DE102013222466A1 - Arrangement for measuring a short-circuit current - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung (10) mit einem elektrischen Leiter (12) und einem Stromindikator (13, 14, 15) zum Messen einer Stromstärke eines Kurzschlussstromes durch den elektrischen Leiter, wobei der Stromindikator (13, 14, 15) ein magnetisierbares Material aufweist, das die Stromstärke des Kurzschlussstromes erfasst und wobei der Stromindikator (13, 14, 15) und der elektrische Leiter (12) derart zueinander angeordnet sind, dass ein magnetisches Feld des elektrischen Leiters (12) den Stromindikator (13, 14, 15) zumindest teilweise in radialer Richtung zu einer Längsachse des elektrischen Leiters (12) magnetisiert. Die Erfindung betrifft zudem ein Batteriesystem (20) mit einer derartigen Anordnung (10) und ein Fahrzeug mit einem derartigen Batteriesystem sowie ein Verfahren zum Messen einer Stromstärke eines Kurzschlussstromes unter Verwendung einer derartigen Anordnung (10).The invention relates to an arrangement (10) comprising an electrical conductor (12) and a current indicator (13, 14, 15) for measuring a current intensity of a short-circuit current through the electrical conductor, wherein the current indicator (13, 14, 15) comprises a magnetizable material , which detects the current intensity of the short-circuit current, and wherein the current indicator (13, 14, 15) and the electrical conductor (12) are arranged relative to one another such that a magnetic field of the electrical conductor (12) at least the current indicator (13, 14, 15) partially magnetized in the radial direction to a longitudinal axis of the electrical conductor (12). The invention also relates to a battery system (20) having such an arrangement (10) and a vehicle having such a battery system, and to a method for measuring a current intensity of a short-circuit current using such an arrangement (10).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem elektrischen Leiter und einem Stromindikator zum Messen einer Stromstärke eines Kurzschlussstromes durch den elektrischen Leiter. Die Erfindung betrifft zudem ein Batteriesystem mit einer derartigen Anordnung und ein Fahrzeug mit einem derartigen Batteriesystem sowie ein Verfahren zum Messen einer Stromstärke eines Kurzschlussstromes unter Verwendung einer derartigen Anordnung.The invention relates to an arrangement with an electrical conductor and a current indicator for measuring a current strength of a short-circuit current through the electrical conductor. The invention also relates to a battery system having such an arrangement and to a vehicle having such a battery system and to a method for measuring a current intensity of a short-circuit current using such an arrangement.
Das Konzept der Elektromobilität gewinnt vermehrt an Bedeutung und ist insbesondere auf dem Gebiet der Batteriesysteme stetigen Weiterentwicklungen unterworfen. So wird die elektrische Energie zum Antreiben von Fahrzeugen, etwa Elektro- oder Hybridfahrzeugen, von Batteriesystemen bereitgestellt, die eine Mehrzahl von wiederaufladbaren Batteriezellen umfassen. Gerade bei der Verwendung derartiger Batteriesysteme in Fahrzeugen werden hohe Anforderungen an die Sicherheit gestellt. Beispielsweise verfügen Batteriesysteme über Stromsensoren, die die auftretenden Lade- und Entladeströme messen können, und über Schutzschaltungsvorrichtungen, die bei Detektieren eines Kurzschlusses eine Verbindung zu einem Fahrzeugnetz unterbrechen.The concept of electromobility is becoming increasingly important and is subject to constant further development, especially in the field of battery systems. Thus, the electrical energy is provided for driving vehicles, such as electric or hybrid vehicles, from battery systems that include a plurality of rechargeable battery cells. Especially in the use of such battery systems in vehicles high demands are placed on the security. For example, battery systems have current sensors that can measure the charge and discharge currents that occur and protective circuit devices that break a connection to a vehicle network when a short circuit is detected.
