DE102013204513A1 - Method and device for increasing the safety when using battery modules - Google Patents

Method and device for increasing the safety when using battery modules Download PDF

Info

Publication number
DE102013204513A1
DE102013204513A1 DE201310204513 DE102013204513A DE102013204513A1 DE 102013204513 A1 DE102013204513 A1 DE 102013204513A1 DE 201310204513 DE201310204513 DE 201310204513 DE 102013204513 A DE102013204513 A DE 102013204513A DE 102013204513 A1 DE102013204513 A1 DE 102013204513A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery module
state
charge
safe
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201310204513
Other languages
German (de)
Inventor
Holger Fink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH, Samsung SDI Co Ltd filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE201310204513 priority Critical patent/DE102013204513A1/en
Publication of DE102013204513A1 publication Critical patent/DE102013204513A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13Maintaining the SoC within a determined range
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549Current
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014Circuits for equalisation of charge between batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herbeiführung eines sicheren Zustands eines Batteriemoduls eines Fahrzeugs, wobei der aktuelle Zustand des Batteriemoduls fortlaufend geprüft und bewertet wird und es sich bei dem herbeizuführenden sicheren Zustand des Batteriemoduls um einen solchen Zustand handelt, in dem Auswirkungen eines schadhaften Batteriemoduls vermindert werden oder die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung des Batteriemoduls verringert wird, wobei die Herbeiführung des sicheren Zustands in Abhängigkeit einer Kenngröße, die auf einen internen Kurzschluss des Batteriemoduls schließen lässt, vollzogen wird.The invention is based on a method for bringing about a safe state of a battery module of a vehicle, wherein the current state of the battery module is continuously checked and evaluated and the safe state of the battery module that is to be brought about is such a state, in the effects of a defective battery module are reduced or the probability of damage to the battery module is reduced, the induction of the safe state being carried out as a function of a parameter which suggests an internal short circuit of the battery module.

Description

Feld der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von Batteriemodulen gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The present invention relates to a method and a device for increasing the safety in the use of battery modules according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Sicherheitskonzepte für eigensichere Batteriemodule bekannt. Zum Stand der Technik gehören beispielsweise Schmelzsicherungen und Maßnahmen, die zu hohe Ströme und Spannungen im Bereich der Batteriemodule verhindern oder diesen entgegenwirken. Beispielsweise ist in der DE 10 2011 113 798 A1 eine modulare Batterie offenbart, bei der zur Vermeidung von in Zusammenhang mit der Batterie stehender Gefahren einzelne Serien- und Parallelschaltungen des Batteriemoduls an- und abgeschaltet werden können.Safety concepts for intrinsically safe battery modules are known from the prior art. The state of the art includes, for example, fuses and measures which prevent or counteract excessive currents and voltages in the region of the battery modules. For example, in the DE 10 2011 113 798 A1 discloses a modular battery in which to avoid battery-related dangers individual series and parallel circuits of the battery module can be switched on and off.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herbeiführung eines sicheren Zustands eines Batteriemoduls eines Fahrzeugs, wobei der aktuelle Zustand des Batteriemoduls fortlaufend geprüft und bewertet wird und es sich bei dem herbeizuführenden sicheren Zustand des Batteriemoduls um einen solchen Zustand handelt, in dem Auswirkungen eines schadhaften Batteriemoduls vermindert werden und/oder die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung eines Batteriemoduls verringert wird. The invention is based on a method for establishing a safe state of a battery module of a vehicle, wherein the current state of the battery module is continuously tested and evaluated and the safe state of the battery module to be brought about is such a state in the effects of a defective battery module be reduced and / or the probability of damage to a battery module is reduced.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Herbeiführung des sicheren Zustands gemäß der kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche in Abhängigkeit einer Kenngröße, die auf einen internen Schluss des Batteriemoduls schließen lässt, vollzogen wird. The gist of the invention is that the establishment of the safe state according to the characterizing features of the independent claims is performed in dependence on a characteristic that suggests an internal termination of the battery module.

Hintergrund der Erfindung ist die Erhöhung der Sicherheit im Umgang mit Batteriemodulen und die Verringerung der Wahrscheinlichkeit einer Schädigung eines Batteriemoduls und/oder die Verminderung der Auswirkungen von schadhaften Batteriemodulen auf die Umgebung. Eine in Abhängigkeit einer Kenngröße, die auf einen internen Schluss des Batteriemoduls schließen lässt, vollzogene Herbeiführung des sicheren Zustands des Batteriemoduls führt zu einem sicheren Betrieb des Batteriemoduls im Fall eines internen Schluss des Batteriemoduls und zur Überführung des Batteriemoduls in einen sicheren Zustand, dadurch werden etwaige Gefahren, die durch einen internen Schluss des Batteriemoduls verursacht werden können, weitestgehend vermieden.The background of the invention is to increase the safety in handling battery modules and to reduce the likelihood of damaging a battery module and / or to reduce the impact of defective battery modules on the environment. A successful execution of the safe state of the battery module in response to a characteristic that suggests an internal end of the battery module leads to safe operation of the battery module in the event of an internal end of the battery module and to the transfer of the battery module in a safe state, thereby any Dangers that can be caused by an internal termination of the battery module are avoided as far as possible.

Erfindungsgemäß ist zudem eine Steuerung für ein eigensicheres Batteriemodul vorgesehen. Die Steuerung ist zur Herbeiführung eines sicheren Zustands des Batteriemoduls geeignet, wobei der aktuelle Zustand des Batteriemoduls fortlaufend geprüft und bewertet wird und es sich bei dem herbeizuführenden sicheren Zustand des Batteriemoduls um einen solchen Zustand handelt, in dem Auswirkungen eines schadhaften Batteriemoduls vermindert werden und/oder die Wahrscheinlichkeit der Schädigung eines Batteriemoduls verringert wird, wobei Mittel, zur Herbeiführung des sicheren Zustands, insbesondere in Abhängigkeit einer Kenngröße, die auf einen internen Schluss des Batteriemoduls schließen lässt, vorgesehen sind.According to the invention, a controller for an intrinsically safe battery module is also provided. The controller is suitable for establishing a safe state of the battery module, wherein the current state of the battery module is continuously checked and evaluated, and the safe state of the battery module to be created is such a state in which effects of a defective battery module are reduced and / or the probability of damage to a battery module is reduced, wherein means are provided for bringing about the safe state, in particular as a function of a characteristic which suggests an internal termination of the battery module.

