CN114787643A - 用于监控电池的至少三个电池单体的装置和方法 - Google Patents

用于监控电池的至少三个电池单体的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于监控电池(100、200)的至少三个电池单体(104、106、108)的装置(102、202)，所述电池的第一电池单体(104)、第二电池单体(106)和第三电池单体(108)以这个顺序串联。所述装置(102、202)对于每个电池单体(104、106、108)包括分别配属于所述电池单体(104、106、108)的测量电路(110、112、114)，所述测量电路具有电负载，并且所述测量电路能借助于可驱控的开关元件(120)接通，使得能接通在与所述测量电路(110、112、114)相配属的电池单体(104、106、108)并联的路径中的所述电负载。所述装置(102、202)还具有控制单元(115)，所述控制单元构造为用于接通配属于第一电池单体(104)的第一测量电路(110)和配属于第三电池单体(108)的第三测量电路(114)，使得接通这两个测量电路(110、114)的分别在与相应的测量电路(110、114)相配属的电池单体(104、108)并联的路径中的电负载，并且基于第二电池单体(106)的电压与在第一测量电路(110)的电负载和开关元件(120)上下降的电压来确定第一测量电路(110)的开关元件(120)是否正确地接通。

Description

用于监控电池的至少三个电池单体的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于监控电池的至少三个电池单体的装置，所述电池的第一电池单体、第二电池单体和第三电池单体以这个顺序串联。本发明还涉及一种用于监控电池的至少三个电池单体的方法。
背景技术
由现有技术已知具有多个串联的电池单体的电池、特别是可再充电的电池。在充电过程和放电过程中，这些电池单体在最小电压(例如1.8V)与最大电压(例如4.2V)之间运行。电池单体围绕运行点具有额定电压、例如3.6V。如果电池单体的电压上升超过最大电压或下降到最小电压下，则存在不可逆地损伤电池单体的可能性。结果可能导致相应的电池单体的过热或者导致短路。为了防止这一点，借助于所谓的电池管理系统来监控电池的所有电池单体。电池管理系统为此检测在电池单体的极之间的电压并且确定该电压是否位于最小电压与最大电压之间。
此外，在已知的电池中，使电池的各个电池单体的充电状态彼此均衡，以便能够优化地利用电池容量。这特别是被动地通过有针对性地使各个电池单体放电来进行。为此，通常借助于开关元件、例如借助于场效应晶体管(FET)来接通与要放电的电池单体并联的电阻元件。为了使有针对性的放电无问题地起作用，必须确保所有开关元件或所有FET正确地接通并且电阻元件与电池单体正确地连接。这通常通过以下方式实现：通过电池管理系统检测在接通FET时的电压差。如果没有出现所述电压差，则电池管理系统可以推断出FET没有接通。然而困难的是对在接通FET时的电压差与在电池单体上存在电负载时出现的电压差进行区分。因此，不能可靠地判断FET是否已接通。
发明内容
本发明的任务是，给出一种在所述方法中的装置，通过所述装置即使在有负载的情况下也能够简单并且可靠地监控具有至少三个串联的电池单体的电池。
所述任务通过一种具有权利要求1的特征的装置和通过一种具有独立方法权利要求的特征的方法来解决。有利的进一步改进方案在从属权利要求中给出。
根据权利要求1所述的装置对于所述三个电池单体中的每个电池单体包括分别配属于相应的电池单体的测量电路，所述测量电路具有电负载并且所述测量电路能借助于可驱控的开关元件接通，使得能接通在与所述测量电路相配属的电池单体并联的路径中的所述电负载。所述装置还具有控制单元，所述控制单元构造为用于驱控配属于第一电池单体的第一测量电路和配属于第三电池单体的第三测量电路，使得接通这两个测量电路的分别在与相应的测量电路相配属的电池单体并联的路径中的电负载。所述控制单元还构造为用于，基于在第二电池单体的电压与在第一测量电路的电负载和开关元件上下降的电压来确定第一测量电路的开关元件是否正确地接通。
