DE102012001861A1 - High voltage battery for vehicle, has fuse in which irreversible change from initial state to another state is realized, irrespective of electrical current flow, when temperature of battery cells exceeds threshold level - Google Patents

High voltage battery for vehicle, has fuse in which irreversible change from initial state to another state is realized, irrespective of electrical current flow, when temperature of battery cells exceeds threshold level Download PDF

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Abstract

The high voltage battery (10) has main case with several battery cells (12) and temperature recognition devices e.g. fuses (18) that are arranged at different locations in main case. The irreversible change from initial state to another state is realized in the fuses irrespective of electrical current flow, when temperature of battery cells exceeds the threshold level which is within the range of 80[deg] C-100[deg] C. An independent claim is included for method for operating high voltage battery.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochvoltbatterie für ein Fahrzeug, welche eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweist. Die Hochvoltbatterie umfasst des Weiteren wenigstens eine Einrichtung Zur Temperaturerkennung, welcher beim Überschreiten eines Schwellenwerts der Temperatur eine irreversible Zustandsänderung widerfährt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Hochvoltbatterie.The invention relates to a high-voltage battery for a vehicle, which has a plurality of battery cells. The high-voltage battery further comprises at least one device For temperature detection, which occurs when a threshold value of the temperature is exceeded, an irreversible change in state. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a high-voltage battery.

Aus dem Stand der Technik, etwa der US 2005/0233210 A1 oder der US 2010/0028723 A1 , ist es bekannt, im Strompfad einer Hochvoltbatterie eine Schmelzsicherung vorzusehen. Diese unterbricht den Stromfluss, wenn sie sich aufgrund des durch diese hindurch fließenden Stroms so stark erwärmt, dass ein Schmelzleiter der Schmelzsicherung schmilzt.From the state of the art, about the US 2005/0233210 A1 or the US 2010/0028723 A1 , It is known to provide a fuse in the current path of a high-voltage battery. This interrupts the flow of current when it heats up so much due to the current flowing through it, that a fuse element of the fuse melts.

Anhand dieses sogenannten Auslösens der Schmelzsicherung kann also festgestellt werden, dass ein Schwellenwert der Temperatur überschritten wurde, nämlich der, welcher zum Schmelzen des Schmelzleiters geführt hat.Based on this so-called tripping of the fuse can thus be found that a threshold value of the temperature has been exceeded, namely that which has led to melting of the fusible conductor.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochvoltbatterie der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Hochvoltbatterie zu schaffen, welche bzw. welches einen besonders sicheren Umgang mit der Hochvoltbatterie ermöglicht.Object of the present invention is to provide a high-voltage battery of the type mentioned above and a method for operating such a high-voltage battery, which or which allows a particularly safe handling of the high-voltage battery.

Diese Aufgabe wird durch eine Hochvoltbatterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a high-voltage battery having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 7. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Hochvoltbatterie ist die wenigstens eine Einrichtung zur Temperaturerkennung dazu ausgelegt, unabhängig von einem elektrischen Stromfluss beim Überschreiten des Schwellenwerts von einem Ausgangszustand irreversibel in einen zweiten Zustand zu wechseln. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es mittels üblicher Schmelzsicherungen lediglich bei aktiver, also im Betrieb Strom bereitstellender oder Strom aufnehmender Hochvoltbatterie, möglich ist, thermische Belastungen zu detektieren, welche potentiell zu einem unsicheren Batterieverhalten führen können.In the case of the high-voltage battery according to the invention, the at least one device for temperature detection is designed to irreversibly change from an initial state to a second state, independently of an electrical current flow when the threshold value is exceeded. This is based on the finding that it is possible by means of conventional fuses only with active, ie in operation current-providing or current-consuming high-voltage battery to detect thermal loads, which can potentially lead to an unsafe battery behavior.

Aufgrund der unabhängig vom Durchflossenwerden von elektrischem Strom auf eine Erwärmung reagierenden Einrichtung zur Temperaturerkennung kann eine thermische Belastung auch im passiven Batteriezustand erkannt werden, also beispielsweise wenn das Fahrzeug steht und die Batterie nicht geladen wird. Die Einrichtung zur Temperaturerkennung ist also als passives Bauteil ausgebildet, welche nicht des Durchflossenwerdens von elektrischem Strom als Auslöser bedarf, um irreversibel von dem Ausgangszustand in den zweiten Zustand zu wechseln.Due to the independent of the passage of electrical current to a heating responsive device for temperature detection, a thermal load can also be detected in the passive battery state, so for example when the vehicle is stationary and the battery is not charged. The device for temperature detection is thus designed as a passive component, which does not require the passage of electrical current as a trigger to irreversibly change from the initial state to the second state.