Aus
In Batteriesystemen ist die Detektion von elektrischen Strömen und insbesondere Kurzschlussströmen besonders kritisch. So ist zum einen sicherzustellen, dass der Stromkreis möglichst schnell unterbrochen wird. Dazu werden Sicherungselemente zwischen verschalteten Batteriezellen sowie eine Schaltschütze an den Hauptanschlüssen der Batterie eingesetzt. Durch diese Bauweise werden die Schaltschütze oder die Batteriezellen, je höher der Kurzschlussstrom in einem Fehlerfall war, unterschiedlich stark geschädigt und müssen bei Kurzschlussströmen von mehr als einigen kA ausgewechselt werden. Die Stromstärke des Kurzschlussstromes kann im Nachhinein jedoch nicht mehr festgestellt werden. Daher ist beispielsweise die Schaltschütze nach jedem Fehlerfall vorsorglich zu wechseln.In battery systems, the detection of electrical currents and in particular short-circuit currents is particularly critical. This is to ensure on the one hand that the circuit is interrupted as quickly as possible. For this purpose, fuse elements between interconnected battery cells and a contactor are used at the main terminals of the battery. As a result of this design, the higher the short-circuit current in the event of a fault, the contactors or the battery cells are damaged to varying degrees and must be replaced with short-circuit currents of more than a few kA. However, the current intensity of the short-circuit current can no longer be determined afterwards. Therefore, for example, the contactor must be replaced as a precautionary measure after every fault.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird eine Anordnung mit einem elektrischen Leiter und einem Stromindikator zum Messen einer Stromstärke eines Kurzschlussstromes durch den elektrischen Leiter vorgeschlagen, wobei der Stromindikator ein magnetisierbares Material aufweist, das die Stromstärke des Kurzschlussstromes erfasst, und wobei der Stromindikator und der elektrische Leiter derart zueinander angeordnet sind, dass ein magnetisches Feld des elektrischen Leiters den Stromindikator zumindest teilweise in radialer Richtung zu einer Längsachse des elektrischen Leiters magnetisiert. According to the invention an arrangement with an electrical conductor and a current indicator for measuring a current strength of a short-circuit current through the electrical conductor is proposed, wherein the current indicator comprises a magnetizable material that detects the current strength of the short-circuit current, and wherein the current indicator and the electrical conductor are arranged to each other in that a magnetic field of the electrical conductor magnetizes the current indicator at least partially in the radial direction to a longitudinal axis of the electrical conductor.
Weiter erfindungsgemäß wird ein Batteriesystem mit der Anordnung zum Messen der Stromstärke des Kurzschlussstromes durch den elektrischen Leiter vorgeschlagen. Im Batteriesystem können dabei elektrische Leiter vorgesehen sein, die mit dem Stromindikator ausgerüstet sind. Das Batteriesystem kann weiterhin eine Batterie mit mehreren Batteriezellen, etwa Lithium-Ionen-Batteriezellen, umfassen, die mit weiteren Komponenten, insbesondere einem Verbraucher, wie einem Elektromotor eines Fahrzeuges, verbindbar ist.Further according to the invention, a battery system with the arrangement for measuring the current strength of the short-circuit current through the electrical conductor is proposed. In the battery system while electrical conductors may be provided which are equipped with the current indicator. The battery system may further include a battery having a plurality of battery cells, such as lithium-ion battery cells, which is connectable to other components, in particular a consumer, such as an electric motor of a vehicle.
Weiter erfindungsgemäß wird ein Fahrzeug ausgerüstet mit dem Batteriesystem vorgeschlagen. Insbesondere kann das Batteriesystem mit einem Antriebsstrang des Fahrzeuges verbunden sein.Further according to the invention, a vehicle equipped with the battery system is proposed. In particular, the battery system may be connected to a drive train of the vehicle.