Ferner ist erfindungsgemäß ein eigensicheres Batteriemodul vorgesehen, wobei das eigensichere Batteriemodul gesteuert werden kann.Further, an intrinsically safe battery module is provided according to the invention, wherein the intrinsically safe battery module can be controlled.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, handelt es sich bei der Kenngröße, die auf einen internen Kurzschluss des Batteriemoduls schließen lässt, um eine zeitliche Änderung einer Ruhespannung zwischen den Terminals des Batteriemoduls. Bei der betrachteten Ruhespannung handelt es sich um die Ruhespannung zwischen den Terminals des Batteriemoduls in einer Phase, in der das Batteriemodul nicht mit Lade- oder Entladeströmen beschlagt wird. Tritt bei einem Batteriemodul innerhalb einer solchen Phase eine Selbstentladung ein, kann diese Selbstentladung anhand einer untypischen Änderung der Ruhespannung erkannt werden. Bei funktionierenden Lithium-Ionen Batteriezellen liegt die typische Änderung der Ruhespannung in einer Größenordnung von 1 % bis 3 % der Ruhespannung pro Monat. According to an advantageous embodiment of the invention, the parameter indicative of an internal short circuit of the battery module is a temporal change of a quiescent voltage between the terminals of the battery module. The quiescent voltage considered is the quiescent voltage between the terminals of the battery module in a phase in which the battery module is not beschlagt with charging or discharging. Occurs in a battery module within such a phase, a self-discharge, this self-discharge can be detected by an untypical change in the rest voltage. For functioning lithium-ion battery cells, the typical change in the quiescent voltage is on the order of 1% to 3% of the quiescent voltage per month.

Die Ruhespannung, sowie der zeitliche Verlauf der Ruhespannung, stellen physikalische Zustandsgrößen des Batteriemoduls dar. Die Nutzung dieser Zustandsgrößen führt zu dem Vorteil, sie anhand physikalischer Parameter genau zu bestimmen und quantitativ angegeben zu können.The rest voltage, as well as the time course of the rest voltage, represent physical state variables of the battery module. The use of these state variables leads to the advantage of being able to determine them precisely on the basis of physical parameters and to be able to indicate them quantitatively.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, wird die Kenngröße, die auf einen internen Kurzschluss des Batteriemoduls schließen lässt, auf Grundlage anderer Informationen, insbesondere von Informationen aus Fahrzeuginformationssystemen, ermittelt.In accordance with another advantageous embodiment of the invention, the parameter indicative of an internal short circuit of the battery module is determined on the basis of other information, in particular information from vehicle information systems.

Die Nutzung insbesondere von Informationen aus Fahrzeuginformationssystemen führt dazu, dass auf eine bereits vorhandene Sensorik zur Bestimmung von Strom und Spannung, sowie der zeitlichen Verläufe von Strom und Spannung, zurückgegriffen werden kann. Dieser Rückgriff führt zu dem Vorteil, Zustandsgrößen, die mittels einer eigens für die Realisierung eines eigensicheren Batteriemoduls bereitgestellten Sensorik ermittelt wurden, wenigstens zu ergänzen oder zu überprüfen. Bei dem Strom handelt es sich um einen den elektrochemischen Teil des Batteriemoduls durchfließenden Strom; bei der Spannung handelt es sich um eine an den Terminals des Batteriemoduls anliegende Spannung. The use in particular of information from vehicle information systems means that it is possible to fall back on an already existing sensor system for the determination of current and voltage as well as the temporal courses of current and voltage. This recourse leads to the advantage of at least supplementing or checking state variables which have been determined by means of a sensor system provided specifically for the realization of an intrinsically safe battery module. The current is a current flowing through the electrochemical part of the battery module; the voltage is a voltage applied to the terminals of the battery module.

Gemäß einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung, wird zur Herbeiführung des sicheren Zustands des Batteriemoduls ein Vergleich der Kenngröße, die auf einen internen Kurzschluss des Batteriemoduls schließen lässt, mit einem Schwellenwert vollzogen. Abhängig von dem Vergleich mit dem Schwellenwert und in Abhängigkeit des Ladezustands des Batteriemoduls und/oder des Drucks im Inneren des Batteriemoduls und/oder der Temperatur in Inneren des Batteriemoduls wird eine Aktorik (A1, A2), insbesondere eine Vorrichtung zum Legen eines Strombypass oder eine Entladevorrichtung oder eine Schnellentladevorrichtung angesteuert, sodass das Batteriemodul nicht weiter geladen beziehungsweise schnellstmöglich und weitgehend entladen wird. According to a further preferred embodiment of the invention, to achieve the safe state of the battery module, a comparison of the characteristic, which can be concluded that an internal short circuit of the battery module, completed with a threshold value. Depending on the comparison with the threshold and depending on the state of charge of the battery module and / or the pressure inside the battery module and / or the temperature inside the battery module is an actuators (A1, A2), in particular a device for laying a current bypass or a Discharge device or a quick discharge device controlled, so that the battery module is not charged further or as soon as possible and largely discharged.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird für den Fall eines niedrigen Ladezustands des Batteriemoduls, beispielsweise bei einem Ladezustand unter 40% bis 80% des regulären Ladezustands, eine Entladevorrichtung aktiviert und das Batteriemodul in Abhängigkeit der Temperatur des Batteriemoduls und/oder des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Batteriemoduls entladen. Für den Fall eines hohen Ladezustands, beispielsweise bei einem Ladezustand zwischen 80% bis 100% des regulären Ladezustands, und eines regulären Drucks im Inneren der mindestens einen Batteriezelle des Batteriemoduls wird ebenfalls die Entladevorrichtung aktiviert und das Batteriemodul in Abhängigkeit der Temperatur des Batteriemoduls und/oder des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Batteriemoduls entladen. Für den Fall eines hohen Ladezustands, beispielsweise bei einem Ladezustand zwischen 80% bis 100% des regulären Ladezustands, und eines hohen Drucks im Inneren der mindestens einen Batteriezelle hingegen, wird eine Schnellentladevorrichtung aktiviert und das Batteriemodul in Abhängigkeit der Temperatur des Batteriemoduls und/oder des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Batteriemoduls entladen. Ein beispielhafter Schwellenwert für einen zu hohen Druck im Inneren des Batteriemoduls kann zwischen 2 bar und 8 bar, insbesondere zwischen 3 bar und 7 bar liegen.According to an advantageous embodiment of the invention, in the case of a low state of charge of the battery module, for example, at a state of charge below 40% to 80% of the regular state of charge, a discharging device is activated and the battery module as a function of the temperature of the battery module and / or the time course of the temperature of the battery module. In the case of a high state of charge, for example, in a state of charge between 80% to 100% of the regular state of charge, and a regular pressure inside the at least one battery cell of the battery module, the discharge device is also activated and the battery module depending on the temperature of the battery module and / or the time course of the temperature of the battery module discharged. In the case of a high state of charge, for example, in a state of charge between 80% to 100% of the regular state of charge, and a high pressure inside the at least one battery cell, however, a fast discharge is activated and the battery module depending on the temperature of the battery module and / or the Over time, the temperature of the battery module discharged. An exemplary threshold for excessive pressure inside the battery module can be between 2 bar and 8 bar, in particular between 3 bar and 7 bar.