Eine aufgrund der thermischen Belastung gegebenenfalls notwendige Sicherung der Hochvoltbatterie, etwa in Form einer Stilllegung derselben, kann dann vorgenommen werden oder ausgelöst werden. Zudem ist so für Service-Personal, Rettungsdienste und dergleichen Bedienpersonen ein potentiell unsicherer Batteriezustand erkennbar, nämlich daran, dass die Einrichtung zur Temperaturerkennung irreversibel in den zweiten Zustand überführt ist. Die Bedienperson bemerkt also anhand der in den zweiten Zustand überführten Einrichtung zur Temperaturerkennung, dass zumindest lokal der Schwellenwert der Temperatur überschritten wurde und daher potentiell eine unsichere Batterie vorliegen kann.A backup of the high-voltage battery, which may be necessary due to the thermal load, for example in the form of a shutdown of the same, can then be carried out or triggered. In addition, for service personnel, rescue services and the like operators a potentially unsafe battery condition can be seen, namely because the device for temperature detection is irreversibly transferred to the second state. The operator thus notices, on the basis of the device for temperature detection transferred to the second state, that the threshold value of the temperature has been exceeded, at least locally, and therefore potentially an unsafe battery can be present.

Dadurch, dass die Übertemperaturerkennung, etwa infolge eines Feuers, unabhängig vom aktiven Betrieb der Hochvoltbatterie vorgenommen werden kann, ist auch eine Langzeitüberwachung der passiven Hochvoltbatterie möglich, etwa bei der Lagerung, der Ersatzteilvorhaltung oder der Wiederverwendung. Des Weiteren kann eine sichere und nachhaltige Stilllegung der Hochvoltbatterie erfolgen, wenn aufgrund der thermischen Belastung Situationen eingetreten sind, die eine Transportsicherheitsbeurteilung erfordern. Unsichere Hochvoltbatterien können so leicht von anderen Hochvoltbatterien unterschieden werden, bei welchen kein Überschreiten des Schwellenwerts erfolgte und somit die Einrichtung zur Temperaturerkennung in ihrem Ausgangszustand vorliegt.The fact that the overtemperature detection, as a result of a fire, regardless of the active operation of the high-voltage battery can be made, a long-term monitoring of the passive high-voltage battery is possible, for example, during storage, spare parts inventory or reuse. Furthermore, a safe and sustainable decommissioning of the high-voltage battery can take place if due to the thermal load situations have occurred that require a transport safety assessment. Unsafe high-voltage batteries can thus easily be distinguished from other high-voltage batteries in which the threshold value was not exceeded and thus the device for detecting the temperature is in its initial state.

Dies bringt besonders geringe Kosten für den Transport, die Befundermittlung oder die Nacharbeit an defekten Hochvoltbatterien mit sich. Durch die Einrichtung zur Temperaturerkennung ist also ein besonders sicherer Umgang mit der Hochvoltbatterie ermöglicht.This brings particularly low costs for the transport, the determination of findings or the rework on defective high-voltage batteries with it. By the device for temperature detection so a particularly safe handling of the high-voltage battery is possible.

Bevorzugt ist die wenigstens eine Einrichtung zur Temperaturerkennung dazu ausgelegt, beim Überschreiten eines Schwellenwerts der Temperatur aus einem Temperaturintervall von 60°C bis 120°C in den zweiten Zustand zu wechseln. So kann sichergestellt werden, dass die Hochvoltbatterie keinen Temperaturen ausgesetzt war, bei deren Überschreiten die Sicherheit von Komponenten der Hochvoltbatterie möglicherweise eingeschränkt sein könnte. Dies gilt insbesondere, wenn die Einrichtung zur Temperaturerkennung beim Überschreiten eines Schwellenwerts der Temperatur aus dem Temperaturintervall von 80°C bis 100°C vom Ausgangszustand in den zweiten Zustand wechselt.Preferably, the at least one device for temperature detection is designed to change when exceeding a threshold value of the temperature from a temperature interval of 60 ° C to 120 ° C in the second state. This ensures that the high-voltage battery was not exposed to temperatures beyond which the safety of components of the high-voltage battery could possibly be restricted. This is especially true when the device for temperature detection when exceeding a threshold value of the temperature from the temperature interval of 80 ° C to 100 ° C changes from the initial state to the second state.