Die Erfindung ermöglicht es, mit sehr einfachen Mitteln die Stromstärke eines Kurzschlussstroms in einem Batteriesystem eines Fahrzeuges zu erfassen. So sind übliche in Batteriesystemen vorgesehene Stromsensoren derart ausgelegt, dass Ströme im Bereich von 100 bis 800 A während eines Fahrbetriebs gemessen werden können. Durch die Verwendung der vorgeschlagenen Anordnung können auch höhere Ströme von mehr als 800 A und insbesondere von mehr als 1 kA erfasst werden. Zusätzlich kann der Maximalwert des Kurzschlussstromes gespeichert werden und damit eine Entscheidungsgrundlage bereitstellen, die es erlaubt, Rückschlüsse auf die Beschädigungen weiterer Komponenten des Batteriesystems zu ziehen. Dadurch können auch nach Auftreten eines Kurzschlusses noch gesicherte Aussagen darüber gemacht werden, wie stark der Fehlerfall das Batteriesystem und dessen Komponenten beeinflusst hat. The invention makes it possible to detect the current strength of a short-circuit current in a battery system of a vehicle with very simple means. Thus, conventional current sensors provided in battery systems are designed such that currents in the range of 100 to 800 A can be measured during a driving operation. By the Using the proposed arrangement, higher currents of more than 800 A and in particular more than 1 kA can be detected. In addition, the maximum value of the short-circuit current can be stored and thus provide a basis for decision making, which makes it possible to draw conclusions about the damage to other components of the battery system. As a result, even after the occurrence of a short circuit, reliable statements can still be made as to how strongly the fault has influenced the battery system and its components.
Erfindungsgemäß weist der Stromindikator im Fall eines Kurzschlusses eine zu einer Längsachse des elektrischen Leiters radiale Magnetisierung auf, die von der Stromstärke des Kurzschlussstromes im elektrischen Leiter abhängt. Damit kann der Stromindikator magnetische Felder detektieren und über die radiale Magnetisierung die Stromstärke erfassen. Das Messen der Stromstärke beruht also auf dem Prinzip eines stromdurchflossenen Leiters, um den sich in Abhängigkeit von der Stromstärke ein magnetisches Feld ausbildet, dessen Feldstärke invers proportional zum radialen Abstand vom elektrischen Leiter abnimmt. According to the invention, the current indicator in the case of a short circuit to a radial axis to a longitudinal axis of the electrical conductor magnetization, which depends on the current strength of the short-circuit current in the electrical conductor. Thus, the current indicator can detect magnetic fields and detect the current through the radial magnetization. The measurement of the current is thus based on the principle of a current-carrying conductor around which forms a magnetic field as a function of the current whose field strength decreases inversely proportional to the radial distance from the electrical conductor.
Ein Kurzschlussstrom bezeichnet hierbei einen Strom, der eine Stromstärke von mehr als 800 A, bevorzugt mehr als 1 kA und besonders bevorzugt zwischen 1 und 10 kA, beispielsweise zwischen 2 und 4 kA, aufweist. Die Stromstärke des Kurzschlussstromes hängt dabei typischerweise von mehreren Faktoren ab. Solche Faktoren umfassen beispielsweise die Ausgestaltung der Batteriezellen, etwa als Lithium-Ionen-Batteriezellen, oder die Ausgestaltung von Komponenten, die im elektrischen Stromkreis mit den Batteriezellen verbunden sind, etwa von Sicherungselementen, Leitern oder Schaltelementen. In this case, a short-circuit current denotes a current which has a current intensity of more than 800 A, preferably more than 1 kA and particularly preferably between 1 and 10 kA, for example between 2 and 4 kA. The current intensity of the short-circuit current typically depends on several factors. Such factors include, for example, the design of the battery cells, such as lithium-ion battery cells, or the design of components that are connected in the electrical circuit with the battery cells, such as fuse elements, conductors or switching elements.
Der Stromindikator bezeichnet bevorzugt ein Element, das die maximale Stromstärke des in dem elektrischen Leiter des Batteriesystems geflossenen Kurzschlussstromes erfasst. Weiter bevorzugt ist der Stromindikator ausgebildet, die maximale Stromstärke des Kurzschlussstromes zu speichern. Dazu kann der Stromindikator ein Material aufweisen, das im Falle einer Magnetisierung diese auch beibehält.The current indicator preferably designates an element that detects the maximum current intensity of the short-circuit current that has flowed in the electrical conductor of the battery system. More preferably, the current indicator is designed to store the maximum current intensity of the short-circuit current. For this purpose, the current indicator may comprise a material which, in the case of magnetization, also retains it.