Der Grund für die im Fall eines hohen Drucks im Inneren des Batteriemoduls geänderte Vorgehensweise liegt in dem Umstand, dass beispielsweise mittels eines Temperatursensors noch kein nennenswerter Anstieg der Temperatur in den Zellen des Batteriemoduls erfasst werden kann. Da der erhöhte Druck im Inneren des Batteriemoduls aber darauf hinweisen kann, dass durch eine lokale Erwärmung einer Zelle eine Elektrolytzersetzung stattfindet, muss das Batteriemodul schnellstmöglich in einen energetisch günstigeren Zustand überführt werden. Die schnellstmögliche Überführung in den energetisch günstigeren Zustand geschieht mittels einer Entladung des Batteriemoduls.The reason for the procedure modified in the case of a high pressure inside the battery module is the fact that, for example by means of a temperature sensor, no appreciable increase in the temperature in the cells of the battery module can be detected yet. However, since the increased pressure inside the battery module can indicate that electrolyte decomposition takes place as a result of local heating of a cell, the battery module must be converted into an energetically more favorable state as quickly as possible. The fastest possible transfer to the energetically favorable state is done by means of a discharge of the battery module.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird, falls das Batteriemodul nahezu vollständig entladen ist, wird nach der Entladung die Entladevorrichtung deaktiviert und/oder die Schnellentladevorrichtung deaktiviert; der Strombypass bleibt aktiviert.According to a further advantageous embodiment of the invention, if the battery module is almost completely discharged, the discharge device is deactivated and / or the quick discharge device is deactivated after the discharge; the power bypass remains activated.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist für das eigensichere Batteriemodul zur Bestimmung des aktuellen Zustands des Batteriemoduls mindestens eine Sensorik (S) zur Erfassung physikalischer Größen des Batteriemoduls vorgesehen.In accordance with a further advantageous embodiment of the invention, at least one sensor system (S) for detecting physical variables of the battery module is provided for the intrinsically safe battery module for determining the current state of the battery module.

Vorteilhafterweise wird wenigstens das oben beschriebene Verfahren oder die Vorrichtung oder die Steuerung oder ein eigensicheres Batteriemodul wenigstens in der Fahrzeugtechnik oder in der Energietechnik verwendet.Advantageously, at least the method or the device or the control described above or an intrinsically safe battery module is used at least in vehicle technology or in power engineering.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im folgenden Abschnitt wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt.In the following section, the invention will be explained with reference to embodiments, from which further inventive features may arise, but to which the invention is not limited in scope. The embodiments are shown in the drawings.

Es zeigt:It shows:

1 eine schematische Darstellung eines eigensicheren Batteriemoduls; 1 a schematic representation of an intrinsically safe battery module;

2 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eigensicherer Batteriemodule in Abhängigkeit einer Kenngröße, die auf einen internen Schluss des Batteriemoduls schließen lässt, und 2 a schematic representation of the method for increasing the safety when using intrinsically safe battery modules as a function of a characteristic that suggests an internal end of the battery module, and

3 ein grundsätzliches Schaltbild eines eigensicheren Batteriemoduls, das zur Herbeiführung eines sicheren Zustands des Batteriemoduls in Abhängigkeit einer Kenngröße, die auf einen internen Schluss des Batteriemoduls schließen lässt, geeignet ist. 3 a basic circuit diagram of an intrinsically safe battery module, which leads to the achievement of a safe state of the battery module as a function of a characteristic that on an internal battery Close the battery module close, is suitable.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein eigensicheres Batteriemodul EB schematisch dargestellt. Bei einem eigensicheren Batteriemodul EB wird der aktuelle Zustand des Batteriemoduls fortlaufend geprüft und bewertet und es wird ein sicherer Zustand des Batteriemoduls herbeigeführt. Bei dem herbeizuführenden sicheren Zustand des Batteriemoduls handelt es sich um einen solchen Zustand, in dem Auswirkungen eines schadhaften Batteriemoduls vermindert werden und/oder die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung eines Batteriemoduls verringert wird. Zu diesem Zweck verfügt das eigensichere Batteriemodul EB beispielsweise über ein geeignetes Sensor- und Aktorkonzept zur Realisierung der Eigensicherheit. In 1 an intrinsically safe battery module EB is shown schematically. In the case of an intrinsically safe battery module EB, the current state of the battery module is continuously checked and evaluated and a safe state of the battery module is brought about. The safe state of the battery module to be brought about is one in which the effects of a defective battery module are reduced and / or the likelihood of damage to a battery module is reduced. For this purpose, the intrinsically safe battery module EB has, for example, a suitable sensor and actuator concept for realizing intrinsic safety.