Besonders sicher kann das Überschreiten des Schwellenwerts der Temperatur erkannt werden, wenn in der Hochvoltbatterie eine Mehrzahl von Einrichtungen zur Temperaturerkennung an voneinander verschiedenen Einbauorten angeordnet sind. Dies ermöglicht es auch, in homogene Temperaturbelastungen der Hochvoltbatterie festzustellen, wenn es also lediglich lokal zu einer Erwärmung gekommen ist, bei welcher der Schwellenwert der Temperatur überschritten wurde. Die Einrichtungen zur Temperaturerkennung können auch redundant vorgesehen sein, sodass an der gleichen Stelle wenigstens zwei solche Einrichtungen vorhanden sind. The exceeding of the threshold value of the temperature can be detected particularly reliably if a plurality of temperature detection devices are arranged at mutually different installation locations in the high-voltage battery. This also makes it possible to determine in homogeneous temperature loads of the high-voltage battery, so if it has come only locally to a warming, in which the threshold value of the temperature has been exceeded. The devices for temperature detection can also be provided redundantly, so that at least two such devices are present at the same location.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass zur Steigerung der Erkennungssicherheit und zur Erhöhung der Robustheit der Erkennung von ihrem Funktionsprinzip her verschiedene Einrichtungen zur Temperaturerkennung in der Hochvoltbatterie angeordnet sind.Furthermore, it can be provided that, in order to increase the reliability of detection and to increase the robustness of the detection, various devices for temperature detection in the high-voltage battery are arranged on the basis of their functional principle.

Beispielsweise kann die wenigstens eine Einrichtung zur Temperaturerkennung im zweiten Zustand eine andere Farbe aufweisen als im Ausgangszustand. Insbesondere können solche Farbumschläge bei voneinander verschiedenen Temperaturen erfolgen, sodass je nach überschrittenem Schwellenwert der Temperatur jeweilige Einrichtungen zur Temperaturerkennung auslösen, welche unterschiedliche Farbumschläge aufweisen.For example, the at least one device for temperature detection in the second state may have a different color than in the initial state. In particular, such color changes can take place at different temperatures from one another, so that, depending on the exceeded threshold value of the temperature, respective temperature detection devices trigger different temperature changes.

Die wenigstens eine Einrichtung zur Temperaturerkennung kann des Weiteren im zweite Zustand gegenüber dem Ausgangszustand deformiert sein, etwa nach Art eines Bimetalls, welches sich unter Temperaturbelastung verformt, wobei in einem solchen Fall dann sichergestellt wird, dass beim anschließenden Absinken der Temperatur das Bimetall nicht wieder seine ursprüngliche Form einnimmt.The at least one device for temperature detection may further be deformed in the second state relative to the initial state, for example in the manner of a bimetal, which deforms under temperature load, in which case it is ensured that during the subsequent drop in temperature, the bimetal not his original shape.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfährt zumindest eine Komponente der wenigstens einen Einrichtung zur Temperaturerkennung beim Wechsel in den zweiten Zustand eine Änderung des Aggregatszustands, welcher zumindest mittelbar erkennbar ist. So kann beispielsweise das Durchschmelzen der Komponente zu einer Änderung des Erscheinungsbilds der Einrichtung führen. Dieses geänderte Erscheinungsbild lässt dann den Schluss zu, dass am Einbauort der Einrichtung der Schwellenwert der Temperatur überschritten wurde. Auch kann die Erwärmung, welche zum Überschreiten des Schwellenwerts der Temperatur führt, ein Sich-Ausdehnen einer Gasblase der Einrichtung zur Temperaturerkennung bewirken, welche wiederum das Austreten einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs aus der Einrichtung zur Folge hat.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one component of the at least one device for temperature detection when changing to the second state undergoes a change in the state of aggregation, which is at least indirectly recognizable. For example, the melting of the component may result in a change in the appearance of the device. This altered appearance then suggests that the temperature threshold has been exceeded at the installation site of the device. Also, the heating that results in exceeding the threshold temperature may cause the gas bubble of the temperature detection device to expand, which in turn results in the escape of a liquid or solid from the device.

