使具有至少两个电池模块(24、26、28)的电池(30)的、具有至少两个电池单体(10、12、14、16、18、20、22)的电池模块(24)放电的方法，其中，所述电池模块(24、26、28)的各个电池模块的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)彼此相邻地布置并且彼此机械和电气连接，其中，在所述电池模块(24、26、28)中的每个电池模块中，使相应的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)单独地借助于单体开关单元(32)在所述单体开关单元(32)的第一切换状态中在能量存储功能方面予以激活，以及在所述单体开关单元(32)的第二切换状态中在能量存储功能方面予以停用，其特征在于，借助于所述单体开关单元(32)始于电池单体的预定的那个电池单体(14)使待放电的电池模块(24、26、28)的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)相继与放电装置(34)选择性地电气耦联，以便所述电池单体(10、12、14、16、18、20、22)相继单独地电气地放电，以使所述电池模块(24、26、28)放电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于所述单体开关单元(32)至少使所述电池(30)的待放电的电池模块(24、26、28)的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)在开始放电之前停用。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对电池模块(24、26、28)的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)相应获取单体状态的状态值，针对获取的状态值确定该状态值是否在预定的值域中，以及将获取的状态值在所述值域之外的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)确定为预定的电池单体(14)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过确定预定的电池单体(14)开始放电。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在具有多于两个电池单体(10、12、14、16、18、20、22)的电池模块(24、26、28)中，在考虑所述电池单体(10、12、16、18、20、22)与预定的电池单体(14)的空间距离的情况下确定所述电池单体(10、12、14、16、18、20、22)的放电顺序。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，补充地根据所述电池单体(10、12、16、18、20、22)的获取的状态参量参考所述预定的值域确定所述电池单体(10、12、14、16、18、20、22)的放电顺序。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述放电装置(34)与所述电池(30)的电池联接极联接，使待放电的电池模块(24、26、28)借助于所述电池模块(24、26、28)的单体开关单元(32)选择性地与所述电池联接极电气地耦联。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使待放电的电池模块(24、26、28)的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)的相应的电池单体放电直至预定的低荷电状态。
9.一种用于使具有至少两个电池模块(24、26、28)的电池(30)的、具有至少两个电池单体(10、12、14、16、18、20、22)的电池模块(24、26、28)放电的放电装置(34)，其中，所述电池模块(24、26、28)的各个电池模块的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)彼此相邻地布置并且彼此机械和电气连接，该放电装置具有用于将输送的电能转变成热的电能消耗单元(36)，其特征在于，所述电能消耗单元(36)构造成恰好使所述电池(30)的待放电的电池模块(24、26、28)的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)的一个单个的电池单体放电。
10.根据权利要求9所述的放电装置，其特征在于，设有散热面(38)，该散热面布置在所述电池(30)和/或所述电池的至少一个电池模块(24、26、28)处。
11.一种电池(30)，其具有两个电池联接极(40、42)和至少两个电池模块(24、26、28)，其中，所述电池模块(24、26、28)中的每个电池模块相应具有两个模块联接极(44、46)，所述电池模块(24、26、28)通过模块联接极彼此电气连接以及与所述电池联接极(40、42)联接，其中，所述电池模块(24、26、28)中的每个电池模块具有至少两个彼此相邻地布置的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)，这些电池单体彼此机械和电气连接并且与相应的模块联接极(44、46)联接，其中，所述电池模块(24、26、28)中的每个电池模块包括能借助于控制单元(48)控制的单体开关单元(32)，以便在第一切换状态中在能量存储功能方面单独地激活相应的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)，以及在第二切换状态中在能量存储功能方面单独地停用相应的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)，
其特征在于，所述控制单元(48)构造成，为了使所述电池模块(24、26、28)中的一个电池模块放电，使该电池模块的电池单体(10、12、14、16、18、20、22)始于电池单体(14)中的预定的那个电池单体借助于所述单体开关单元(32)相继与放电装置(34)选择性地电气地耦联，以便所述电池单体(10、12、14、16、18、20、22)相继单独地电气地放电，以使所述电池模块(24、26、28)放电。
12.一种机动车，其具有用于驱动所述机动车的电驱动单元以及电池(30)，该电池与所述电驱动单元联接，其特征在于，所述电池(30)根据权利要求11构造。
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