In einer Ausführungsform weist der Stromindikator ein ferromagnetisches und/oder ein ferrimagnetisches Material auf. Bevorzugt weist der Stromindikator ein weichmagnetisches Material auf. Geeignete Materialien sind zum Beispiel Eisenoxid, Kobalt, Kobaltlegierungen, wie eine Kobalt-Nickel-Legierung oder eine Kobalt-Eisen-Legierung, Chromlegierungen, Eisenlegierungen, wie eine Silizium-Eisen-Legierung, Weichferrite, wie eine Nickel-Zink-Legierung oder eine Mangan-Zink-Legierung, oder Mischungen hieraus. Besonders geeignet sind Eisenoxid, wie Magnetit (Eisen(II, III)-Oxid), Kobalt, Kobalt-Nickel-Legierungen, Nickel-Zink-Legierungen, Mangan-Zink-Legierungen oder Chromlegierungen.In one embodiment, the current indicator comprises a ferromagnetic and / or a ferrimagnetic material. The current indicator preferably has a soft-magnetic material. Suitable materials include, for example, iron oxide, cobalt, cobalt alloys such as cobalt-nickel alloy or cobalt-iron alloy, chromium alloys, iron alloys such as silicon-iron alloy, soft ferrite such as nickel-zinc alloy or manganese Zinc alloy, or mixtures thereof. Particularly suitable are iron oxide, such as magnetite (iron (II, III) oxide), cobalt, cobalt-nickel alloys, nickel-zinc alloys, manganese-zinc alloys or chromium alloys.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Stromindikator stabförmig oder zylindrisch ausgestaltet. Dabei kann der Stromindikator derart angeordnet sein, dass seine Längsachse radial zu der Längsachse des elektrischen Leiters ausgerichtet ist. Hierbei bezeichnet radial zu der Längsachse des elektrischen Leiters jede Achse, die senkrecht zu der Längsachse des elektrischen Leiters ausgerichtet ist. Der elektrische Leiter kann als Leiterkabel mit unterschiedlichen Querschnittsformen, etwa rund, elliptisch oder allgemein eckig, ausgestaltet sein. Weiterhin kann der elektrische Leiter als Stromschiene, beispielsweise als Kupferschiene, ausgestaltet sein.In a further embodiment, the current indicator is rod-shaped or cylindrical. In this case, the current indicator can be arranged such that its longitudinal axis is aligned radially to the longitudinal axis of the electrical conductor. Here, radially to the longitudinal axis of the electrical conductor, each axis, which is aligned perpendicular to the longitudinal axis of the electrical conductor. The electrical conductor may be designed as a conductor cable with different cross-sectional shapes, such as round, elliptical or generally angular. Furthermore, the electrical conductor can be designed as a busbar, for example as a copper rail.
Weiterhin kann die radiale Magnetisierung des Stromindikators die maximale Stromstärke anzeigen. So verhält sich die radiale Magnetisierung proportional zur Stromstärke über den Abstand vom elektrischen Leiter. Fließt ein geringer Strom im Bereich von weniger als 500 A im elektrischen Leiter, wird der Stromindikator in radialer Richtung bis zu einem geringen Abstand vom elektrischen Leiter mit einer geringeren Magnetfeldstärke magnetisiert. Fließt ein Strom mit mehr als 500 A, bevorzugt mit mehr als 1 kA, im elektrischen Leiter, so wird der Stromindikator in radialer Richtung bis zu einem größeren Abstand mit einer größeren Magnetfeldstärke als bei 500 A magnetisiert. Die radiale Magnetisierung des Stromindikators ist damit ein Maß für die maximale Stromstärke des im elektrischen Leiter geflossenen Stromes. Insbesondere bei der Verwendung von ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Materialien bleibt diese Magnetisierung erhalten, wodurch der Stromindikator die maximale Stromstärke des im Leiter geflossenen Stromes speichert. Furthermore, the radial magnetization of the current indicator can indicate the maximum current intensity. Thus, the radial magnetization behaves proportionally to the current across the distance from the electrical conductor. If a small current flows in the range of less than 500 A in the electrical conductor, the current indicator is magnetized in the radial direction to a small distance from the electrical conductor with a lower magnetic field strength. If a current of more than 500 A, preferably more than 1 kA, flows in the electrical conductor, the current indicator is magnetized in the radial direction to a greater distance with a greater magnetic field strength than at 500 A. The radial magnetization of the current indicator is thus a measure of the maximum current intensity of the current flowing in the electrical conductor. In particular, when using ferromagnetic or ferrimagnetic materials, this magnetization is maintained, whereby the current indicator stores the maximum current of the current flowing in the conductor.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Stromindikator radial in einem Abstand zu der Längsachse des elektrischen Leiters angeordnet, der an eine maximal zu erfassende Stromstärke und damit an die entsprechende radiale Magnetisierung angepasst ist. Weiterhin kann der Stromindikator eine Länge aufweisen, die an die maximal zu erfassende Stromstärke und damit an die entsprechende radiale Magnetisierung angepasst ist. In Batteriesystemen liegen Kurzschlussströme beispielweise im Bereich von 1 bis 10 kA. So können der Abstand zum elektrischen Leiter und die Länge des Stromindikators derart gewählt werden, dass der Stromindikator entsprechende radiale Magnetisierungen erfassen kann. In a further embodiment, the current indicator is arranged radially at a distance to the longitudinal axis of the electrical conductor, which is adapted to a maximum current intensity to be detected and thus to the corresponding radial magnetization. Furthermore, the current indicator may have a length which is adapted to the maximum current intensity to be detected and thus to the corresponding radial magnetization. In battery systems, short-circuit currents are, for example, in the range of 1 to 10 kA. Thus, the distance to the electrical conductor and the length of the current indicator can be selected such that the current indicator can detect corresponding radial magnetizations.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Stromindikator in Bezug auf die radiale Magnetisierung und die Stromstärke des Kurzschlussstromes kalibriert. Die Kalibrierung kann beispielweise erfolgen, indem in einer Referenzmessung für vorgegebene Stromstärken des Stromes im elektrischen Leiter die radiale Magnetisierung des Stromindikators gemessen wird. Beispielsweise kann der Stromindikator in Segmente mit unterschiedlichem radialem Abstand vom elektrischen Leiter unterteilt werden. Die Magnetisierung des Stromindikators kann für die Segmente ausgelesen werden und die ausgelesenen Werte für die Magnetisierung einer Stromstärke zugeordnet werden. So kann eine Tabelle (Look-Up-Table) erzeugt werden, aus der die Stromstärke bestimmt werden kann. Alternativ oder zusätzlich können Schwellwerte für die Magnetisierung festgelegt werden, anhand derer die Stromstärke bestimmt werden kann. In another embodiment, the current indicator is calibrated with respect to the radial magnetization and the current intensity of the short-circuit current. The calibration can be done, for example, by using a reference measurement for predetermined current levels of the current in the electrical conductor, the radial magnetization of the current indicator is measured. For example, the current indicator can be divided into segments with different radial distance from the electrical conductor. The magnetization of the current indicator can be read out for the segments and the values read out for the magnetization can be assigned to a current intensity. Thus, a table (look-up table) can be generated, from which the current can be determined. Alternatively or additionally, threshold values for the magnetization can be determined, by means of which the current intensity can be determined.