Die wenigstens eine Einrichtung zur Temperaturerkennung kann in einer Leitung zum Überwachen von Anschlüssen der Hochvoltbatterie und/oder in einer Vorladeleitung der Hochvoltbatterie und/oder in einer Leitung zum Ansteuern wenigstens eines Schützes der Hochvoltbatterie angeordnet sein. Des Weiteren ist eine Anordnung in einer Niedrigvoltleitung möglich, welche dem Versorgen einer Steuerungseinrichtung der Hochvoltbatterie dient, und/oder eine Anordnung in einer Leitung, welche der Isolationsmessung der Hochvoltbatterie dient. Wenn die Einrichtung zur Temperaturerkennung in einer Messleitung für eine Strommessung angeordnet ist und/oder in einer Leitung zum Erfassen einer Temperatur und/oder einer Spannung der Batteriezellen der Hochvoltbatterie, so lässt sich besonders gut und einfach feststellen, ob im Bereich dieser Leitungen der Schwellenwert der Temperatur überschritten wurde.The at least one device for temperature detection can be arranged in a line for monitoring connections of the high-voltage battery and / or in a pre-charge line of the high-voltage battery and / or in a line for driving at least one contactor of the high-voltage battery. Furthermore, an arrangement in a low-voltage line is possible which serves to supply a control device of the high-voltage battery, and / or an arrangement in a line which serves for the insulation measurement of the high-voltage battery. If the device for temperature detection is arranged in a measuring line for a current measurement and / or in a line for detecting a temperature and / or voltage of the battery cells of the high-voltage battery, it is particularly easy and easy to determine whether the threshold value of the Temperature was exceeded.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweisenden Hochvoltbatterie für ein Fahrzeug wird wenigstens eine Einrichtung zur Temperaturerkennung aufgrund eines Überschreitens eines Schwellenwerts der Temperatur irreversibel von einem Ausgangszustand in einen zweiten Zustand überführt. Hierbei wechselt die wenigstens eine Einrichtung zur Temperaturerkennung unabhängig von einem elektrischen Stromfluss beim Überschreiten des Schwellenwerts von dem Ausgangszustand in den zweiten Zustand. Dies ermöglicht einen besonders sicheren Umgang mit der Hochvoltbatterie, da der irreversible Wechsel in den zweiten Zustand für eine Bedienperson leicht erkennbar ist.In the method according to the invention for operating a high-voltage battery having a plurality of battery cells for a vehicle, at least one device for temperature detection is irreversibly transferred from an initial state to a second state due to exceeding a threshold value of the temperature. In this case, the at least one device for temperature detection changes independently of an electrical current flow when the threshold value is exceeded from the initial state to the second state. This allows a particularly safe handling of the high-voltage battery, since the irreversible change to the second state for an operator is easily recognizable.

Die für die erfindungsgemäße Hochvoltbatterie beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren.The advantages and preferred embodiments described for the high-voltage battery according to the invention also apply to the method according to the invention.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or shown alone in the figure can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or alone, without the scope of To leave invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt schematisch eine Hochvoltbatterie, bei welcher an einer Mehrzahl von Einbauorten eine Schmelzsicherung vorgesehen ist, welche unabhängig von einem Stromdurchfluss durch die Hochvoltbatterie beim Überschreiten eines Schwellenwerts auslöst.This shows schematically a high-voltage battery, in which at a plurality of installation locations, a fuse is provided which triggers regardless of a current flow through the high-voltage battery when a threshold value is exceeded.