Das eigensichere Batteriemodul EB enthält mindestens ein Zellmodul Z, das mindestens eine Batteriezelle BZ enthält. Die mindestens eine Batteriezelle BZ setzt sich aus mechanischen Komponenten und wenigstens einer elektrochemischen Komponente zusammen. Die elektrochemische Komponente wird auch als Chemiesystem des eigensicheren Batteriemoduls EB bezeichnet. Beispielhaft handelt es sich bei der mindestens einen Batteriezelle BZ um eine Lithium-Ionen-Batteriezelle.The intrinsically safe battery module EB contains at least one cell module Z, which contains at least one battery cell BZ. The at least one battery cell BZ is composed of mechanical components and at least one electrochemical component. The electrochemical component is also referred to as the chemistry system of the intrinsically safe battery module EB. By way of example, the at least one battery cell BZ is a lithium-ion battery cell.

Vorzugsweise ist weiterhin eine Sensorik S enthalten, mit der zumindest die Spannung des eigensicheren Batteriemoduls EB oder der Strom, mit dem das eigensichere Batteriemoduls EB entladen oder beladen werden kann, ermittelt werden kann. Vorzugsweise ist ferner wenigstens eine Komponente BEP zur Batteriezustandserkennung oder zur Voraussage von Batteriezuständen des eigensicheren Batteriemoduls EB oder zur Erkennung oder zur Voraussage von Batteriezustandsgrößen des eigensicheren Batteriemoduls EB enthalten. Vorzugsweise ist ferner eine Aktorik A1 zur Herbeiführung eines sicheren Zustands des eigensicheren Batteriemoduls EB enthalten; mit der Aktorik A1 kann vorzugsweise wenigstens ein nicht dargestellter Strombypass zwischen elektrischen Anschlüssen des eigensicheren Batteriemoduls EB geschaltet oder eine nicht dargestellte Entladevorrichtung, insbesondere ein Discharge Device, oder eine nicht dargestellte Schnellentladevorrichtung, insbesondere ein Ultrafast Discharge Device, im Bereich des eigensicheren Batteriemoduls EB zur Anwendung gebracht werden. Zum Zweck der Anwendung, wird die Entladevorrichtung oder die Schnellentladevorrichtung mit den Anschlüssen des eigensicheren Batteriemoduls EB elektrisch verbunden. Preferably, a sensor S is further included, with which at least the voltage of the intrinsically safe battery module EB or the current with which the intrinsically safe battery module EB can be discharged or loaded, can be determined. Furthermore, at least one component BEP for battery state detection or for prediction of battery states of the intrinsically safe battery module EB or for the detection or prediction of battery state variables of the intrinsically safe battery module EB is preferably included. Preferably, an actuator A1 is included for establishing a safe state of the intrinsically safe battery module EB; with the actuator A1 preferably at least one unrepresented current bypass between electrical connections of the intrinsically safe battery module EB connected or unloading device, not shown, in particular a Discharge Device, or a fast discharge device, not shown, in particular an Ultrafast Discharge Device, in the field of intrinsically safe battery module EB for use to be brought. For the purpose of the application, the discharge device or the quick discharge device is electrically connected to the terminals of the intrinsically safe battery module EB.

Wird der Strombypass zwischen den elektrischen Anschlüssen des eigensicheren Batteriemoduls EB geschaltet, kann zwischen den elektrischen Anschlüssen des eigensicheren Batteriemoduls EB ein elektrischer Strom fließen, ohne dass dieser Strom durch die elektrochemische Komponente der mindestens einen Batteriezelle BZ des eigensicheren Batteriemoduls EB fließt. Der Strombypass kann auch zwischen den Anschlüssen der mindestens einen Batteriezelle BZ geschaltet werden. If the current bypass is connected between the electrical connections of the intrinsically safe battery module EB, an electric current can flow between the electrical connections of the intrinsically safe battery module EB without this current flowing through the electrochemical component of the at least one battery cell BZ of the intrinsically safe battery module EB. The current bypass can also be connected between the terminals of the at least one battery cell BZ.

Vorzugsweise ist ferner eine Aktorik A2 enthalten; mit der Aktorik A2 kann die Ausgangsspannung des eigensicheren Batteriemoduls EB zumindest gesteuert oder in ihrer Höhe variiert werden. Preferably, an actuator A2 is further included; With the actuator A2, the output voltage of the intrinsically safe battery module EB can at least be controlled or varied in height.

In 2 ist ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von eigensicheren Batteriemodulen EB schematisch dargestellt. Durch Verfahrensschritt 11 wird das Verfahren eingeleitet. In einem darauf folgenden Schwellenwertvergleichsschritt 22 wird geprüft, ob eine Kenngröße einen Schwellenwert erreicht oder überschreitet. In 2 a method for increasing the safety when using intrinsically safe battery modules EB is shown schematically. By process step 11 the procedure is initiated. In a subsequent threshold comparison step 22 It is checked whether a parameter reaches or exceeds a threshold value.

Bei der Kenngröße und dem Schwellenwert handelt es sich vorzugsweise um einen Druck im Inneren des eigensicheren Batteriemoduls EB oder um eine zeitliche Änderung eines Drucks im Inneren des eigensicheren Batteriemoduls EB. Ein beispielhafter Schwellenwert für einen zu hohen Druck im Inneren des Batteriemoduls kann zwischen 2 bar und 8 bar, insbesondere zwischen 3 bar und 7 bar liegen. Wenn die Kenngröße den Schwellenwert weder erreicht noch überschreitet, wird Schwellenwertvergleichsschritt 22 wiederholt. The characteristic value and the threshold value are preferably a pressure in the interior of the intrinsically safe battery module EB or a temporal change of a pressure in the interior of the intrinsically safe battery module EB. An exemplary threshold for excessive pressure inside the battery module can be between 2 bar and 8 bar, in particular between 3 bar and 7 bar. If the parameter neither reaches nor exceeds the threshold, then the threshold comparison step 22 repeated.

