CN111602263A - 用于机动车的具有用于检测高压电池损坏的检测设备的高压电池、用于检测高压电池损坏的方法以及机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的高压电池(1)，该高压电池具有电池壳体(2)和检测设备(7)，电池壳体用于在该电池壳体(2)的内部空间(3)中容纳多个电池模块(4)，检测设备用于检测电池壳体(2)的损坏，其中，检测设备(7)具有布置在电池壳体(2)的内部空间(3)中的至少一个压力传感器(9)并且具有分析装置(10)，压力传感器设计用于检测电池壳体(2)的内部空间(3)中的压力信号(11、13)，分析装置设计用于借助由压力传感器(9)检测到的压力信号(11、13)来识别电池壳体(2)的损坏。本发明还涉及一种方法以及一种机动车。

Description

用于机动车的具有用于检测高压电池损坏的检测设备的高压 电池、用于检测高压电池损坏的方法以及机动车
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的高压电池，该高压电池具有电池壳体和检测设备，电池壳体用于在该电池壳体的内部空间中容纳多个电池模块，检测设备用于检测电池壳体的损坏。本发明还涉及一种用于检测高压电池的电池壳体的损坏的方法以及一种具有高压电池的机动车。
背景技术
当前关注于用于可电驱动的机动车、例如电动车或混合动力车的高压电池或高压储能器。这样的机动车在动力总成中通常具有用于驱动机动车的电驱动设备或电机以及具有高压电池，该高压电池为电驱动设备提供电能。这样的高压电池包括布置在电池壳体的内部空间或者说容纳空间中并且在那里电路连接的多个电池模块。在对于高压电池来说危急的事件中，例如在机动车的事故中，可能发生电池壳体损坏、例如变形。为了在这样的对于驾驶员能发觉的事件之后检查高压电池，通常在工厂中检查高压电池。在该检查之后才能够确认该高压电池是否能继续使用。然而，有问题的是，驾驶员没有发觉引起变形的事件并且没有准备进行在工厂中的检查。这样的事件例如可以是在障碍物上行驶，电池壳体由于该障碍物变形。然而，变形事件即使在车辆停放时也可能出现，例如由于可伸缩的停车柱(Poller)。
为此，DE102013013754A1提出，为高压电池配备加速度传感器。当通过加速度传感器识别出预定加速度极限值被达到或被超过的加速过程时，可以及时判定。亦即，按照现有技术仅检查加速度是否超过最大允许的极限值。然而，该检查非常不准确，因为高压储存器可能由于危急事件被损坏并且不能或仅能受限地继续使用，尽管加速度的最大允许的极限值还未被超过。通过使用加速度传感器也不能确认是否存在电池壳体的其他损坏、例如不密封。此外，之前提及的可伸缩的停车柱的情况也不能由此探测出。
发明内容
本发明的任务是，提出一种如何能够特别简单且可靠地检测用于机动车的高压电池的电池壳体的损坏的解决方案。
按照本发明，该任务通过具有按照相应的独立权利要求的特征的高压电池、方法以及机动车来解决。本发明的有利实施方案是从属权利、说明书以及附图的技术方案。
本发明涉及一种用于机动车的高压电池，该高压电池具有电池壳体和检测设备，电池壳体用于在该电池壳体的内部空间中容纳多个电池模块，检测设备用于检测电池壳体的损坏。检测设备具有布置在电池壳体的内部空间中的至少一个压力传感器，该至少一个压力传感器设计用于检测电池壳体的内部空间中的压力信号。此外，检测设备具有分析装置，该分析装置设计用于借助由压力传感器检测到的压力信号来识别电池壳体的损坏。
此外，本发明还涉及一种用于检测机动车的高压电池的电池壳体的损坏的方法。在此，通过布置在电池壳体的内部空间中的至少一个压力传感器检测电池壳体的内部空间中的压力信号。通过分析装置借助由所述至少一个压力传感器检测到的压力信号来识别电池壳体的损坏。
高压电池尤其是牵引电池，该牵引电池用于构成为电动车或混合动力车的机动车。高压电池包括多个电池模块。各电池模块具有多个电池单元，各电池单元例如可以构成为棱柱形的电池单元，可以堆叠成一个电池块并且可以在那里彼此电路连接。所述电池模块布置在电池壳体的内部空间或者说容纳空间中并且同样在那里电路连接。现在为了能够识别电池壳体的损坏、例如变形，高压电池具有检测设备。检测设备具有所述至少一个压力传感器以及所述分析装置。至少所述压力传感器在此布置在电池壳体的内部空间中。压力传感器例如可以构成为MEMS构件并且因此特别节省空间地布置在电池壳体中。
压力传感器可以通过检测压力信号来监控电池壳体之内的压力或气压，其方式为该压力传感器持续或者在预定测量时刻测量电池壳体的内部空间中的压力。亦即，压力信号包含用于内部空间中的压力的关于时间的值。该压力信号被提供给检测设备的分析装置。分析装置和压力传感器例如可以构成为集成构件。但也可以规定，分析装置例如集成到电池控制器中，该电池控制器与压力传感器通信并且接收由压力传感器检测到的压力信号。