Zum Schutz des Batteriesystems bei Kurzschlüssen kann im Batteriesystem weiterhin eine Schutzeinrichtung mit mindestens einem Sicherungselement vorgesehen sein. In einer Variante kann das Sicherungselement eine Schmelzsicherung umfassen. Derartige Schmelzsicherungen können über ein Schmelzelement verfügen, das eine kleine thermische Masse hat. Das bedeutet, dass das Schmelzelement bei Strömen im kA-Bereich bereits nach wenigen Millisekunden schmilzt und damit die elektrische Verbindung unterbricht. Bei Strömen im Bereich von einigen 100 A bis 1 kA kann das Schmelzelement eine Sekunde und mehr benötigen, um den Stromkreis endgültig zu unterbrechen. Durch die kleine thermische Masse des Schmelzelements können Ströme im Bereich von einigen kA schneller unterbrochen werden, als im Bereich von einigen 100 A bis 1 kA. Bei Strömen im kA-Bereich kann die Unterbrechung erfolgen, ohne dass sich andere Batteriekomponenten, wie zum Beispiel Stromschienen, erwärmen. Dagegen kann ein Teil der Wärme bei Strömen im Bereich von einigen 100 A bis 1 kA über die Komponenten der Batterie, wie die Stromschienen, abgeleitet werden. Dementsprechend kann sich die Wärmeenergie erhöhen, die zum Schmelzen der Schmelzsicherung eingebracht werden muss und damit auch der Strom, der ein Schmelzen zur Folge hat.To protect the battery system in the event of short circuits, a protective device with at least one securing element can furthermore be provided in the battery system. In a variant, the securing element may comprise a fuse. Such fuses may have a fusible element that has a small thermal mass. This means that the melt melts at currents in the kA range already after a few milliseconds and thus interrupts the electrical connection. At currents in the range of a few 100 A to 1 kA, the fuse may take a second or more to finally break the circuit. Due to the small thermal mass of the melting element, currents in the range of a few kA can be interrupted faster than in the range of a few 100 A to 1 kA. For currents in the kA range, the interruption can occur without any other battery components, such as busbars, heating up. In contrast, some of the heat can be dissipated at currents in the range of a few 100 A to 1 kA across the components of the battery, such as the bus bars. Accordingly, the heat energy that must be introduced to melt the fuse and thus also the current that has a melting result.
In einer weiteren Variante umfasst das Batteriesystem daher zusätzlich mindestens ein weiteres Sicherungselement, das als Schaltschütze zum Trennen der Batterie von einem Fahrzeugnetz ausgestaltet ist. Dabei bezeichnet eine Schaltschütze einen elektromagnetisch betriebenen Schalter, der zwei Trennpunkte aufweist. Zusätzlich kann in der Schaltschütze ein Löschmagnet angeordnet sein, der bei Gleichstromanwendungen mit begrenztem Bauraum einen Lichtbogen trennt. In a further variant, the battery system therefore additionally comprises at least one further securing element, which is designed as a contactor for disconnecting the battery from a vehicle network. In this case, a contactor denotes an electromagnetically operated switch, which has two separation points. In addition, a quenching magnet can be arranged in the contactor, which separates an arc in DC applications with limited space.
Weiter erfindungsgemäß wird die Verwendung der vorstehend beschriebenen Anordnung in einem Verfahren zum Messen einer Stromstärke eines Kurzschlussstromes vorgeschlagen.Furthermore, according to the invention, the use of the arrangement described above in a method for measuring a current intensity of a short-circuit current is proposed.
In einer Implementierung werden bei Vorliegen eines Kurzschlusses Sicherungselemente aktiviert, die einen Batteriestromkreis unterbrechen. Hierzu eigenen sich insbesondere Schmelzsicherungen oder Schaltschützen. In einer weiteren Implementierung kann ein Auswerten des Stromindikators beim Auswechseln von Sicherungselementen erfolgen. Beispielsweise kann der Stromindikator zusammen mit aktivierten Sicherungselementen, insbesondere Schmelzsicherungen, nach Vorliegen eines Kurzschlusses ausgebaut werden.In one implementation, in the presence of a short circuit, fuse elements that interrupt a battery circuit are activated. Fuseholders or contactors are particularly suitable for this purpose. In another implementation, the current indicator can be evaluated when replacing fuse elements. For example, the current indicator can be removed together with activated fuse elements, in particular fuses, after the presence of a short circuit.
In einer weiteren Implementierung wird der Stromindikator ausgewertet, indem die radiale Magnetisierung erfasst wird. Die Auswertung kann mit Hilfe eines Leseelements, wie einer Hallsonde oder eines Lesekopfes basierend auf einem Magnetowiderstand (Magnetic Resistance, MR) oder einem Riesenmagnetowiderstand (Giant Magnetoresistance, GMR), erfolgen. Insbesondere wird das Leseelement entlang des Stromindikators bewegt, und der Verlauf der detektierten Magnetisierung entlang des radialen Abstands vom elektrischen Leiter bestimmt. Der Abstand und die radiale Magnetisierung kennzeichnen die maximale Stromstärke des Kurzschlussstromes. In another implementation, the current indicator is evaluated by detecting the radial magnetization. The evaluation can be carried out with the aid of a read element, such as a Hall probe or a read head based on a magnetoresistance (MR) or a giant magnetoresistance (GMR). In particular, the read element is moved along the current indicator, and the course of the detected magnetization is determined along the radial distance from the electrical conductor. The distance and the radial magnetization characterize the maximum amperage of the short-circuit current.