Wenn die Kenngröße den Schwellenwert erreicht oder überschreitet, wird in einem darauf folgenden Strombypassschritt 33 ein Strombypass im Bereich des eigensicheren Batteriemoduls EB aktiviert, sodass das eigensichere Batteriemodul EB nicht unkontrolliert entladen wird. Anschließend wird in Druckprüfungsschritt 44 geprüft, ob der Druck im Inneren des eigensicheren Batteriemoduls EB zu hoch ist. Wenn der Druck im Inneren des eigensicheren Batteriemoduls EB zu hoch ist, wird in Schnellentladevorrichtungsschritt 55 eine Schnellentladevorrichtung, insbesondere ein Ultrafast Discharge Device, aktiviert, sodass das eigensichere Batteriemodul EB weitestgehend und schnellstmöglich entladen wird. Im darauf folgenden Abschlussschritt 66 wird das Verfahren abgeschlossen. When the parameter reaches or exceeds the threshold, it becomes in a subsequent stream bypass step 33 a power bypass in the range of the intrinsically safe battery module EB is activated so that the intrinsically safe battery module EB is not discharged uncontrollably. Subsequently, in pressure test step 44 Checked if the pressure inside the intrinsically safe battery module EB is too high. If the pressure inside the intrinsically safe battery module EB is too high, it will go into the fast discharge device step 55 a fast discharge device, in particular an Ultrafast Discharge Device, activated, so that the intrinsically safe battery module EB is discharged as far as possible and as quickly as possible. In the following final step 66 the procedure is completed.

Wenn der Druck im Inneren des eigensicheren Batteriemoduls EB hingegen nicht zu hoch ist, wird in Entladevorrichtungsschritt 77 eine Entladevorrichtung, insbesondere ein Discharge Device, aktiviert, sodass das eigensichere Batteriemodul EB weitestgehend entladen wird. Im darauf folgenden Abschlussschritt 66 wird das Verfahren abgeschlossen.On the other hand, if the pressure inside the intrinsically safe battery module EB is not too high, it will be in the discharging step 77 a discharge device, in particular a Discharge Device, activated, so that the intrinsically safe battery module EB is largely discharged. In the subsequent final step 66 the procedure is completed.

Vorzugsweise werden sämtliche in den oben beschriebenen Verfahrensschritten aufgeführten Zustandsgrößen des eigensicheren Batteriemoduls EB beispielsweise mit Hilfe der Sensorik S ermittelt. Die Prüfung und Bewertung der Zustandsgrößen wird dabei vorzugsweise durch die Komponente BEP zur Batteriezustandserkennung durchgeführt. Die in den Verfahrensschritten durchgeführten aktorischen Vorgänge werden beispielsweise mittels der Aktoren A1, A2 vorgenommen. Preferably, all state variables of the intrinsically safe battery module EB listed in the method steps described above are determined, for example, with the aid of the sensor system S. The examination and evaluation of the state variables is preferably carried out by the component BEP for battery state detection. The actuator processes carried out in the method steps are carried out, for example, by means of the actuators A1, A2.

Alternativ zu der Sensorik S, die Teil des eigensicheren Batteriemoduls EB ist, können weitere, außerhalb des eigensicheren Batteriemoduls EB bestehende Sensoren zur Ermittlung von Zustandsgrößen des eigensicheren Batteriemoduls EB verwendet werden. Beispielsweise kann es sich dabei um Sensoren handeln, die zur Ausstattung eines Fahrzeugs gehören, in dem das eigensichere Batteriemodul EB verwendet wird. Beispielhaft kann es sich dabei um Sensoren zur Bestimmung elektrischer Größen wie Strom oder Spannung handeln.As an alternative to the sensor system S, which is part of the intrinsically safe battery module EB, further sensors existing outside the intrinsically safe battery module EB can be used to determine state variables of the intrinsically safe battery module EB. For example, these may be sensors that belong to the equipment of a vehicle in which the intrinsically safe battery module EB is used. By way of example, these may be sensors for determining electrical variables such as current or voltage.

Die Verwendung eines eigensicheren Batteriemoduls EB ist in der Fahrzeugtechnik und auch in der Energietechnik möglich.The use of an intrinsically safe battery module EB is possible in vehicle technology and also in power engineering.

In 3 ist ein grundsätzliches Schaltbild eines eigensicheren Batteriemoduls EB dargestellt.In 3 a basic circuit diagram of an intrinsically safe battery module EB is shown.

Im grundsätzlichen Schaltbild sind ein Zellmodul Z, eine Zellüberwachungselektronik CSC und eine Modulüberwachungselektronik MSC dargestellt. The basic circuit diagram shows a cell module Z, a cell monitoring electronics CSC and a module monitoring electronics MSC.

Das Zellmodul Z enthält mindestens eine Batteriezelle BZ. Beispielhaft handelt es sich bei der mindestens einen Batteriezelle BZ um eine Lithium-Ionen-Batteriezelle.The cell module Z contains at least one battery cell BZ. By way of example, the at least one battery cell BZ is a lithium-ion battery cell.

Die Zellüberwachungselektronik CSC enthält die in der Beschreibung zu 1 genannte Sensorik S zur Erfassung eines Zustands der mindestens einen Batteriezelle BZ. Die Zellüberwachungselektronik CSC dient der Überwachung der mindestens einen Batteriezelle BZ innerhalb des Zellmoduls Z. The cell monitoring electronics CSC contains the in the description too 1 said sensor S for detecting a state of the at least one battery cell BZ. The cell monitoring electronics CSC serves to monitor the at least one battery cell BZ within the cell module Z.

