DE102018203164A1 - Safety system and method for performing an emergency discharge function on a battery - Google Patents
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Abstract
Sicherheitssystem (13) zum Durchführen einer Notentladefunktion bei einer Batterie (14), insbesondere bei einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Steuereinrichtung (12), welche dazu eingerichtet ist, sobald mittels dieser die Gefahr eines thermischen Durchgehens bei einer Batteriezelle (2, 3, 4) der Batterie (14) erkannt wird, zum Durchführen der Notentladefunktion wenigstens bei einer der durchgehenden Batteriezelle benachbarten Batteriezelle (2, 3, 4) und/oder bei wenigstens einem mehrere Batteriezellen (2, 3, 4) aufweisenden Nachbarmodul (1) des Batteriemoduls (1) mit der durchgehenden Batteriezelle einen Kurzschluss herzustellen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Durchführen einer Notentladefunktion bei einer Batterie (14). Safety system (13) for carrying out an emergency discharge function in a battery (14), in particular in a high-voltage battery of a motor vehicle, comprising a control device (12) which is set up as soon as it is in danger of thermal runaway in a battery cell (2, 3, 4) of the battery (14) is detected, for carrying out the emergency discharge function at least in one of the continuous battery cell adjacent battery cell (2, 3, 4) and / or at least one more battery cells (2, 3, 4) having neighboring module (1) of the Battery module (1) with the continuous battery cell to make a short circuit. The invention further relates to a method for performing an emergency discharge function in a battery (14).
Description
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem und ein Verfahren zum Durchführen einer Notentladefunktion bei einer Batterie, insbesondere bei einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Batterie, insbesondere eine Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug, mit einem derartigen Sicherheitssystem.The invention relates to a safety system and a method for performing an emergency discharge function in a battery, in particular in a high-voltage battery of a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a battery, in particular a high-voltage battery for a motor vehicle, with such a security system.
Batterien, insbesondere Hochvoltbatterien, werden aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung im Kraftfahrzeugbereich immer häufiger eingesetzt. Oftmals werden Batterien auf Lithium-Ionen-Basis eingesetzt. Mit steigender Temperatur reagieren Lithium-Batterien unter Druckaufbau in der Zelle, was in einen so genannten Thermal Runaway, d.h. ein thermisches Durchgehen der Zelle, münden kann.Batteries, especially high-voltage batteries, are being used more and more often due to the increasing electrification in the automotive sector. Often, lithium-ion based batteries are used. As the temperature rises, lithium batteries react to build up pressure in the cell, resulting in a so-called thermal runaway, i. a thermal runaway of the cell, can lead.
Die
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Risiko eines thermischen Durchgehens bei einer Batterie, insbesondere bei einer Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug, zu verhindern.It is the object of the present invention to prevent the risk of thermal runaway in a battery, in particular in a high-voltage battery for a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch ein Sicherheitssystem sowie durch ein Verfahren zum Durchführen einer Notentladefunktion bei einer Batterie, insbesondere bei einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a safety system and by a method for performing an emergency discharge function in a battery, in particular in a high-voltage battery of a motor vehicle, having the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem zum Durchführen einer Notentladefunktion bei einer Batterie, insbesondere bei einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, umfasst eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, sobald mittels dieser die Gefahr eines thermischen Durchgehens bei einer durchgehenden Batteriezelle der Batterie erkannt wird, zum Durchführen der Notentladefunktion wenigstens bei einer der durchgehenden Batteriezelle benachbarten Batteriezelle und/oder bei wenigstens einem mehrere Batteriezellen aufweisenden Nachbarmodul des Batteriemoduls mit der durchgehenden Batteriezelle einen Kurzschluss herzustellen.The safety system according to the invention for carrying out an emergency discharge function in a battery, in particular in a high-voltage battery of a motor vehicle, comprises a control device which, as soon as it detects the danger of thermal run-through in a continuous battery cell of the battery, at least contributes to performing the emergency discharge function a battery cell adjacent to the continuous battery cell and / or to establish a short circuit with the continuous battery cell in the case of at least one neighboring module of the battery module having a plurality of battery cells.
Mittels des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems wird ein kurzfristiges und kurzzeitiges Notentladen auf Ebene der Batteriezellen und/oder auf Ebene der Batteriemodule ermöglicht. Zudem kann es bei dem Sicherheitssystem auch vorgesehen sein, dass die Notentladefunktion auf Ebene der gesamten Batterie durchgeführt wird, indem die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, sobald mittels dieser die Gefahr eines thermischen Durchgehens bei einer der durchgehenden Batteriezelle benachbarten Batteriezelle der Batterie (Nachbarzelle) erkannt wird, die gesamte der Batterie kurzuschließen und dadurch diese der Notentladefunktion zu unterziehen. Als durchgehende Batteriezelle wird eine Batteriezelle bezeichnet, bei der die Gefahr eines thermischen Durchgehens erkannt wird. Die Batterie umfasst eine Mehrzahl von Batteriemodulen, die wiederum eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassen. Deshalb gibt es zu der durchgehenden Batteriezelle benachbarte Batteriezellen bzw. benachbarte Batteriemodule zu dem Modul mit einer durchgehenden Batteriezelle.By means of the security system according to the invention, a short-term and short-term emergency discharge at the level of the battery cells and / or at the level of the battery modules is made possible. In addition, it can also be provided in the safety system that the emergency discharge is performed at the level of the entire battery by the controller is set up as soon as by means of this the risk of thermal runaway in one of the continuous battery cell adjacent battery cell of the battery (neighbor cell) is detected to short-circuit the entire battery and thereby subject it to the emergency discharge function. As a continuous battery cell, a battery cell is referred to, in which the risk of thermal runaway is detected. The battery comprises a plurality of battery modules, which in turn comprise a plurality of battery cells. Therefore, there are adjacent battery cells adjacent battery modules or adjacent battery modules to the module with a continuous battery cell.
Im Falle eines internen Kurzschlusses oder jeglichen abnormalen thermischen Ereignisses innerhalb der Batteriezellen, welches zu dem so genannten Thermal Runaway führen könnte, kann mittels des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems die Batterie auf Zell-, Modul- oder gesamter Batterieebene sofort beispielsweise für eine oder zwei Minuten kurzgeschlossen und somit entladen werden. Bei Strömen von mehreren 100 Ampere und auch bis zu mehreren 1000 Ampere kann der SOC auf Zellebene, Modulebene oder Batterieebene um bis zu 30 Prozent bezogen auf den vollen Ladezustand entladen werden. Beispielsweise können dadurch benachbarte Zellen, welche sich neben der Batteriezelle befinden, bei welcher die Gefahr des thermischen Durchgehens erkannt worden ist, sehr schnell auf einem Ladezustand von 70 Prozent entladen werden. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Ladezustand von Batteriezellen, insbesondere bei Lithium-Ionen-Zellen, von 70 Prozent SOC der so genannte Hotbox Effekt nicht so weit voranschreitet, als dass sich ein thermisches Durchgehen ereignet.In the event of an internal short circuit or any abnormal thermal event within the battery cells, which could lead to the so-called thermal runaway, the battery at the cell, module or battery level can be immediately short-circuited, for example, for one or two minutes and thus by means of the safety system according to the invention be discharged. At currents of several 100 amperes and even up to several 1000 amperes, the SOC at cell level, module level or battery level can be discharged by up to 30 percent relative to full charge. For example, adjacent cells that are adjacent to the battery cell, where the risk of thermal runaway has been detected, can be discharged very quickly to a state of charge of 70 percent. The invention is based on the finding that in a state of charge of battery cells, in particular in the case of lithium-ion cells, of 70 percent SOC, the so-called hot box effect does not progress as far as that a thermal runaway occurs.
Mittels des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems ist es auf zuverlässige Weise möglich, bei einem Fehlerfall innerhalb der Batterie, welcher bei zumindest einer Batteriezelle der Batterie zu einem thermischen Durchgehen führen würde, eine Ausbreitung des thermischen Durchgehens innerhalb der restlichen Batterie zu verhindern. Die beschriebene Notentladefunktion kann bei allen elektrischen Energiespeichern mit Batteriezellen, insbesondere wenn diese eine hohe Energiedichte aufweisen, effektiv eingesetzt werden und damit beispielsweise ein Gefährdungslevel bzw. eine Sicherheitsstufe zu erfüllen, bei der ein Platzen der Batterie und eine Entzündung unterbunden sind.By means of the safety system according to the invention, it is possible in a reliable manner, in case of a fault within the battery, which would lead to thermal runaway in at least one battery cell of the battery, to prevent propagation of thermal runaway within the remaining battery. The emergency discharge function described can be effective in all electrical energy storage with battery cells, especially if they have a high energy density be used and thus, for example, to meet a hazard level or a security level, in which a burst of the battery and an ignition are prevented.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Kurzschluss für eine vorgegebene Dauer aufrecht zu erhalten. Die Dauer kann dabei derart vorgegeben sein, dass auf Zellebene, Modulebene oder auf Ebene der gesamten Batterie eine hinreichende Entladung erzielt werden kann, sodass ein thermisches Durchgehend der gesamten Batterie zuverlässig verhindert werden kann.An advantageous embodiment of the invention provides that the control device is adapted to maintain the short circuit for a predetermined duration. The duration may be predetermined such that sufficient discharge can be achieved at the cell level, module level or at the level of the entire battery, so that a thermal through-out of the entire battery can be reliably prevented.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Kurzschluss solange aufrechtzuerhalten, bis ein vorgegebener Ladezustand bei der Nachbarzelle und/oder dem Nachbarmodul erreicht worden ist. Beispielsweise ist es möglich, den Ladezustand auf Zellebene und/oder Modulebene auf SOC 70 Prozent vorzugeben. Sobald ermittelt wird, dass dieser vorgegebene Ladezustand erreicht oder sogar unterschritten worden ist, kann die Steuereinrichtung den Kurzschluss auf Zellebene und/oder Modulebene wieder aufheben. Durch Vorgabe des Ladezustands ist es möglich, auf zuverlässige Weise eine entsprechende Entladung auf Zellebene, Modulebene oder sogar auf Batterieebene sicherzustellen, wodurch das thermische Durchgehen auf Modulebene und auch auf Batterieebene zuverlässig verhindert werden kann.A further advantageous embodiment of the invention provides that the control device is set up to maintain the short circuit until a predetermined state of charge has been reached in the neighboring cell and / or the neighboring module. For example, it is possible to specify the state of charge at the cell level and / or module level to SOC 70 percent. Once it is determined that this predetermined state of charge has been reached or even exceeded, the controller can cancel the short circuit at the cell level and / or module level again. By specifying the state of charge, it is possible to reliably ensure a corresponding discharge at the cell level, module level or even at the battery level, whereby the thermal runaway at the module level and also at the battery level can be reliably prevented.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Sicherheitssystem je Batteriezelle der Batterie einen Kurzschlussstromkreis mit einem Schaltelement aufweist, welches mittels der Steuereinrichtung zum Durchführen der Notentladefunktion betätigbar ist. Dadurch ist es auf zuverlässige Weise möglich, jede der Batteriezellen der Batterie zum Durchführen der Notentladefunktion einzeln kurzzuschließen. Bei dem Schalelement kann es sich sowohl um ein mechanisch betätigbares elektrisches Bauelement als auch um einen elektronischen Schalter handeln. Vorzugsweise ist es also auf Zellebenen jeweils je Batteriezelle einzeln möglich, diese der Notentladefunktion zu unterwerfen. Dies macht das Sicherheitssystem besonders ausfallsicher.According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the security system per battery cell of the battery has a short-circuit circuit with a switching element which can be actuated by means of the control device for performing the Notentladefunktion. Thereby, it is reliably possible to individually short each of the battery cells of the battery for performing the emergency discharge function. The formwork element may be both a mechanically actuatable electrical component and an electronic switch. Preferably, it is therefore individually possible on cell levels per battery cell to subject them to the emergency discharge function. This makes the security system particularly fail-safe.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung je Kurzschlussstromkreis eine Steuereinheit zum Betätigen der jeweiligen Schaltelemente aufweist. Beispielsweise können die jeweiligen Steuereinheiten unabhängig voneinander die jeweiligen Kurzschlussstromkreise schließen und öffnen. Dadurch wird ein besonders ausfallsicheres Sicherheitssystem bereitgestellt, was sich wiederum positiv auf die erzielbare Sicherheit bei der betreffenden Batterie auswirkt, in welcher das Sicherheitssystem eingesetzt wird.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the control device per short circuit has a control unit for actuating the respective switching elements. For example, the respective control units can independently close and open the respective short circuit circuits. As a result, a particularly failsafe security system is provided, which in turn has a positive effect on the achievable safety of the battery in question, in which the security system is used.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Sicherheitssystem je Batteriemodul der Batterie einen Kurzschlussstromkreis mit einem Schaltelement aufweist, welches mittels der Steuereinrichtung zum Durchführen der Notentladefunktion betätigbar ist. So ist es bei Bedarf auch möglich, durch Betätigung des Schaltelements auf Batteriemodulebene das gesamte betreffende Batteriemodul der Batterie der Notentladefunktion zu unterwerfen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das betreffende Batteriemodul noch kein Schaden genommen hat. Lediglich ein einziges Schaltelement auf Batteriemodulebene muss mittels der Steuereinrichtung geschlossen werden, um die Notendladefunktion durchzuführen.A further advantageous embodiment of the invention provides that the safety system per battery module of the battery has a short-circuit circuit with a switching element which can be actuated by means of the control device for performing the emergency discharge function. Thus, if necessary, it is also possible, by operating the switching element on the battery module level, to subject the entire relevant battery module to the battery of the emergency discharge function. This is particularly advantageous if the battery module in question has not taken any damage. Only a single switching element on battery module level must be closed by means of the control device to perform the Notendladefunktion.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung je Batteriemodul eine Steuereinheit zum Durchführen der Notentladefunktion aufweist. Die einzelnen Batteriemodule können also unabhängig voneinander mittels ihrer jeweiligen Steuereinheit der Notentladefunktion unterworfen werden. Dies macht das Sicherheitssystem besonders robust und ausfallsicher.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the control device per battery module has a control unit for performing the Notentladefunktion. The individual battery modules can thus be independently subjected to the emergency discharge function by means of their respective control unit. This makes the security system particularly robust and failsafe.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Sicherheitssystem eine Sensoreinrichtung aufweist, welche dazu ausgelegt ist, Zustandsgrößen der Batteriezellen zu erfassen und diesbezügliche Sensordaten der Steuereinrichtung bereitzustellen, welche dazu eingerichtet ist, basierend auf den Sensordaten die Gefahr eines thermischen Durchgehens bei den Batteriezellen der Batterie zu ermitteln. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise je Batteriezelle Temperaturen, Ströme, Zellinnendrücke, Spannungen und dergleichen überwachen. A further advantageous embodiment of the invention provides that the safety system has a sensor device which is designed to detect state variables of the battery cells and to provide sensor data of the control device which is set up, based on the sensor data, the risk of thermal runaway in the battery cells to determine the battery. The sensor device can monitor, for example, per battery cell temperatures, currents, internal cell pressures, voltages and the like.
Zudem ist es möglich, das beispielsweise in einem Speicher des Sicherheitssystems ein Kennfeld hinterlegt ist, wobei die Steuereinrichtung auf das Kennfeld und auf die Sensordaten zugreifen kann, um die Gefahr eines thermischen Durchgehens bei den einzelnen Batteriezellen zu ermitteln.In addition, it is possible that, for example, a map is stored in a memory of the security system, wherein the control device can access the map and the sensor data to determine the risk of thermal runaway in the individual battery cells.
Die erfindungsgemäße Batterie umfasst das erfindungsgemäße Sicherheitssystem oder eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems. Bei der Batterie handelt es sich vorzugsweise um eine Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug. Beispielsweise kann es sich bei der Batterie um eine Lithium-Ionen-Batterie handeln. Es kann sich aber auch um einen anderen Batterietypus handeln.The battery according to the invention comprises the security system according to the invention or an advantageous embodiment of the security system according to the invention. The battery is preferably a high-voltage battery for a motor vehicle. For example, the battery may be a lithium-ion battery. It can also be a different battery type.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Durchführen einer Notentladefunktion bei einer Batterie, insbesondere bei einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, wird sobald die Gefahr eines thermischen Durchgehens bei einer durchgehenden Batteriezelle eines Batteriemoduls der Batterie erkannt wird, zum Durchführen der Notentladefunktion wenigstens bei einer der durchgehenden Batteriezelle benachbarten Batteriezelle und/oder bei wenigstens einem mehrere Batteriezellen aufweisenden Nachbarmodul des Batteriemoduls mit der durchgehenden Batteriezelle ein Kurzschluss hergestellt. Ferner ist es auch möglich, dass beim Durchführen der Notentladefunktion bei der gesamten Batterie ein Kurzschluss hergestellt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie umgekehrt anzusehen, wobei das Sicherheitssystem insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist. In the method according to the invention for carrying out an emergency discharge function in a battery, in particular in a high-voltage battery of a motor vehicle, as soon as the risk of thermal runaway in a continuous battery cell of a battery module of the battery is detected, at least one battery cell adjacent to the continuous battery cell performs the emergency discharge function / or in the case of at least one neighboring module of the battery module having a plurality of battery cells, a short circuit is produced with the continuous battery cell. Further, it is also possible that a short circuit is made in performing the emergency discharge function on the entire battery. Advantageous embodiments of the security system according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the method according to the invention and vice versa, wherein the security system has in particular means for carrying out the method steps.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls, welches mehrere Batteriezellen und je Batteriezelle jeweilige Kurzschlussstromkreise und auf Batteriemodulebene einen Kurzschlussstromkreis zum Durchführen einer Notentladefunktion aufweist; und in -
2 eine schematische Darstellung einer Batterie, bei welche mehrere der in1 gezeigten Batteriemodule in Reihe geschaltet sind.
-
1 a schematic representation of a battery module, which has a plurality of battery cells and each battery cell respective short circuit circuits and battery module level a short circuit for performing an emergency discharge; and in -
2 a schematic representation of a battery, wherein a plurality of in1 shown battery modules are connected in series.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden.In the figures, the same or functionally identical elements have been provided with the same reference numerals.
Ein Batteriemodul
Zudem weist das Batteriemodul
Das Batteriemodul
Die jeweiligen Kurzschlussstromkreise
In
Um dies zu verhindern, ist die Batterie
Zudem ist es auch möglich, dass je Kurzschlussstromkreis
Mittels der erläuterten Sicherheitssystems
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Batteriemodulbattery module
- 22
- Batteriezellebattery cell
- 33
- Batteriezellebattery cell
- 44
- Batteriezellebattery cell
- 55
- Kurzschlussstromkreis auf ZellebeneShort circuit on cell level
- 66
- Schaltelementswitching element
- 77
- Widerstandresistance
- 88th
- Kurschlussstromkreis auf ModulebeneShort circuit on module level
- 99
- Widerstandresistance
- 1010
- Sensoreinrichtungsensor device
- 1111
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1212
- Sicherheitssystemsecurity system
- 1313
- Batteriebattery
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3103323A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-21 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method and system for controlling an electric battery |
CN114600301A (en) * | 2020-09-23 | 2022-06-07 | 广州汽车集团股份有限公司 | Method and system for preventing thermal runaway of battery |
CN115241613A (en) * | 2021-04-22 | 2022-10-25 | 大众汽车股份公司 | High voltage battery system |
DE102021124473A1 (en) | 2021-09-22 | 2023-03-23 | Audi Aktiengesellschaft | Method for discharging battery modules and control device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120313560A1 (en) * | 2010-02-08 | 2012-12-13 | Fortu Intellectual Property Ag | High-current battery system and method for controlling a high-current battery system |
DE102013204534A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Robert Bosch Gmbh | Battery cell device with short circuit safety function and method for monitoring a battery cell |
-
2018
- 2018-03-02 DE DE102018203164.9A patent/DE102018203164A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120313560A1 (en) * | 2010-02-08 | 2012-12-13 | Fortu Intellectual Property Ag | High-current battery system and method for controlling a high-current battery system |
DE102013204534A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Robert Bosch Gmbh | Battery cell device with short circuit safety function and method for monitoring a battery cell |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3103323A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-21 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method and system for controlling an electric battery |
WO2021099103A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method and system for controlling an electric battery |
CN114600301A (en) * | 2020-09-23 | 2022-06-07 | 广州汽车集团股份有限公司 | Method and system for preventing thermal runaway of battery |
CN114600301B (en) * | 2020-09-23 | 2023-08-15 | 广州汽车集团股份有限公司 | Method and system for preventing thermal runaway of battery |
CN115241613A (en) * | 2021-04-22 | 2022-10-25 | 大众汽车股份公司 | High voltage battery system |
DE102021204048A1 (en) | 2021-04-22 | 2022-10-27 | Volkswagen Aktiengesellschaft | high-voltage battery system |
DE102021124473A1 (en) | 2021-09-22 | 2023-03-23 | Audi Aktiengesellschaft | Method for discharging battery modules and control device |
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