Die Figur zeigt schematisch eine Hochvoltbatterie 10 eines Fahrzeugs, welche einen oder in anderen Ausführungsformen mehrere – Stapel von Batteriezellen 12 umfasst. Die Batteriezellen 12 können hierbei insbesondere als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet sein. In einer von den Batteriezellen 12 zu einem elektrischen Anschluss 14 der Hochvoltbatterie 10 führenden Leitung ist eine Hochvoltsicherung 16 angeordnet, welche als Überstromschutzeinrichtung den Stromkreis unterbricht, wenn im Betrieb der Hochvoltbatterie 10 ein Strom zu großer Stärke auftritt. Diese Hochvoltsicherung 16 löst jedoch nur im aktiven Betrieb der Hochvoltbatterie 10 aus, also wenn diese entladen oder geladen wird. The figure shows schematically a high-voltage battery 10 a vehicle, which one or in other embodiments a plurality - stack of battery cells 12 includes. The battery cells 12 can be designed in this case in particular as lithium-ion cells. In one of the battery cells 12 to an electrical connection 14 the high-voltage battery 10 leading line is a high-voltage backup 16 arranged, which interrupts the circuit as an overcurrent protection device, when in operation of the high-voltage battery 10 a current of great magnitude occurs. This high-voltage backup 16 solves only in active operation of the high-voltage battery 10 off, so when it is unloaded or loaded.

Vorliegend sind als weitere Einrichtungen zur Temperaturerkennung eine oder – wie im Ausführungsbeispiel gezeigt mehrere – Schmelzsicherungen 18 vorgesehen, welche unabhängig davon auslösen, ob die Hochvoltbatterie 10 aktiv ist oder nicht. Vielmehr sind diese Einrichtungen zur Temperaturerkennung als passive Bauteile ausgebildet, welche es auch bei einer sich in einem Lager befindenden Hochvoltbatterie 10 ermöglichen, festzustellen, ob diese Hochvoltbatterie 10 einer unerwünschten thermischen Belastung ausgesetzt war, welche potentiell zu unsicherem Batterieverhalten geführt haben könnte.In the present case are as further means for temperature detection one or - as shown in the embodiment several - fuses 18 provided which trigger regardless of whether the high-voltage battery 10 is active or not. Rather, these devices are designed for temperature detection as passive components, which are also in a high-voltage battery located in a warehouse 10 allow to determine if this high-voltage battery 10 was exposed to undesirable thermal stress which could potentially have led to unsafe battery performance.

Eine solche Schmelzsicherung 18 kann beispielsweise in einer Interlockleitung 20 der Hochvoltbatterie 10 angeordnet sein, welche als Signalleitung dazu dient festzustellen, ob im Bereich von Anschlüssen 14, 22 der Hochvoltbatterie 10 offene Schalter oder ein Kabelbruch vorhanden sind. Eine Schmelzsicherung 18 kann jedoch auch in einem Vorladeschaltkreis 24 angeordnet sein, also in einem Leitungszweig, in welchem ein hoher Widerstand dafür sorgt, dass bei zu hoher Spannung der Hochvoltbatterie 10 Spannung abfällt, und welcher dann überbrückt wird, wenn keine Schädigung von mit der Hochvoltbatterie 10 zu verbindenden elektrischen oder elektronischen Bauteilen mehr zu befürchten ist.Such a fuse 18 can for example be in an interlock line 20 the high-voltage battery 10 be arranged, which serves as a signal line to determine whether in the range of connections 14 . 22 the high-voltage battery 10 open switches or a cable break are present. A fuse 18 However, it can also be used in a precharge circuit 24 be arranged, ie in a line branch, in which a high resistance ensures that at too high voltage of the high-voltage battery 10 Voltage drops, and which is then bypassed, if no damage from with the high-voltage battery 10 to be connected to electrical or electronic components is more to be feared.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Schmelzsicherung 18 in Leitungen 26 anzuordnen, über welche Schütze 28, 30 der Hochvoltbatterie 10 angesteuert werden. Diese Leitungen 26 sind ebenso wie die Interlockleitung 20 mit einem Steuergerät 32 der Hochvoltbatterie 10 gekoppelt, welches eine Batteriemanagementeinheit 34 und eine Überwachungseinrichtung 36 zur Sicherheitsüberwachung umfasst.Another option is a fuse 18 in lines 26 to arrange over which shooter 28 . 30 the high-voltage battery 10 be controlled. These lines 26 are as well as the Interlockleitung 20 with a control unit 32 the high-voltage battery 10 coupled, which is a battery management unit 34 and a monitoring device 36 for security surveillance.

Zum Versorgen des Steuergeräts 32 mit Strom aus dem Bordnetz ist eine Niedrigvoltleitung 38 vorgesehen, in welcher ebenfalls eine Schmelzsicherung 18 angeordnet sein kann. Darüber hinaus ist es möglich, in einer Leitung 40, welche der Isolationsmessung der Hochvoltbatterie 10 dient, und welche den Widerstand zwischen dem Pluspol und einem Gehäuse 42 der Hochvoltbatterie 10 sowie zwischen dem Minuspol und dem Gehäuse 42 misst, eine Schmelzsicherung 18 vorzusehen. Eine Schmelzsicherung 18 kann des Weiteren in einer Messleitung 44 für eine Strommesseinrichtung 46 angeordnet sein, welche ebenfalls mit dem Steuergerät 32 verbunden ist.To power the controller 32 with electricity from the electrical system is a low-voltage line 38 provided, in which also a fuse 18 can be arranged. In addition, it is possible in a line 40 , which is the insulation measurement of the high-voltage battery 10 serves, and which the resistance between the positive pole and a housing 42 the high-voltage battery 10 as well as between the negative terminal and the housing 42 measures, a fuse 18 provided. A fuse 18 can furthermore in a measuring line 44 for a current measuring device 46 be arranged, which also with the control unit 32 connected is.

Des Weiteren sind vorliegend beispielhaft Schmelzsicherungen 18 in Leitungen gezeigt, welche einer Spannungsmesseinrichtung 48 bzw. einer Temperaturmesseinrichtung 50 zugeordnet sind, also der Erfassung von Spannung und Temperatur der Batteriezellen 12 dienen.Furthermore, in the present example, fuses 18 shown in lines which a voltage measuring device 48 or a temperature measuring device 50 are assigned, so the detection of voltage and temperature of the battery cells 12 serve.

Anstatt vorhandene Sicherheitskreise für die Integration der Schmelzsicherung 18 in selbige zu nutzen, kann es jedoch auch vorgesehen sein, die Schmelzsicherung 18 oder eine derartige Einrichtung zur Temperaturerkennung in einer eigens zu diesem Zweck an das Steuergerät 32 angeschlossenen Leitung anzuordnen.Instead of existing safety circuits for the integration of the fuse 18 However, it can also be provided in the same, the fuse 18 or such a device for temperature detection in a specially for this purpose to the control unit 32 to arrange connected line.

Zusätzlich oder alternativ zu den beispielhaft genannten Schmelzsicherungen 18 können Farbindikatoren als Einrichtungen zur Temperaturerkennung genutzt werden, welche beim Überschreiten eines Schwellenwerts der Temperatur einen Farbumschlag zeigen.Additionally or alternatively to the fuses exemplified 18 Color indicators can be used as temperature detection devices which show a color change when a temperature threshold is exceeded.

Den genannten Einrichtungen zur Temperaturerkennung ist gemeinsam, dass sie das Auftreten einer thermischen Belastung der Hochvoltbatterie 10 auch dann detektieren können, wenn kein elektrischer Stromfluss vorliegt. Bei diesen Einrichtungen zur Temperaturerkennung ist es also nicht ein diese hindurchfließender zu starker Strom, welcher für das irreversible Überführen derselben von einem Ausgangszustand in einen zweiten Zustand sorgt. Derartige passive Bauteile ermöglichen also insbesondere eine Langzeitüberwachung der Hochvoltbatterie 10 und eine Übertemperaturerkennung unabhängig vom aktiven Betrieb der Hochvoltbatterie 10.The said devices for temperature detection have in common that they are the occurrence of thermal stress on the high-voltage battery 10 can detect even when there is no electrical current flow. In these devices for temperature detection, it is therefore not an excessive current flowing through them, which ensures the irreversible transfer of the same from an initial state to a second state. Such passive components thus enable, in particular, long-term monitoring of the high-voltage battery 10 and overtemperature detection regardless of the active operation of the high-voltage battery 10 ,