Die Modulüberwachungselektronik MSC kommuniziert mit der Zellüberwachungselektronik CSC. Die Kommunikation zwischen Zellüberwachungselektronik CSC und Modulüberwachungselektronik MSC kann drahtlos oder drahtgebunden über eine Kommunikationsleitung KL erfolgen. Im Rahmen der Kommunikation zwischen der Modulüberwachungselektronik MSC und der Zellüberwachungselektronik CSC werden Daten über mindestens eine Batteriezelle BZ übertragen. Ferner verfügt die Modulüberwachungselektronik MSC über die Sensorik S zur Überwachung des Zellmoduls Z. The module monitoring electronics MSC communicates with the cell monitoring electronics CSC. The communication between cell monitoring electronics CSC and module monitoring electronics MSC can be wireless or wired via a communication line KL. As part of the communication between the module monitoring electronics MSC and the cell monitoring electronics CSC data is transmitted via at least one battery cell BZ. Furthermore, the module monitoring electronics MSC has the sensors S for monitoring the cell module Z.

In Abhängigkeit des Zustands der mindestens einen Batteriezelle BZ oder des Zellmoduls Z kann die Modulüberwachungselektronik MSC agieren. Die Modulüberwachungselektronik MSC enthält zu diesem Zweck wenigstens zwei ein- und ausschaltbare Halbleiterventile HV1 und HV2 und zwei Dioden D1 und D2. Je ein ausschaltbares Halbleiterventil und eine Diode bilden eine Halbbrückenanordnung. Eine obere Halbbrückenanordnung, enthaltend HV1 Und D1, wird in der Zeichnung mit Ho, eine untere Halbbrückenanordnung, enthaltend HV2 und D2, mit Hu bezeichnet. Die obere Halbbrückenanordnung und die untere Halbbrückenanordnung bilden einen steuerbaren Leistungsschalter L.Depending on the state of the at least one battery cell BZ or of the cell module Z, the module monitoring electronics MSC can act. For this purpose, the module monitoring electronics MSC contains at least two semiconductor valves HV1 and HV2 which can be switched on and off and two diodes D1 and D2. Depending on a turn-off semiconductor valve and a diode form a half-bridge arrangement. An upper half-bridge arrangement comprising HV1 and D1 is denoted H o in the drawing, a lower half-bridge arrangement containing HV2 and D2 is H u . The upper half-bridge arrangement and the lower half-bridge arrangement form a controllable power switch L.

Im Normalfall, beispielsweise im regulären Betriebszustand eines eigensicheren Batteriemoduls EB, ist die obere Halbbrückenanordnung Ho eingeschaltet, die untere Halbbrückenanordnung Hu ist ausgeschaltet. In diesem Zustand führt die Zellüberwachungselektronik CSC einen Ladungsausgleich zwischen mindestens zwei Batteriezellen BZ durch.In the normal case, for example, in the regular operating state of an intrinsically safe battery module EB, the upper half-bridge arrangement H o is turned on, the lower half-bridge arrangement H u is turned off. In this state, the cell monitoring electronics CSC carries out a charge equalization between at least two battery cells BZ.

Erkennt die Modulüberwachungselektronik MSC anhand einer Kenngröße, die auf einen internen Kurzschluss des eigensicheren Batteriemoduls EB schließen lässt, dass ein Strombypass im Bereich des eigensicheren Batteriemoduls EB gelegt werden muss, wird die obere Halbbrückenanordnung Ho aus- und die untere Halbbrückenanordnung Hu eingeschaltet. Der Strom, der durch das Zellmodul Z fließt, fließt dann über die untere Halbbrückenanordnung Hu. If the module monitoring electronics MSC detects a current bypass in the region of the intrinsically safe battery module EB by means of a parameter indicative of an internal short circuit of the intrinsically safe battery module EB, the upper half-bridge arrangement H o is switched off and the lower half-bridge arrangement H u is switched on. The current flowing through the cell module Z then flows through the lower half-bridge arrangement H u .

Erkennt die Modulüberwachungselektronik MSC anhand einer Kenngröße, die auf einen internen Kurzschluss des eigensicheren Batteriemoduls EB schließen lässt, dass eine Entladevorrichtung oder eine Schnellentladevorrichtung im Bereich des eigensicheren Batteriemoduls EB zur Anwendung gebracht werden muss, wird die obere Halbbrückenanordnung Ho aus- und die untere Halbbrückenanordnung Hu eingeschaltet. Der Strom, der durch das Zellmodul Z fließt, fließt dann über die untere Halbbrückenanordnung Hu.If the module monitoring electronics MSC recognizes an internal short-circuit of the intrinsically safe battery module EB that an unloading device or a fast discharge device in the area of the intrinsically safe battery module EB must be applied, the upper half-bridge arrangement H o off and the lower half-bridge arrangement H u switched on. The current flowing through the cell module Z then flows through the lower half-bridge arrangement H u .

Neben der in 3 dargestellten Überwachung der Batteriezellen mittels einer Zellüberwachungselektronik, ist eine batteriezelleneigene Überwachung durch je eine, der mindestens einen Batteriezelle BZ zugeordneten, Zellüberwachungselektronik CSC möglich. Dazu wird jeder Batteriezelle BZ eine eigene Unter-Zellüberwachungselektronik zugeordnet. Diese Unter-Zellüberwachungselektroniken kommunizieren mit einer Haupt-Zellüberwachungselektronik. Die Haupt-Zellüberwachungselektronik kommuniziert mit der Modulüberwachungselektronik MSC, die unter anderem in Abhängigkeit von der der Haupt-Zellüberwachungselektronik kommunizierten Information, agiert. In addition to the in 3 shown monitoring the battery cells by means of cell monitoring electronics, a battery cell's own monitoring by one, the at least one battery cell BZ associated cell monitoring electronics CSC is possible. For this purpose, each battery cell BZ is assigned its own sub-cell monitoring electronics. These sub cell monitoring electronics communicate with a main cell monitoring electronics. The main cell monitoring electronics communicates with the module monitoring electronics MSC, which acts inter alia in dependence on the information communicated to the main cell monitoring electronics.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011113798 A1 [0002] DE 102011113798 A1 [0002]

Claims (11)