分析装置分析压力信号，其方式为分析装置在表征电池壳体损坏的事件之后研究压力信号。例如，分析装置可以如下地监控检测到的压力值，即，这些压力值关于时间是否变化以及该变化是否超过预定变化阈值。这样的变化例如对应于变形事件并且因此表明电池壳体的变形形式的损坏。由于电池壳体变形，与变形位置无关地，电池壳体即发生塑性形变并且内部空间例如压缩，从而内部空间中的压力变化。该压力变化可以特别可靠地借助所述至少一个压力传感器和所述分析装置来识别。当检测设备已经识别出变形时，检测设备例如可以生成报警信号，该报警信号可以输出给机动车的驾驶员。
在高压电池的一种实施方式中，所述至少一个压力传感器布置在气密地封闭的电池壳体的内部空间中，并且所述分析装置设计用于借助压力信号将电池壳体的损坏分类为电池壳体变形和/或电池壳体不密封。尤其是，分析装置设计用于：当分析装置借助压力信号识别出电池壳体的内部空间中的压力变化超过预定变化阈值时，将所述损坏分类为变形；当分析装置识别出在借助压力信号检测到的压力值与电池壳体之外的外部压力之间的偏差低于预定偏差阈值时，将所述损坏分类为不密封。
在非气密地封闭的电池壳体的情况下，该电池壳体例如具有通风元件形式的压力平衡元件、例如透气性膜片，则仅能够识别出变形形式的损坏，例如在事故之后或在障碍物上驶过之后。在气密的电池壳体的情况下，能够附加地识别出不密封形式的损坏，例如基于电池壳体壁中的裂缝或基于密封元件的移动。为此分析由压力传感器检测到的关于时间的压力信号，以便检测对应于变形事件的压力波动或压力变化。附加地，就在电池壳体的内部空间与外部空间之间的压力偏差方面监控压力信号。换言之，确定如下压差值，该压差值描述外部压力与内部压力之间的差。
当通过分析装置已经识别出在电池壳体之内的压力变化超过预定变化阈值时，则识别出引起压力变化的电池壳体变形。当备选地或附加地通过分析装置已经识别出所述偏差达到预定偏差阈值时，识别出不密封。例如，当偏差或压差大致为零时，识别出不密封。亦即，当识别出电池壳体的内部空间中的内部压力大致等于电池壳体之外的外部压力时，则识别出电池壳体具有不密封性，经由该不密封性在内部空间与外部空间之间已经发生压力平衡。通过气密地构成的其中集成有压力传感器的电池壳体，因此能够识别出电池壳体的不同的损坏形式。然后例如可以输出特定的报警信号，通过该报警信号向驾驶员不仅提示损坏，而且提示损坏的类型或形式。如此能够特别有针对性地对电池壳体实施检查以及必要时实施维修。
在本发明的一种进一步扩展方案中，分析装置设计用于接收由车辆侧的另外的压力传感器所检测到的外部压力。备选地或附加地，分析装置设计用于接收车辆外部的提供方的数据并且借助该数据确定外部压力。例如，所述另外的压力传感器可以在外部布置在电池壳体上或布置在机动车上的其他安装位置上，该另外的压力传感器测量外部压力或环境压力。该外部压力被传输给分析装置并且与电池壳体之内的内部压力比较，以便求取压差。备选地或附加地，分析装置可以接收在车辆外部求取的数据并且借助该数据确定外部压力。这样的数据例如可以是机动车的当前位置处的天气数据，该天气数据被无线地、例如经由移动无线电网络传递给分析装置。
优选地，分析装置设计用于，当分析装置检测到借助压力信息所检测到的压力变化超过预定变化阈值并且压力变化的速度超过预定速度阈值时，将所述损坏仅分类为变形。该实施方式基于如下认识，即，在电池壳体的内部空间中的内部压力即使在内部空间中的温度变化的情况下也变化。现在为了防止分析装置错误地将由温度变化造成的压力变化分类为气密的或非气密的储存器壳体的变形，仅当变化速度超过预定速度阈值时才识别出变形。相比于变形事件，温度变化引起内部空间中的较缓慢的压力变化，该较缓慢的压力变化被分析装置忽略。因此能够特别可靠地实施损坏检测。
在一种特别有利的实施方式中，分析装置设计用于：监控内部空间中的温度；根据该温度确定变化阈值；以及当分析装置检测到，借助压力信号所检测到的压力变化超过预定变化阈值时，将损坏分类为变形。亦即，当一起监控内部空间的温度时，可以放弃对变化速度的附加分析。通过关于一般气体方程pV＝nRT的近似，可以确定通过温度变化引起的压差并且调整变化阈值或探测阈。因为常见的MEMS压力传感器已经具有集成的温度测量，因此该构造形式是特别有利的。
在本发明的一种有利的进一步扩展方案中，分析装置设计用于：借助压力变化附加地识别变形的严重程度；以及，如果该严重程度超过预定严重程度阈值，则生成用于高压电池的关断信号。在仅轻微变形的情况下，该变形的严重程度低于严重程度阈值，则可以规定，分析装置仅生成用于驾驶员的报警信号。亦即，例如仅提示驾驶员立即去寻找工厂以检查高压储存器。在严重变形时，该变形的严重程度超过严重程度阈值并且可能对机动车的乘客构成危险，则通过关断信号关断高压电池并且机动车通过停止运转而变换到不危急的状态。在此，尤其是在处于停止之前输出报警信号，通过该报警信号向驾驶员提示即将变换到安全状态。