与相应的电池单体并联的路径在此至少不仅包括电负载而且包括开关元件。当在与电池单体并联的路径中的电负载接通时，电池的电池单体的电压与在配属于电池单体的测量电路的电负载和开关元件上下降的电压特别是相差相对小的数值F。所述电压差因此是由于电负载、开关元件和将上述元件与电池单体连接的功率构成分压器而引起的。在接通所述测量电路中的一个测量电路的开关元件时的电压差通过电流不仅影响与所述测量电路相配属的电池单体的电压，而且影响与所述电池单体直接相邻的电池单体的电压。在开关元件接通时的电压差在直接相邻的电池单体中为-F/2。这意味着，如果配属于第一电池单体和第三电池单体的测量电路的开关元件接通并且正确地接通，则第二电池单体的电压改变了数值-F。
如果现在在电池上加载电负载，则所有电池单体的电压沿相同的方向改变，也就是说通过电负载引起的电压差对于所有电池单体具有相同的符号。如果现在通过控制单元检测到在第二电池单体上的电压差-F与在第一测量电路的电负载和开关元件上的电压差F，则确定这个电压改变不是由电负载引起并且确定第一测量电路的开关元件已正确地接通。因此，通过根据权利要求1的装置即使在负载下也能够简单并且可靠地监控电池。
至少一个测量电路的电负载优选是电阻元件、电容元件或电感元件。特别是，所述至少一个测量电路的电负载是欧姆电阻。
在一种优选的实施方式中，在至少一个测量电路和与所述测量电路相配属的电池单体之间的电连接是可松脱的电连接。所述可松脱的电连接特别是插接连接或夹紧连接。在测量电路和与所述测量电路相配属的电池单体之间的可松脱的电连接允许简单地更换测量电路，如果这是需要的话、例如当测量电路的开关元件不再正确地接通时。
有利的是，至少一个测量电路具有电容元件，所述电容元件接通到与所述测量电路的电负载并联并且和与所述测量电路相配属的电池单体并联的路径中。当所述至少一个测量电路未接通时，所述电容元件的电压(即在所述电容元件的两个极上测量的电压)等于与所述至少一个测量电路相配属的电池单体的电压。如果所述至少一个测量电路接通，则电容元件经由电负载和所述至少一个测量电路的开关元件放电并且由此与在电负载和开关元件上下降的电压相适应。在此通过电负载、开关元件和电容元件形成RC回路。所述RC回路是低通滤波器，所述低通滤波器使得在电负载和开关元件上下降的电压平滑。由此从电压信号滤除噪声。经滤波的电压信号由控制单元进一步处理。由此更可靠地实现对电压差F的检测。
在本发明的一种有利的设计方案中，所述控制单元设置成，使得能在第一步骤中确定是否存在电中断，并且能在第二步骤中确定相应的开关元件是否具有故障。
在本发明的另一种有利的设计方案中，借助于相同的电压测量单元来比较电压。有利地，借助于相应一个电压测量单元来进行在电中断方面的检查。有利地，通过比较至少两个电压测量单元、特别是通过比较如下电压测量单元来进行在相应的开关元件的功能方面的检查，其所配属的电压测量单元不直接相邻。不经由另外的电池单体连接的电池单体是直接相邻的。
此外有利的是，所述测量电路具有电阻元件，所述电阻元件连接在与所述测量电路的电负载并联并且和与所述测量电路相配属的电池单体并联的路径中并且与电容元件串联。通过设置与电容元件串联的电阻元件影响RC回路的时间常数。换句话说：通过设置所述电阻元件而影响电容元件在开关元件接通时的放电特性。所述时间常数可以由RC回路的参数确定。如果电容元件在开关元件接通时与基于时间常数所预期的不同地放电，则这是测量电路功能故障的提示、例如这是在测量电路中短路的提示。
特别是，所述控制单元构造为用于，基于电容元件的电压和/或电压变化曲线来确定在测量电路中是否存在电中断。在本申请中，电中断特别是理解为在测量电路和与所述测量电路相配属的电池单体之间的电断开、例如线路中断。但这种电中断也可以是电连接的物理断开、例如松脱的插接连接，或者是高欧姆连接，所述高欧姆连接例如可能由于在电连接处的腐蚀而出现。电容元件的电压跟随与所述至少一个测量电路相配属的电池单体的电压。如果现在在测量电路中出现电中断，则电容元件的电压不再改变。换句话说，电容元件的电压相应于电池单体在电中断的时刻的电压。如果随后接通测量电路，则电容元件可以放电。那么电容元件的电压以已知的时间常数降低至值零。这种特性可以通过控制单元来确定，以便可靠地确定在测量电路中的电中断。
在一种特别优选的实施方式中，至少一个测量电路具有电压测量单元，所述电压测量单元设置和构造为，使得当测量电路不接通时，所述电压测量单元测量与测量电路相配属的电池单体的电压，并且当测量电路接通时，所述电压测量单元测量在测量电路的电负载和开关元件上的电压降。所述电压测量单元在该实施方式中设置在如下电路径中，所述电路径与和所述至少一个测量电路相配属的电池单体并联并且与所述至少一个测量电路的电负载和开关元件并联。如果所述至少一个测量电路的开关元件没有接通，则由电池单体和电压测量单元组成的回路闭合，并且所述电压测量单元测量电池单体的电压。而如果开关元件接通，则由开关元件、电负载和电压测量单元组成的另一个回路闭合，并且电压测量单元测量在开关元件和电负载上下降的电压。因此，在该优选的实施方式中仅需要唯一一个电压测量单元，以便确定第二电池单体的电压与在第一测量电路的电负载和开关元件上下降的电压。