Wenn sich aufgrund des Überschreitens des Schwellenwerts der Temperatur eine Zustandsänderung der Einrichtung zur Temperaturerkennung, beispielsweise der Schmelzsicherung 18, eingestellt hat, so ist dieser Wechsel von dem Ausgangszustand in den zweiten Zustand irreversibel und daher für eine Bedienperson gut feststellbar. Wird das Vorliegen des zweiten Zustands bemerkt, bei der Schmelzsicherung 18 also das Geschmolzen-Sein eines entsprechend temperaturempfindlichen Elements der Schmelzsicherung 18, so ist dies ein eindeutiger Hinweis darauf, dass die Hochvoltbatterie 10 näher zu untersuchen ist. Bevorzugt ist hierbei eine Selbstdiagnose möglich, etwa über eine Messung des Innenwiderstands.If due to the exceeding of the threshold value of the temperature, a change of state of the device for temperature detection, such as the fuse 18 has set, so this change from the initial state to the second state is irreversible and therefore easy for an operator to detect. If the presence of the second condition is noticed, at the fuse 18 that is, the melting of a corresponding temperature-sensitive element of the fuse 18 So this is a clear indication that the high-voltage battery 10 is to be examined more closely. In this case, a self-diagnosis is preferably possible, for example via a measurement of the internal resistance.

Insbesondere können Einrichtungen zur Temperaturerkennung unterschiedlicher Bauart zum Einsatz kommen, um die Erkennungssicherheit von Temperaturbelastungen der Hochvoltbatterie 10 zu steigern. In particular, devices for temperature detection of different types can be used in order to ensure the detection of temperature loads on the high-voltage battery 10 to increase.

Die Hochvoltbatterie 10 umfasst des Weiteren einen Kühlanschluss 52, über welchen in einen Kühlkreislauf 54 der Hochvoltbatterie 10 eine Kühlflüssigkeit oder ein Kältemittel eingebracht werden kann. Ein weiterer Einlass 56 oder Auslass ist für den Druckausgleich vorgesehen. Eine Bersteinrichtung 58 sorgt dafür, dass ein aufgrund eines Fehlers auftretender zu hoher Innendruck der Hochvoltbatterie 10 abgebaut werden kann. Über einen CAN-Bus 60 erfolgt eine Kommunikation zwischen dem Steuergerät 32 der Hochvoltbatterie 10 und weiteren Komponenten des Fahrzeugs.The high-voltage battery 10 further includes a cooling port 52 over which into a cooling circuit 54 the high-voltage battery 10 a cooling liquid or a refrigerant can be introduced. Another inlet 56 or outlet is intended for pressure equalization. A bursting device 58 ensures that due to a fault occurring too high internal pressure of the high-voltage battery 10 can be reduced. Via a CAN bus 60 a communication takes place between the control unit 32 the high-voltage battery 10 and other components of the vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
HochvoltbatterieHigh-voltage battery
1212
Batteriezellebattery cell
1414
Anschlussconnection
1616
HochvoltsicherungHigh-voltage fuse
1818
Schmelzsicherungfuse
2020
InterlockleitungInterlock
2222
Anschlussconnection
2424
Vorladeschaltkreisprecharge circuit
2626
Leitungmanagement
2828
Schützcontactor
3030
Schützcontactor
3232
Steuergerätcontrol unit
3434
BatteriemanagementeinheitBattery management unit
3636
Überwachungseinrichtungmonitoring device
3838
NiedrigvoltleitungLow voltage cable
4040
Leitungmanagement
4242
Gehäusecasing
4444
MessleitungMeasurement line
4646
StrommesseinrichtungCurrent measurement device
4848
SpannungsmesseinrichtungVoltage measuring device
5050
TemperaturmesseinrichtungTemperature measuring device
5252
Kühlanschlusscooling connection
5454
KühlkreislaufCooling circuit
5656
Einlassinlet
5858
Bersteinrichtungbursting device
6060
CAN-BusCAN bus

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (7)