也可以规定，检测设备具有气密壳体，在该气密壳体中布置所述至少一个压力传感器并且该气密壳体这样布置在电池壳体的内部空间中，使得电池壳体的变形形式的损坏能传递到气密壳体上。在该情况下，电池壳体自身尤其是构成为非气密的并且例如具有压力平衡元件。虽然在该情况下也可以通过非气密地包装的压力传感器识别出变形，因为相比于变形，压力通过通风元件仅缓慢地改变。然而，当压力传感器气密地包装时，能够更可靠地识别出变形。被气密壳体包围的压力传感器在此这样布置，使得在电池壳体变形时压力传感器的壳体也变形并且发生塑性形变。例如，壳体可以布置在电池壳体的内部空间中的底部上。气密壳体例如可以通过储存器壳体底部、储存器壳体侧壁的朝向底部的区域以及与储存器壳体底部间隔开距离的壳体盖形成。通过气密壳体，压力传感器在不存在变形事件的情况下测得恒定的定义的压力。在该壳体发生塑性形变时，在该壳体中的压力变化，这通过压力传感器检测。通过设置气密壳体能够特别可靠地区分非气密的电池壳体的变形与经由通风元件的压力平衡过程。
按照本发明的机动车包括按照本发明的高压电池或其有利的实施方式。该机动车尤其是作为电动车或混合动力车形式的轿车。
参考按照本发明的高压电池介绍的各实施方式及其优点相应地适用于按照本发明的方法以及按照本发明的机动车。
本发明的另外的特征由权利要求、附图和附图说明得出。上面在说明书中提及的特征和特征组合以及下面在附图说明中提及的和/或在附图中单独示出的特征或特征组合不仅能在相应给出的组合中使用，也能在其他组合中使用或能单独使用。
附图说明
现在借助优选实施例以及参考附图更详细地阐述本发明。
其中：
图1示出按照本发明的高压电池的第一实施方式的示意图；
图2示出由压力传感器检测到的第一压力信号的示意图；
图3示出由压力传感器检测到的第二压力信号的示意图；以及
图4示出按照本发明的高压电池的第二实施方式的示意图。
具体实施方式
在附图中，相同的以及功能相同的元件设有相同的附图标记。
图1示出用于在此未示出的机动车的高压电池1。高压电池1例如可以是可电驱动的机动车的牵引电池。高压电池1具有电池壳体2，在该电池壳体的内部空间3中布置有多个电池模块4。高压电池1例如可以布置在机动车的底盘区域中。在机动车的事故中或在机动车在障碍物上驶过时可能损坏电池壳体2、例如电池壳体2的底部5或侧壁6。电池壳体2的这样的损坏可能是变形和/或不密封。
为了检测这样的损坏，高压电池1具有检测设备7。该检测设备7在此在内部空间3中布置在电池壳体2的盖8中。但也可以规定，检测设备7布置在内部空间3中的其他位置上、例如底部5的区域中。检测设备7具有至少一个压力传感器9、例如微机电压力传感器，压力传感器设计用于检测电池壳体2的内部空间3中的压力信号。压力信号被传输给检测设备7的分析装置10，该分析装置分析压力信号并且能借助压信号识别电池壳体2的损坏。在识别出损坏时，分析装置10例如可以生成报警信号以输出给机动车的驾驶员和/或生成用于高压电池1的关断信号。
在图2中示出第一压力信号11，该第一压力信号由压力传感器9检测得到。在此，关于时间t绘出储存器壳体2的内部空间3中的压力P。直至时刻t1，压力信号11仅具有恒定的压力值P0。在时刻t1出现变形事件12，在该变形事件中电池壳体2发生塑性形变，并且在该变形事件中压力P从值P0直至时刻t2变化到P1并且最后下降到P2>P0。该压力变化P1-P0或P2-P0可以由分析装置10在压力信号11中识别出。分析装置10将压力变化P1-P0或P2-P0与预定变化阈值比较。附加地，分析装置10可以检测压力变化的速度并且检查该速度是否大于预定速度阈值。为此，分析装置10也可以检测压力变化的持续时间t2-t1并且将该持续时间与预定的时间段阈值比较。当压力变化大于预定变化阈值并且速度或时间段大于相应的阈值时，则将该压力变化识别为变形事件14。压力变化的速度不超过速度阈值的压力变化不被识别为变形事件。因为该压力变化可能通过内部空间3中的温度变化和/或电池壳体2中的不密封性而引起。
在图3中示出另外的压力信号13，该压力信号由气密地封闭的电池壳体2的内部空间3中的压力传感器9检测得到。在压力信号13中，直至时刻t3测得压力值P0并且自时刻t3起测得压力值P3。在时刻t3出现电池壳体2的不密封事件14，该不密封事件引起在内部空间3与外部空间15之间的压力平衡(参见图1)。当在气密的储存器壳体2中的压力P0大于外部空间15中的外部压力时，则储存器壳体2中的压力在不密封事件之后下降。当在气密的储存器壳体2中的压力P0小于外部空间15中的外部压力时，则储存器壳体2中的压力在不密封事件之后上升。该压力变化又能够被识别出。现在为了不错误地将该压力变化分类为变形事件，将压力P3在压力变化之后与外部压力比较。外部压力例如可以由车辆侧的另外的压力传感器检测并且传输给分析装置10。也可以规定，分析装置10接收车辆外部提供的数据、例如机动车的位置处的天气数据并且借助该数据确定外部压力。当在内部空间3与外部空间15中的压力之间的压差低于预定压差阈值时，例如当压差大致为零时，识别出电池壳体2的以不密封形式的损坏。