特别有利的是，所述控制单元构造为用于，基于在第二电池单体的电压与在第一测量电路的电负载和开关元件上下降的电压之间的差来确定第一测量电路的开关元件是否正确地接通。如果在电池上加载电负载，则由此电池的每个电池单体上的电压都改变了数值B。该数值B对于每个电池单体而言一样大并且具有相同的符号，也就是说，每个电池单体的电压改变沿相同的方向进行。在接通所述测量电路中的一个测量电路的开关元件时，所述数值B加到电压差F上。因此，在接通第一测量电路和第三测量电路时，电压差为B+F。在第一测量电路和第三测量电路的开关元件正确地接通时，第二电池单体的电压差为B-F。因此，在第二电池单体的电压与在第一测量电路的电负载和开关元件上下降的电压之间的差为2F。所述差与数值B无关、也就是说与由加载在电池上的电负载产生的电压改变B无关。因此，能够与在电池上是否存在电负载无关地可靠地确定第一测量电路的开关元件是否正确地接通。
本发明涉及一种用于机动车、特别是电驱动的机动车的电池，所述电池具有至少三个电池单体和根据上述类型的用于监控电池的所述至少三个电池单体的装置。
本发明还涉及一种用于监控电池的至少三个电池单体的方法，所述电池的第一电池单体、第二电池单体和第三电池单体按照这个顺序串联，在所述方法中：驱控第一开关元件，以便接通在与第一电池单体并联的路径中的第一电负载；驱控第三开关元件，以便接通在与第三电池单体并联的路径中的第二电负载；并且基于第二电池单体的电压和在第一电负载与第一开关元件上下降的电压来确定第一开关元件是否正确地接通。
有利的是，在接通所述开关元件中的一个开关元件时，基于在上述开关元件和设置在与上述开关元件相同的路径中的电负载上下降的电压来确定是否存在电中断。为此，特别是确定在开关元件和电负载上下降的电压是否低于预先确定的电压值。如果在电池单体与开关元件以及电负载之间的电连接断开，则在其中设置有上述元件的电路径不闭合。因此，在开关元件和电负载上可能没有电压下降或仅有非常小的电压下降。因此，在该实施方式中能够简单地确定电中断。
所述方法具有与所要求保护的装置相同的优点并且能以相同的方式、特别是以从属权利要求的特征来进一步改进。
附图说明
其他的特征和优点从以下说明得出，所述说明结合附图详细地阐述多种实施方式。图中：
图1示出电池的电路图，所述电池具有三个电池单体并且具有根据一种实施方式的用于监控电池单体的装置；
图2示出用于监控电池的过程的流程图；
图3示出在电池未受载的情况下通过所述装置的第一电压测量单元和第二电压测量单元测量的电压的时间变化曲线图；
图4示出在电池受载的情况下通过所述装置的第一电压测量单元和第二电压测量单元测量的电压的时间变化曲线图；
图5示出电池的电路图，所述电池具有三个电池单体并且具有根据第二实施方式的用于监控电池单体的装置；以及
图6示出通过根据图5的装置的电压测量单元测量的电压的时间变化曲线图。
具体实施方式
图1示出电池100，所述电池具有用于监控电池100的至少三个电池单体104、106、108的装置102。为了清楚起见，在图1中仅示出三个电池单体104、106、108。不言而喻，电池100可以包括多于所示出的三个电池单体104、106、108，并且装置102可以构造成用于监控多于所示出的三个电池单体104、106、108。
电池100的电池单体104、106、108串联。在所示的实施方式中，每个电池单体104、106、108可以在1.8V的最小电压与4.2V的最大电压之间运行。电池单体104、106、108的额定电压为3.6V。如果在电池100上存在电负载，则电池单体104、106、108的电压改变。电池单体104、106、108的电压所改变的数值一般与时间相关(也参见图4)，但是所述数值对于所有电池单体104、106、108而言基本上一样大。在下文中从上至下将在图1中所示的三个电池单体104、106、108称为第一电池单体104、第二电池单体106和第三电池单体108。
用于监控至少三个电池单体104、106、108的装置102包括可接通的测量电路110、112、114(在图1中示例性地示出所述测量电路中的三个测量电路)和控制单元115。在下文中从上至下将所示的三个测量电路110、112、114称为第一测量电路110、第二测量电路112和第三测量电路114。所示出的三个测量电路110、112、114中的每个测量电路都与电池单体104、106、108中的一个电池单体相配属并且与相应配属的电池单体104、106、108的两个极连接。