Verfahren zur Herbeiführung eines sicheren Zustands eines Batteriemoduls, wobei der aktuelle Zustand des Batteriemoduls fortlaufend geprüft und bewertet wird und es sich bei dem herbeizuführenden sicheren Zustand des Batteriemoduls um einen solchen Zustand handelt, in dem Auswirkungen eines schadhaften Batteriemoduls vermindert werden und/oder die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung des Batteriemoduls verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Herbeiführung des sicheren Zustands in Abhängigkeit einer Kenngröße, die auf einen internen Kurzschluss des Batteriemoduls schließen lässt, vollzogen wird. A method for establishing a safe state of a battery module, wherein the current state of the battery module is continuously tested and evaluated and the safe state of the battery module to be brought about is such a state in which effects of a defective battery module are reduced and / or the probability of Damage to the battery module is reduced, characterized in that the establishment of the safe state in dependence on a characteristic that is indicative of an internal short circuit of the battery module is completed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kenngröße, die auf einen internen Kurzschluss des Batteriemoduls schließen lässt, um eine zeitliche Änderung der Ruhespannung zwischen den Terminals des Batteriemoduls handelt.A method according to claim 1, characterized in that it is the characteristic which can be concluded that an internal short circuit of the battery module is a temporal change of the rest voltage between the terminals of the battery module. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße, die auf einen internen Kurzschluss des Batteriemoduls schließen lässt, auf Grundlage anderer Informationen, insbesondere Informationen aus Fahrzeuginformationssystemen, ermittelt wird. A method according to claim 2, characterized in that the characteristic which is indicative of an internal short circuit of the battery module is determined on the basis of other information, in particular information from vehicle information systems. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, zur Herbeiführung des sicheren Zustands des Batteriemoduls ein Vergleich der Kenngröße mit einem Schwellenwert vollzogen wird und in Abhängigkeit des Ladezustands des Batteriemoduls und/oder des Drucks im Inneren des Batteriemoduls und/oder der Temperatur in Inneren des Batteriemoduls für den Fall, dass die Kenngröße den Schwellenwert erreicht oder überschreitet – ein Strombypass dauerhaft aktiviert wird und/oder das Batteriemodul nicht geladen wird und/oder das Batteriemodul in Abhängigkeit des Ladezustands schnellstmöglich und weitestgehend vollständig entladen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in order to bring about the safe state of the battery module, a comparison of the parameter is performed with a threshold and depending on the state of charge of the battery module and / or the pressure inside the battery module and / or the temperature in Inside the battery module in the event that the parameter reaches or exceeds the threshold - a power bypass is permanently activated and / or the battery module is not charged and / or the battery module as a function of the state of charge as soon as possible and completely discharged. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, für den Fall eines niedrigen Ladezustands, beispielsweise bei einem Ladezustand unter 40% bis 80% der regulären Ladezustands, des Batteriemoduls eine Entladevorrichtung aktiviert und das Batteriemodul in Abhängigkeit der Temperatur des Batteriemoduls und/oder des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Batteriemoduls entladen wird und für den Fall eines hohen Ladezustands, beispielsweise bei einem Ladezustand zwischen 80% bis 100% der regulären Ladezustands, und eines regulären Drucks im Inneren der mindestens einen Batteriezelle des Batteriemoduls die Entladevorrichtung aktiviert und das Batteriemodul in Abhängigkeit der Temperatur des Batteriemoduls und/oder des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Batteriemoduls entladen wird und für den Fall eines hohen Ladezustands, beispielsweise bei einem Ladezustand zwischen 80% bis 100% der regulären Ladezustands, und eines hohen Drucks im Inneren der mindestens einen Batteriezelle, wobei ein beispielhafter Schwellenwert für einen zu hohen Druck im Inneren des Batteriemoduls zwischen 2 bar und 8 bar, insbesondere zwischen 3 bar und 7 bar liegen kann, eine Schnellentladevorrichtung aktiviert und das Batteriemodul in Abhängigkeit der Temperatur des Batteriemoduls und/oder des zeitlichen Verlaufs der Temperatur des Batteriemoduls entladen wird. A method according to claim 4, characterized in that, in the case of a low state of charge, for example, in a state of charge under 40% to 80% of the regular state of charge of the battery module activates a discharging device and the battery module as a function of the temperature of the battery module and / or the temporal History of the temperature of the battery module is discharged and in the case of a high state of charge, for example, at a state of charge between 80% to 100% of the regular state of charge, and a regular pressure inside the at least one battery cell of the battery module, the discharger is activated and the battery module in dependence Temperature of the battery module and / or the time course of the temperature of the battery module is discharged and in the case of a high state of charge, for example, in a state of charge between 80% to 100% of the regular state of charge, and a high pressure inside the at least one Batteriez elle, wherein an exemplary threshold for excessive pressure in the interior of the battery module between 2 bar and 8 bar, in particular between 3 bar and 7 bar may be a quick discharge enabled and the battery module as a function of the temperature of the battery module and / or the time course the temperature of the battery module is discharged. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass, falls das Batteriemodul nahezu vollständig entladen ist, die Entladevorrichtung deaktiviert wird und/oder die Schnellentladevorrichtung deaktiviert wird und/oder der Strombypass aktiviert bleibt.A method according to claim 4 or 5, characterized in that, if the battery module is almost completely discharged, the unloading device is deactivated and / or the quick discharge device is deactivated and / or the current bypass remains activated. Steuerung für ein eigensicheres Batteriemodul (EB), geeignet zur Herbeiführung eines sicheren Zustands des Batteriemoduls, wobei der aktuelle Zustand des Batteriemoduls fortlaufend geprüft und bewertet wird und es sich bei dem herbeizuführenden sicheren Zustand des Batteriemoduls um einen solchen Zustand handelt, in dem Auswirkungen eines schadhaften Batteriemoduls vermindert werden und/oder die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung des Batteriemoduls verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel, zur Herbeiführung des sicheren Zustands in Abhängigkeit einer Kenngröße, die auf einen internen Kurzschluss des Batteriemoduls schließen lässt, vorgesehen sind, insbesondere unter Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Control for an intrinsically safe battery module (EB), suitable for establishing a safe state of the battery module, wherein the current state of the battery module is continuously tested and evaluated and the safe state of the battery module to be brought about is such a state in which the effects of a defective one Battery module can be reduced and / or the likelihood of damage to the battery module is reduced, characterized in that means are provided for bringing about the safe state depending on a characteristic indicative of an internal short circuit of the battery module, in particular by performing a method according to one of the preceding claims. Eigensicheres Batteriemodul (EB), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung nach Anspruch 7 vorgesehen ist.Intrinsically safe battery module (EB), characterized in that a controller is provided according to claim 7. Eigensicheres Batteriemodul (EB) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des aktuellen Zustands des Batteriemoduls mindestens eine Sensorik (S) zur Erfassung physikalischer Größen des Batteriemoduls, vorgesehen ist. Intrinsically safe battery module (EB) according to claim 8, characterized in that for determining the current state of the battery module at least one sensor (S) for detecting physical quantities of the battery module, is provided. Eigensicheres Batteriemodul (EB) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herbeiführung des sicheren Zustands des Batteriemoduls mindestens eine Vorrichtung zum Legen eines Strombypass und eine Entladevorrichtung, insbesondere ein Discharge Device, und eine Schnellentladevorrichtung, insbesondere ein Ultrafast Discharge Device, vorgesehen sind.Intrinsically safe battery module (EB) according to claim 8, characterized in that for bringing about the safe state of the battery module at least one device for laying a current bypass and a discharging device, in particular a Discharge Device, and a Quick discharge device, in particular an Ultrafast Discharge Device, are provided. Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 und/oder einer Steuerung gemäß Anspruch 7 und/oder eines eigensicheren Batteriemoduls (EB) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 in der Fahrzeugtechnik und/oder in der Energietechnik. Use of a method according to one of claims 1 to 5 and / or a device according to one of claims 7 to 10 and / or a controller according to claim 7 and / or an intrinsically safe battery module (EB) according to one of claims 8 to 10 in the vehicle technology and / or in power engineering.
DE201310204513 2013-03-15 2013-03-15 Method and device for increasing the safety when using battery modules Withdrawn DE102013204513A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310204513 DE102013204513A1 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Method and device for increasing the safety when using battery modules