图4示出具有储存器壳体2的高压电池1的另一实施方式，在该储存器壳体的内部空间3中布置有多个电池模块4。储存器壳体2在此非气密地封闭并且具有压力平衡元件16，该压力平衡元件在此可以布置在侧壁16中。压力平衡元件16例如可以是透气性膜片，该透气性膜片为了压力平衡而允许在内部空间3与外部空间15之间的气体交换。亦即，在内部空间3中的压力基于压力平衡元件16变化。在该情况下被证明为特别有利的是，检测设备7具有气密壳体17，在该气密壳体中至少布置有压力传感器9。气密壳体17在此这样布置在内部空间中，使得储存器壳体2的变形事件被传递到压力传感器9的气密壳体17上。在此，壳体17在储存器壳体2的内部空间中布置在朝向用于机动车的行车道的底部5的区域中。气密壳体17例如可以在底部5的整个面上延伸。气密壳体17例如可以通过储存器壳体2的底部5自身、储存器壳体2的侧壁6的区域以及与底部5间隔开距离的壳体盖18构成。在储存器壳体2变形时，例如在障碍物上驶过时，该气密壳体17一起发生形变，其中，压力传感器9可以借助气密壳体17中的压力信号检测该形变。
附图标记列表
1 高压电池
2 电池壳体
3 内部空间
4 电池模块
5 底部
6 侧壁
7 检测设备
8 盖
9 压力传感器
10 分析装置
11 第一压力信号
12 变形事件
13 第二压力信号
14 不密封事件
15 外部空间
16 压力平衡元件
17 气密壳体
18 壳体盖
P 压力
t 时间
P0、P1、P2、P3 压力值
t1、t2、t3 时刻

Claims (10)

1.一种用于机动车的高压电池(1)，该高压电池具有电池壳体(2)和检测设备(7)，所述电池壳体用于在该电池壳体(2)的内部空间(3)中容纳多个电池模块(4)，所述检测设备用于检测所述电池壳体(2)的损坏，其中，所述检测设备(7)具有布置在所述电池壳体(2)的内部空间(3)中的至少一个压力传感器(9)并且具有分析装置(10)，所述压力传感器设计用于检测所述电池壳体(2)的内部空间(3)中的压力信号(11、13)，所述分析装置设计用于借助由所述压力传感器(9)检测到的压力信号(11、13)来识别所述电池壳体(2)的损坏。
2.根据权利要求1所述的高压电池(1)，其特征在于，所述至少一个压力传感器布置在气密地封闭的电池壳体(2)的内部空间(3)中，并且所述分析装置(10)设计用于借助所述压力信号(11、13)将所述电池壳体(2)的损坏分类为电池壳体(2)变形和/或电池壳体(2)不密封。
3.根据权利要求2所述的高压电池(1)，其特征在于，所述分析装置(10)设计用于：当所述分析装置借助所述压力信号(11、13)识别出在所述电池壳体(2)的内部空间中的压力变化超过预定变化阈值时，将所述损坏分类为变形；以及，当所述分析装置识别出借助所述压力信号(11、13)检测到的压力值与所述电池壳体(2)之外的外部压力之间的偏差低于预定的偏差阈值时，将所述损坏分类为不密封。
4.根据权利要求3所述的高压电池(1)，其特征在于，所述分析装置(10)设计用于接收由车辆侧的另外的压力传感器所检测到的外部压力，和/或，所述分析装置(10)设计用于接收车辆外部的提供方的数据并且借助该数据确定外部压力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的高压电池(1)，其特征在于，所述分析装置(10)设计用于：仅当所述分析装置检测到，借助所述压力信号(11、13)所检测到的压力变化超过预定变化阈值并且所述压力变化的速度超过预定速度阈值时，将所述损坏分类为变形。
6.根据前述权利要求中任一项所述的高压电池(1)，其特征在于，所述分析装置(10)设计用于：监控所述内部空间(3)中的温度；根据该温度确定变化阈值；以及当所述分析装置检测到，借助所述压力信号(11、13)所检测到的压力变化超过预定变化阈值时，将所述损坏分类为变形。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的高压电池(1)，其特征在于，所述分析装置(10)设计用于：借助所述压力变化附加地识别变形的严重程度；以及如果该严重程度超过预定严重程度阈值，则生成用于所述高压电池(1)的关断信号。
8.根据前述权利要求中任一项所述的高压电池(1)，其特征在于，所述检测设备(7)具有气密壳体(17)，在该气密壳体中布置所述至少一个压力传感器(9)并且该气密壳体这样布置在所述电池壳体(2)的内部空间(3)中，使得所述电池壳体(2)的变形形式的损坏能传递到所述气密壳体(17)上。
9.机动车，其具有根据前述权利要求中任一项所述的高压电池(1)。