每个测量电路110、112、114的第一电流路径从相应配属的电池单体104、106、108的正极出发包括第一电阻元件116、第二电阻元件118、可接通的开关元件120和第三电阻元件122。为了清楚起见，配属于相应一个测量电路110、112、114的元件的附图标记仅对于第一测量电路110的元件给出。第一电阻元件116和第三电阻元件122在所示的实施例中构造为欧姆电阻。在其他实施方式中，第一电阻元件116和/或第三电阻元件122可以分别是导线电阻。相邻的测量电路的第一电阻元件和第三电阻元件116、122这样布置，使得一个测量电路的第三电阻元件122相应于紧接在该测量电路之后的测量电路的第一电阻元件116。换句话说：两个相邻的测量电路使用相同的电阻元件116、122。第一电阻元件116和第三电阻元件122的电阻例如分别为1Ω。第二电阻元件118在下文中也称为放电电阻并且在所示的实施例中具有例如40Ω的电阻。
每个测量电路110、112、114的第二电流路径包括电压测量单元124、126、128，所述电压测量单元在下文中也称为第一电压测量单元124，如果所述电压测量单元配属于第一测量电路110的话，等等。第二电流路径与第二电阻元件118和开关元件120并联地布置。如果开关元件120未接通，则包括第一电阻元件116、电压测量单元124、126、128和第三电阻元件122的回路闭合。在开关元件120未接通时，由此通过电压测量单元124、126、128测量与测量电路110、112、114相配属的电池单体104、106、108的电压。而如果开关元件120接通，则包括第一电流路径的元件的回路附加地闭合。在这种情况下通过电压测量单元124、126、128测量在由第二电阻元件118和开关元件120构成的电负载上下降的电压。
测量电路110、112、114的三个电阻元件116、118、122与配属于相应的测量电路110、112、114的电池单体104、106、108的内电阻以及开关元件120共同形成分压器。因此，由第i个电压测量单元124、126、128确定的第i个电池单体104、106、108的电压Ui与在第i个测量电路110、112、114的电负载上下降的电压相差小的数值，在下面将该数值称为ΔUi，其中，下标i说明涉及所述测量电路110、112、114中的哪个测量电路。在所示的实施例中，电压差ΔUi在接通开关元件120时对于所有的测量电路110、112、114例如大约为20mV。
控制单元115与测量电路110、112、114的电压测量单元124、126、128和开关元件120连接。控制单元115构造为用于单独地驱控开关元件120，以便阻断地(即不导电地)或非阻断地(即导电地)接通所述开关元件并且读出由电压测量单元124、126、128所确定的电压。通过非阻断地接通测量电路110、112、114的开关元件120，所述测量电路110、112、114的第一电流路径闭合并且与测量电路110、112、114相配属的电池单体104、106、108放电。由此可以调整在电池单体104、106、108中存储的电荷并且由此调整电池单体104、106、108的电压。因此能够借助于控制单元115分别控制电池单体104、106、108的电压并且防止电池单体104、106、108的相应电压升高超过最大电压。控制单元115还可以构造成用于实施用于监控电池100的方法，这在下面借助于图2进行描述。
图2示出用于监控电池100的过程的流程图。借助图2所描述的方法特别是能以在图1中所描述的用于监控电池100的装置来实施。
流程在步骤S10中在时刻t0开始。在所述时刻t0，测量电路110、112、114的所有开关元件120阻断地接通。通过电压测量单元124、126、128测量的电压Ui与电池单体104、106、108的电压Zi相同，所述电池单体与相应的电压测量单元124、126、128一样配属于相同的测量电路110、112、114。在时刻t0，所有电池单体104、106、108的电压大致相同，从而在下文中省去所述下标并且将电池单体104、106、108的电压称为Z。
随后在步骤S12中在时刻t1将分别配属于再下一个相邻电池单体104、106、108的开关元件120非阻断地接通。参照图1，这是第一测量电路110的开关元件120和第三测量电路114的第一电流路径。由此，分别闭合第一测量电路110和第三测量电路114的第一电流路径。现在，与时刻t0不同，第一电压测量单元124不再测量第一电池单体104的电压Z，而是测量电压Ui+1＝Z-ΔUi+1，该电压在第二测量电路112的由第二电阻元件118和开关元件120构成的电负载上下降。在时刻t0测量的电压与在时刻t1测量的电压之间的电压差ΔUi+1等于在第一电阻元件116上下降的电压UR1和在第三电阻元件122上下降的电压UR3之和。在图1中所示的实施例中，第一电阻元件116和第三电阻元件122具有相同的电阻。因此，这两个电压UR1和UR3具有相同的值UR。在所示的实施例中，该值UR例如为10mV。由此得出在时刻D1测量的电压Ui+1＝Z-2UR。这类似地适用于通过第三电压测量单元128在时刻t0测量的电压Ui-1＝Z-2UR。通过第一电压测量单元124测量的电压Ui+1的时间变化曲线借助于图3和图4在更下面进一步详细地描述。
第一测量电路110的第三电阻元件122同时是第二测量电路112的第一电阻元件116，并且第三测量电路114的第一电阻元件116同时是第二测量电路112的第三电阻元件122。因此，在时刻t1通过第一测量电路110的第三电阻元件122的电流和通过第三测量电路114的第一电阻元件116的电流影响通过第二电压测量单元126在时刻t1测量的电压Ui。因此，该电压在时刻t1为Ui＝Z+2UR。
在步骤S14中，然后通过控制单元115检测通过第一电压测量单元124在时刻t1测量的电压Ui+1和通过第二电压测量单元126在时刻t1测量的电压Ui。随后在步骤S16中，确定在通过第二电压测量单元126在时刻t1测量的电压Ui与通过第一电压测量单元124在时刻t1测量的电压Ui+1之间的差Ui-Ui+1。所述电压差为4UR、例如40mV。现在在步骤S18中检查是否实际上已测量到电压差的该期望值。如果测量到与所述期望值不同的值，则这意味着第一测量电路110或第三测量电路114的开关元件120中的至少一个开关元件未正确地接通。此外，电压差与电池单体104、106、108的电压Z无关，而所述电压本身又与连接在电池100上的电负载有关。因此，借助图2所描述的方法允许与连接在电池100上的电负载无关地确定第一测量电路110第三测量电路114的开关元件120是否正确地接通。随后，流程在步骤S20中结束。
图3示出在电池100未受载的情况下通过第一电压测量单元124和第二电压测量单元126测量的电压的时间变化曲线图。在该图表的横坐标上绘制出时间T。在该图表的纵坐标上绘制出通过所述装置的第一电压测量单元124和第二电压测量单元126测量的电压U的时间变化曲线的值。直至时刻t1，所述电压U等于电池单体104、106、108的电压Z。在时刻t1，第一测量电路110和第三测量电路114的开关元件120接通并且通过电压测量单元124、126、128测量的电压U以上面描述的方式改变。通过第一电压测量单元124测量的电压Ui+1下降了值2UR，所述值在所示的实施例中为20mV。通过第二电压测量单元126测量的电压Ui上升了值2UR。
图4示出在电池100受载的情况下通过第一电压测量单元124和第二电压测量单元126测量的电压的时间变化曲线图。在该图表的横坐标上绘制出时间T。在该图表的纵坐标上绘制出所测量的电压U，其中，所示的曲线图示出通过所述装置的第一电压测量单元124和第二电压测量单元126测量的电压U的时间变化曲线。电池单体104、106、108的电压Z具有正弦形的变化曲线，如其例如通过连接到电池100上的电动机而引起的那样。自然不言而喻，电池单体104、106、108的电压Z可以具有任何其他的时间变化曲线。
通过第一电压测量单元124和第二电压测量单元126测量的电压Ui+1和Ui分别跟随电池单体104、106、108的电压Z直至时刻t1。在时刻t1，第一测量电路110和第三测量电路114的开关元件120接通并且通过电压测量单元124、126、128测量的电压以上面描述的方式改变。
因为通过第一电压测量单元124和第二电压测量单元126测量的电压Ui+1和Ui分别跟随电池单体104、106、108的电压Z，所以不能明确地确定电压改变是通过接通开关元件120还是通过连接在电池100上的电负载引起。因此，图3和图4共同清楚示出为什么在借助图2描述的用于监控电池100的流程的步骤S16中的求差是有利的。现在通过求差产生与负载无关的测量参量，借助于所述测量参量可以确定第一测量电路110和第三测量电路114的开关元件120是否正确地接通。