Hochvoltbatterie für ein Fahrzeug, mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (12) und mit wenigstens einer Einrichtung (18) zur Temperaturerkennung, welcher beim Überschreiten eines Schwellenwerts der Temperatur eine irreversible Zustandsänderung widerfährt, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einrichtung (18) zur Temperaturerkennung dazu ausgelegt ist, unabhängig von einem elektrischen Stromfluss beim Überschreiten des Schwellenwerts von einem Ausgangszustand irreversibel in einen zweiten Zustand zu wechseln.High-voltage battery for a vehicle, having a plurality of battery cells ( 12 ) and at least one device ( 18 ) for temperature detection, which undergoes an irreversible change of state when a threshold value of the temperature is exceeded, characterized in that the at least one device ( 18 ) is designed for temperature detection to irreversibly change from an initial state to a second state, regardless of an electrical current flow when the threshold value is exceeded. Hochvoltbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einrichtung (18) zur Temperaturerkennung dazu ausgelegt ist, beim Überschreiten eines Schwellenwerts der Temperatur aus einem Temperaturintervall von 60°C bis 120°C, insbesondere von 80°C bis 100°C, in den zweiten Zustand zu wechseln.High-voltage battery according to claim 1, characterized in that the at least one device ( 18 ) is designed to detect the temperature when exceeding a threshold value of the temperature from a temperature interval of 60 ° C to 120 ° C, in particular from 80 ° C to 100 ° C, to change to the second state. Hochvoltbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Einrichtungen (18) zur Temperaturerkennung an voneinander verschiedenen Einbauorten in der Hochvoltbatterie (10) angeordnet sind.High-voltage battery according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of devices ( 18 ) for temperature detection at different installation locations in the high-voltage battery ( 10 ) are arranged. Hochvoltbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einrichtung (18) zur Temperaturerkennung im zweiten Zustand eine andere Farbe aufweist als im Ausgangszustand und/oder gegenüber dem Ausgangszustand deformiert ist.High-voltage battery according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one device ( 18 ) for temperature detection in the second state has a different color than in the initial state and / or is deformed relative to the initial state. Hochvoltbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Komponente der wenigstens einen Einrichtung (18) zur Temperaturerkennung derart ausgebildet ist, dass sie beim Wechsel in den zweiten Zustand eine Änderung des Aggregatszustands erfährt, welcher zumindest mittelbar erkennbar ist.High-voltage battery according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one component of the at least one device ( 18 ) is designed for temperature detection such that when changing into the second state undergoes a change in the state of aggregation, which is at least indirectly recognizable. Hochvoltbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einrichtung (18) zur Temperaturerkennung – in einer Leitung (20) zum Überwachen von Anschlüssen (14, 22) der Hochvoltbatterie (10) und/oder – in einer Vorladeleitung (24) der Hochvoltbatterie (10) und/oder – in einer Leitung (26) zum Ansteuern wenigstens eines Schützes (28, 30) der Hochvoltbatterie (10) und/oder – in einer zum Versorgen einer Steuerungseinrichtung (32) der Hochvoltbatterie (10) ausgelegten Niedrigvoltleitung (38) und/oder – in einer Leitung (40) zur Isolationsmessung der Hochvoltbatterie (10) und/oder – in einer Messleitung (44) für eine Strommessung und/oder – in einer Leitung zum Erfassen einer Temperatur und/oder einer Spannung der Batteriezellen (12) der Hochvoltbatterie (10) angeordnet ist.High-voltage battery according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one device ( 18 ) for temperature detection - in a line ( 20 ) for monitoring connections ( 14 . 22 ) of the high-voltage battery ( 10 ) and / or - in a pre-charge line ( 24 ) of the high-voltage battery ( 10 ) and / or - in one line ( 26 ) for driving at least one contactor ( 28 . 30 ) of the high-voltage battery ( 10 ) and / or - in a for supplying a control device ( 32 ) of the high-voltage battery ( 10 ) designed low-voltage line ( 38 ) and / or - in one line ( 40 ) for insulation measurement of the high-voltage battery ( 10 ) and / or - in a measuring line ( 44 ) for a current measurement and / or - in a line for detecting a temperature and / or a voltage of the battery cells ( 12 ) of the high-voltage battery ( 10 ) is arranged. Verfahren zum Betreiben einer Hochvoltbatterie (10) für ein Fahrzeug, welche eine Mehrzahl von Batteriezellen (12) aufweist, bei welchem wenigstens eine Einrichtung (18) zur Temperaturerkennung aufgrund eines Überschreitens eines Schwellenwerts der Temperatur irreversibel von einem Ausgangszustand in einen zweiten Zustand überführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einrichtung (18) zur Temperaturerkennung unabhängig von einem elektrischen Stromfluss beim Überschreitens des Schwellenwerts von dem Ausgangszustand in den zweiten Zustand wechselt.Method for operating a high-voltage battery ( 10 ) for a vehicle having a plurality of battery cells ( 12 ), in which at least one device ( 18 ) for temperature detection due to exceeding a threshold temperature is irreversibly transferred from an initial state to a second state, characterized in that the at least one device ( 18 ) for temperature detection, regardless of an electric current flow when the threshold value is exceeded, changes from the initial state to the second state.
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