10.一种用于检测机动车的高压电池(1)的电池壳体(2)的损坏的方法，其中，通过布置在电池壳体(2)的内部空间(3)中的至少一个压力传感器(9)检测电池壳体(2)的内部空间(3)中的压力信号(11、13)，以及通过分析装置(10)借助由所述至少一个压力传感器(9)检测到的压力信号(11、13)来识别电池壳体(2)的损坏。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220153150A1 (en) * 2020-11-13 2022-05-19 Dana Automotive Systems Group, Llc Methods and systems for an emergency response unit
CN114649630A (zh) * 2020-12-17 2022-06-21 保时捷股份公司 容纳高压电池的电池壳体、机动车辆及检查电池的方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210115340A (ko) * 2020-03-12 2021-09-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 셀의 스웰링 검사 장치
DE102020111569A1 (de) * 2020-04-28 2021-10-28 Audi Aktiengesellschaft Warnsystem und Warnverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einer Hochvoltbatterie
DE102020112992A1 (de) 2020-05-13 2021-11-18 Audi Aktiengesellschaft Messvorrichtung und Kraftfahrzeug
DE102020120627B3 (de) * 2020-08-05 2021-12-02 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriegehäuse für eine Kraftfahrzeugbatterie
US20220200070A1 (en) * 2020-12-23 2022-06-23 Brunswick Corporation Marine battery with water ingress and shock detection
DE102021106166A1 (de) 2021-03-15 2022-09-15 Audi Aktiengesellschaft Unterfahrschutzanordnung, Batterieanordnung, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Erfassen eines Aufpralls eines Objekts auf ein Unterfahrschutzelement
DE102021108641A1 (de) 2021-04-07 2022-10-13 Audi Aktiengesellschaft Traktionsbatterie mit Drucksensor zur Erfassung unfallbedingter Druckschwankungen innerhalb des Batteriegehäuses
US20220328912A1 (en) * 2021-04-09 2022-10-13 Brunswick Corporation Watertight Marine Battery
DE102021122956B4 (de) * 2021-09-06 2023-05-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung mit Schutzanordnung
DE102023203561A1 (de) 2023-04-19 2024-02-22 Vitesco Technologies GmbH Verfahren, Steuerungsvorrichtung und Computerprogramm zum Feststellen eines Fehlers einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs sowie Fehlerermittlungsvorrichtung und Batterievorrichtung

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007265658A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Denso Corp 蓄電素子モジュール
CN102823026A (zh) * 2010-04-02 2012-12-12 波士顿电力公司 电池组安全技术
JP2013114987A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Toyota Motor Corp 電池の内圧測定方法
US20140170446A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-19 Infineon Technologies Ag Sensor Module and Battery Elements
KR20140087425A (ko) * 2012-12-29 2014-07-09 한국단자공업 주식회사 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치
CN104733795A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 源捷公司 用于检测蓄电池组损害的方法和设备
DE102014017990A1 (de) * 2014-12-04 2015-06-25 Daimler Ag Hochvoltkomponente für ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug
CN205355098U (zh) * 2014-11-26 2016-06-29 Dringhcf保时捷股份公司 机动车辆的高电压部件的壳体的壳体零件
WO2016143400A1 (ja) * 2015-03-12 2016-09-15 オムロン株式会社 バッテリ、システム、バッテリ損傷度算出装置、バッテリ管理方法、バッテリ管理プログラム、および記録媒体
WO2016197713A1 (zh) * 2016-01-08 2016-12-15 中兴通讯股份有限公司 一种电池形变检测方法及设备
CN106247964A (zh) * 2015-06-09 2016-12-21 沃尔沃汽车公司 电池组的损伤检测警报系统
CN205828462U (zh) * 2016-06-23 2016-12-21 上海工程技术大学 一种带监控的电池箱
KR20170011032A (ko) * 2015-07-21 2017-02-02 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 냉각 시스템의 리크 감지 장치 및 방법
US20170043194A1 (en) * 2012-04-10 2017-02-16 Greg Ling Integrated thermal event suppression system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2557615B1 (en) * 2011-08-11 2017-02-08 Autoliv Development AB Battery pack for a vehicle
DE102013013754A1 (de) 2013-08-17 2014-08-21 Daimler Ag Hochvolt-Batterie mit Beschleunigungssensor
DE102015002573A1 (de) 2015-03-02 2016-09-08 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen einer Dichtigkeit eines Gehäuses einer elektrischen Komponente
KR102379479B1 (ko) * 2017-03-10 2022-03-28 삼성전자 주식회사 기압 기반 배터리 상태 결정 방법 및 전자 장치
DE102017211047A1 (de) * 2017-06-29 2019-01-03 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Batteriepack und Verfahren zum Betreiben eines Batteriepacks
JPWO2019048985A1 (ja) * 2017-09-06 2020-10-29 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電システム、車両、電子機器及び半導体装置

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007265658A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Denso Corp 蓄電素子モジュール