Anhand der maximalen Stromstärke des Kurzschlussstromes kann die Funktionstauglichkeit von Komponenten des Batteriesystems ermittelt werden. So können durch den Kurzschluss insbesondere Schaltschützen oder Batteriezellen in Mitleidenschaft gezogen worden sein. Die Beurteilung derartiger Komponenten kann durch Vergleichen der maximalen Stromstärke des Kurzschlussstromes mit einer maximal für die entsprechende Komponente zugelassenen Stromstärke erfolgen. Ist die maximale Stromstärke des im Leiter geflossenen Stromes größer als die maximal für die entsprechende Komponente zugelassene Stromstärke oder gleich der maximal für die entsprechende Komponente zugelassenen Stromstärke, dann ist die Komponente nicht mehr funktionstauglich und ist auszutauschen. Im umgekehrten Fall ist die Komponente funktionstauglich und kann erhalten bleiben. Based on the maximum current of the short-circuit current, the functionality of components of the battery system can be determined. Thus, in particular contactors or battery cells may have been affected by the short circuit. The assessment of such components can be made by comparing the maximum current of the short-circuit current with a maximum allowed for the corresponding component current. If the maximum current strength of the current flowing in the conductor is greater than the maximum permitted current for the corresponding component or equal to the maximum permitted current for the corresponding component, then the component is no longer functional and must be replaced. Conversely, the component is functional and can be retained.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Insgesamt stellt die vorgeschlagene Anordnung eine kostengünstige und einfache Möglichkeit bereit, um Kurzschlussströme in Batteriesystemen zu erfassen und die Höhe der Stromstärke zu speichern. Dies ermöglicht es, eine gesicherte Aussage darüber zu treffen, ob Komponenten in Mitleidenschaft gezogen wurden und inwiefern sie ausgetauscht werden müssen. Daraus ergeben sich erhebliche Kostenersparnisse, da nicht nach jedem Kurzschluss vorsorglich Komponenten, wie die Schaltschütze des Batteriesystems, ausgetauscht werden müssen.Overall, the proposed arrangement provides a cost effective and easy way to detect short circuit currents in battery systems and to store the magnitude of the current. This makes it possible to make a confident statement about whether components have been affected and to what extent they need to be replaced. This results in significant cost savings, since not precautionary components, such as the contactors of the battery system must be replaced after each short circuit.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail in the following description.
Es zeigen:Show it:
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Komponenten und Elemente mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten oder Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar components and elements are denoted by the same or similar reference numerals, wherein a repeated description of these components or elements is dispensed with in individual cases. The figures illustrate the subject matter of the invention only schematically.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Anordnung
Durch den Stromfluss im elektrischen Leiter
Das durch den elektrischen Leiter
Der Stromindikator
Das Batteriesystem
Zum Unterbrechen des Stromkreises bei einem Kurzschluss im Batteriesystem
Üblicherweise umfassen Batteriesysteme
Um auch derart hohe Ströme, wie Kurzschlussströme im Bereich von einigen kA messen zu können, umfasst das Batteriesystem
Die Stromstärke des Kurzschlussstromes wird durch Auswertung der Stromindikatoren
Zum Messen der Stromstärke des Kurzschlussstroms in dem Batteriesystem
In einem zweiten Schritt
In einem dritten Schritt
In einem vierten Schritt
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die anhängigen Ansprüche angegebenen Bereiches eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen des fachmännischen Handelns liegen. The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope indicated by the appended claims, a variety of modifications are possible which are within the purview of the skilled artisan.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10103398 A1 [0003] DE 10103398 A1 [0003]
- EP 2194600 B1 [0004] EP 2194600 B1 [0004]
- DE 19704941 A1 [0005] DE 19704941 A1 [0005]
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