图5示出电池200，所述电池具有根据另一种实施方式的用于监控电池200的所述至少三个电池单体104、106、108的装置202。为了更好的清楚性，在图5中也仅示出三个电池单体104、106、108。根据图5的装置202与根据图1的装置102的区别基本上在于，每个测量电路110、112、114附加地具有RC组件204、206、208。RC组件在下文中根据相应配属的测量电路110、112、114而称为第一RC组件204、第二RC组件206和第三RC组件208。相同的或作用相同的元件在图1和图5中以相同的附图标记表示。
每个RC组件204、206、208包括电容元件210和第四电阻元件212。为了更好的清楚性，在图5中仅第一RC组件204的元件设有附图标记。在所示的实施例中，电容元件210由电容器构成并且第四电阻元件212由欧姆电阻构成。由测量电路110、112、114的RC组件204、206、208形成第三电路径，该第三电路径包括电池单体104、106、108、第一电阻元件116、第四电阻元件212、电容元件210、与测量电路110、112、114相邻的测量电路110、112、114的第四电阻元件以及第三电阻元件122。因此，电容元件210与相应的测量电路110、112、114的由开关元件120和第二电阻元件118构成的电负载并联并且与分别配属于相应的测量电路110、112、114的电池单体104、106、108并联以及与电压测量单元124、126、128并联。
如果开关元件120未接通、即未导通，则电容元件210的电压由此跟随与相应的测量电路110、112、114相配属的电池单体104、106、108的电压Z。如果开关元件120接通、即导通地接通，则电容元件210经由第二电阻元件118和第四电阻元件212放电，直至电容元件210的电压相应于在由开关元件120和第二电阻元件118构成的电负载上下降的电压。
如果在时刻t0在电池单体104、106、108的一个极与电容元件210的一个极之间、也就是说在所述第三电流路径中出现电中断，则电容元件210的电压不再能够跟随电池单体104、106、108的电压Z并且保持在电中断之前的水平上。如果随后在时刻t1开关元件120接通、即非阻断地接通，则电容元件210经由第二电阻元件118和第四电阻元件212放电，直至所述电容元件的电压下降到0V。这在下文中借助图6更详细地描述。此外，通过RC组件204、206、208使分别通过电压测量单元124、126、128测量的电压Ui平滑。
图6示出在电池200受载的情况下通过根据图5的装置的电压测量单元124、126、128测量的电压的时间变化曲线图。在该图表的横坐标上绘制出时间T。在该图表的纵坐标上绘制出电压U，所述电压通过电压测量单元124、126、128测量并且等于电容元件210的电压。电容元件210的电压等于电池单体的电压Z直至时刻t0。在时刻t0，在电池单体的一个极与电容元件210之间出现电中断。电容元件210现在不再被充电或放电并且其电压不再改变。因此，通过电压测量单元124、126、128测量的电压也保持恒定。在时刻t1，开关元件120接通。电容元件210经由电负载快速地放电并且所述电容元件的电压下降到0V。这可以通过控制单元115来检测，以便在步骤S18中判断在电容元件210所配属的测量电路110、112、114中是否存在电中断。
附图标记列表
100 电池
102 装置
104、106、108 电池单体
110、112、114 测量电路
115 控制单元
116、118 电阻元件
120 开关元件
122 电阻元件
124、126、128 电压测量单元
200 电池
202 装置
204、206、208 RC组件
210 电容元件
212 电阻元件

Claims (12)

1.一种用于监控电池(100、200)的至少三个电池单体(104、106、108)的装置(102、202)，所述电池的第一电池单体(104)、第二电池单体(106)和第三电池单体(108)以这个顺序串联，
其中，所述装置(102、202)对于每个电池单体(104、106、108)包括分别配属于所述电池单体(104、106、108)的测量电路(110、112、114)，所述测量电路具有电负载，并且所述测量电路能借助于可驱控的开关元件(120)接通，使得能接通在与所述测量电路(110、112、114)相配属的电池单体(104、106、108)并联的路径中的所述电负载；并且
其中，所述装置(102、202)还具有控制单元(115)，所述控制单元构造为用于接通配属于第一电池单体(104)的第一测量电路(110)和配属于第三电池单体(108)的第三测量电路(114)，使得接通这两个测量电路(110、114)的分别在与相应的测量电路(110、114)相配属的电池单体(104、108)并联的路径中的电负载，并且
基于第二电池单体(106)的电压与在第一测量电路(110)的电负载和开关元件(120)上下降的电压来确定第一测量电路(110)的开关元件(120)是否正确地接通。
2.根据权利要求1所述的装置(102、202)，其中，至少一个测量电路(110、112、114)的电负载是电阻元件、电容元件或电感元件。
3.根据权利要求1或2所述的装置(102、202)，其中，在至少一个测量电路(110、112、114)和与所述测量电路(110、112、114)相配属的电池单体(104、106、108)之间的电连接是可松脱的电连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(102、202)，其中，至少一个测量电路(110、112、114)具有电容元件(210)，所述电容元件连接在与所述测量电路(110、112、114)的电负载并联并且和与所述测量电路(110、112、114)相配属的电池单体(104、106、108)并联的路径中。
5.根据权利要求4所述的装置(102、202)，其中，所述测量电路(110、112、114)具有电阻元件(212)，所述电阻元件连接在与所述测量电路(110、112、114)的电负载并联并且和与所述测量电路(110、112、114)相配属的电池单体(104、106、108)并联的路径中并且与电容元件(210)串联。
6.根据权利要求4或5所述的装置(102、202)，其中，所述控制单元(115)构造为用于，基于电容元件(210)的电压和/或电压变化曲线来确定在测量电路(110、112、114)中是否存在电中断。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(102、202)，其中，至少一个测量电路(110、112、114)具有电压测量单元(124、126、128)，所述电压测量单元设置和构造为，使得当测量电路(110、112、114)不接通时，所述电压测量单元(124、126、128)测量与测量电路(110、112、114)相配属的电池单体(104、106、108)的电压，并且当测量电路(110、112、114)接通时，所述电压测量单元(124、126、128)测量在测量电路(110、112、114)的电负载和开关元件(120)上的电压降。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(102、202)，其中，所述控制单元(115)构造为用于，基于在第二电池单体(104、106、108)的电压与在第一测量电路(110)的电负载和开关元件(120)上下降的电压之间的差来确定第一测量电路(110)的开关元件(120)是否正确地接通。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(102、202)，其中，所述控制单元(115)设置成，使得能在第一步骤中确定是否存在电中断，并且能在第二步骤中确定相应的开关元件(120)是否具有故障。
10.一种用于机动车、特别是电驱动的机动车的电池(100、200)，所述电池具有至少三个电池单体(104、106、108)和根据前述权利要求中任一项所述的用于监控电池(100、200)的至少三个电池单体(104、106、108)的装置(102、202)。
11.一种用于监控电池(100、200)的至少三个电池单体(104、106、108)的方法，所述电池的第一电池单体(104)、第二电池单体(106)和第三电池单体(108)以这个顺序串联，
在所述方法中：驱控第一开关元件(120)，以便接通在与第一电池单体(104)并联的路径中的第一电负载；
驱控第三开关元件(120)，以便接通在与第三电池单体(108)并联的路径中的第三电负载，并且
基于第二电池单体(106)的电压和在第一电负载与第一开关元件(120)上下降的电压来确定第一开关元件(120)是否正确地接通。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在接通所述开关元件(120)中的一个开关元件时，基于在上述开关元件(120)和设置在与上述开关元件(120)相同的路径中的电负载上下降的电压来确定是否存在电中断。
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