CN102823026A (zh) * 2010-04-02 2012-12-12 波士顿电力公司 电池组安全技术
US20130017421A1 (en) * 2010-04-02 2013-01-17 Boston-Power, Inc. Battery Pack Safety Techniques
JP2013114987A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Toyota Motor Corp 電池の内圧測定方法
US20170043194A1 (en) * 2012-04-10 2017-02-16 Greg Ling Integrated thermal event suppression system
US20140170446A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-19 Infineon Technologies Ag Sensor Module and Battery Elements
KR20140087425A (ko) * 2012-12-29 2014-07-09 한국단자공업 주식회사 차량용 배터리팩의 전원 차단 장치
CN104733795A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 源捷公司 用于检测蓄电池组损害的方法和设备
CN205355098U (zh) * 2014-11-26 2016-06-29 Dringhcf保时捷股份公司 机动车辆的高电压部件的壳体的壳体零件
DE102014017990A1 (de) * 2014-12-04 2015-06-25 Daimler Ag Hochvoltkomponente für ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug
WO2016143400A1 (ja) * 2015-03-12 2016-09-15 オムロン株式会社 バッテリ、システム、バッテリ損傷度算出装置、バッテリ管理方法、バッテリ管理プログラム、および記録媒体
US20180040920A1 (en) * 2015-03-12 2018-02-08 Omron Corporation Battery, system, battery damage calculation device, battery management method, battery management program, and recording medium
CN106247964A (zh) * 2015-06-09 2016-12-21 沃尔沃汽车公司 电池组的损伤检测警报系统
KR20170011032A (ko) * 2015-07-21 2017-02-02 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 냉각 시스템의 리크 감지 장치 및 방법
WO2016197713A1 (zh) * 2016-01-08 2016-12-15 中兴通讯股份有限公司 一种电池形变检测方法及设备
CN205828462U (zh) * 2016-06-23 2016-12-21 上海工程技术大学 一种带监控的电池箱

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220153150A1 (en) * 2020-11-13 2022-05-19 Dana Automotive Systems Group, Llc Methods and systems for an emergency response unit
US11721988B2 (en) * 2020-11-13 2023-08-08 Dana Automotive Systems Group, Llc Methods and systems for an emergency response unit
CN114649630A (zh) * 2020-12-17 2022-06-21 保时捷股份公司 容纳高压电池的电池壳体、机动车辆及检查电池的方法

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Publication number Publication date
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US11764411B2 (en) 2023-09-19
WO2019179709A1 (de) 2019-09-26

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