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310204513 DE102013204513A1 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Method and device for increasing the safety when using battery modules

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013204513A1 true DE102013204513A1 (en) 2014-09-18

Family

ID=51418794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310204513 Withdrawn DE102013204513A1 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Method and device for increasing the safety when using battery modules

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013204513A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011113798A1 (en) 2010-11-02 2012-05-03 Voltabatterien Gmbh Intrinsically safe battery
DE102011011799A1 (en) * 2011-02-19 2012-08-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for switching energy storage cells of energy storage device i.e. battery, for e.g. electric car, involves switching off part of energy storage strands comprising incorrect strand, if operating mode is detected as incorrect
DE102011077311A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Sb Limotive Company Ltd. Method for detecting a release of a safety device
DE102012205957A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 Robert Bosch Gmbh Lithium ion battery system for use in drive system of motor car, has fuse and/or switching unit switched in series to battery modules in strands and adapted to uncouple strand or portion of strand from parallely connected strands

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011113798A1 (en) 2010-11-02 2012-05-03 Voltabatterien Gmbh Intrinsically safe battery
DE102011011799A1 (en) * 2011-02-19 2012-08-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for switching energy storage cells of energy storage device i.e. battery, for e.g. electric car, involves switching off part of energy storage strands comprising incorrect strand, if operating mode is detected as incorrect
DE102011077311A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Sb Limotive Company Ltd. Method for detecting a release of a safety device
DE102012205957A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-17 Robert Bosch Gmbh Lithium ion battery system for use in drive system of motor car, has fuse and/or switching unit switched in series to battery modules in strands and adapted to uncouple strand or portion of strand from parallely connected strands

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016224002A1 (en) Discharging from a battery module having at least two battery cells of a battery having at least two battery modules
EP2355229A1 (en) High voltage battery system and method for controlling same
DE102014110380A1 (en) Battery control with block selection
DE102012205553A1 (en) Battery cell for a vehicle with a device for decoupling and / or bridging connections of the battery cell
DE102010061025A1 (en) Apparatus for parallel connection of two energy units of motor vehicle, has electrical switching apparatus that connects energy units in parallel and connects to electrical consumer unit
WO2014139740A1 (en) Method and device for increasing the security when using battery modules
DE102017209070A1 (en) Method for controlling a precharge circuit of a DC link in a motor vehicle and high-voltage battery with the precharge circuit and motor vehicle
EP2704287A1 (en) Charge compensation circuit which can be activated
DE102013204522A1 (en) Method and device for increasing the safety when using battery modules
WO2015173000A1 (en) Method for operating an energy storage unit, battery management system for performing such a method and energy storage unit with such a battery management system
WO2020239353A1 (en) Method for operating an electric energy store, electric energy store, and device
DE102013204523A1 (en) Method and device for increasing the fuse when using battery modules
DE102013204524A1 (en) Battery cell device with overcharge safety function and method for monitoring a battery cell
DE102013204529A1 (en) Battery cell device with overpressure safety function and method for monitoring a battery cell
DE102013204520A1 (en) Method and device for increasing the safety when using battery modules
DE102013204518A1 (en) Method and device for increasing the fuse when using battery modules
WO2014166666A1 (en) Method and apparatus for determining a state variable for a battery cell
DE102013204513A1 (en) Method and device for increasing the safety when using battery modules
EP2944506B1 (en) Method for determining the charge status of a traction battery of an industrial truck
DE102013215628A1 (en) Method for battery diagnosis
WO2015165726A1 (en) Formation of battery cells
DE102013204509A1 (en) Battery module and method for monitoring a battery module
DE102013204525A1 (en) Method and device for increasing the fuse when using battery modules
DE102013204512A1 (en) Method and device for increasing the fuse when using battery modules
DE102013204511A1 (en) Method and device for increasing the safety when using battery modules

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination