-
EINLEITUNG
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zum Verhindern thermischer Instabilität in Batteriebaugruppen und insbesondere zum Detektieren interner Kurzschlüsse auf der Grundlage von Lade- und Entladecharakteristiken.
-
Ein Elektrofahrzeug arbeitet unter Verwendung einer Batteriebaugruppe mit mehreren Batteriezellen. Allgemein enthält eine Batteriezelle eine Anode, eine Katode und zwischen der Anode und der Katode ein isolierendes Material. Ein Kurzschluss durch das Material kann zur Zellenentladung führen. Es kann dann eine Rückkopplungsschleife auftreten, in der der Strom in dem Kurzschluss eine Zunahme der Temperatur der Batteriezelle verursacht, was den Kurzschlusswiderstand verringert, was eine Zunahme des Stroms durch den Kurzschluss zulässt. Diese Rückkopplungsschleife kann zu einer Erwärmungssituation, die als thermische Instabilität oder TRA bekannt ist, und zu einer Batteriestörung führen. Dementsprechend ist es erwünscht, Batteriezellen mit internen Kurzschlüssen in der Weise zu platzieren, dass Vorbeugungsmaßnahmen ergriffen werden können, bevor eine Batteriestörung auftreten kann.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren zum Detektieren eines internen Kurzschlusses in einer Batteriebaugruppe eines Fahrzeugs offenbart. Das Verfahren enthält das Entladen der Batteriebaugruppe, um auf der Grundlage der Ladezustände der ersten Menge von Batteriezellen eine erste Menge von Batteriezellen der Batteriebaugruppe zu identifizieren, das Laden der Batteriebaugruppe, um auf der Grundlage der Ladezustände der zweiten Menge von Batteriezellen eine zweite Menge von Batteriezellen der Batteriebaugruppe zu identifizieren, und das Erzeugen eines Alarms, wenn eine Schnittmenge der ersten Menge von Batteriezellen und der zweiten Menge von Batteriezellen nicht leer ist.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist eine Batteriezelle ein Element der Schnittmenge der ersten Menge von Batteriezellen und der zweiten Menge von Batteriezellen, wenn die Batteriezelle den internen Kurzschluss aufweist. Ferner enthält das Verfahren das Identifizieren einer Batteriezelle als ein Element der ersten Menge von Batteriezellen, wenn eine Entladerate der Batteriezelle größer als eine durchschnittliche Entladerate für die Batteriebaugruppe ist. Ferner enthält das Verfahren das Identifizieren einer Batteriezelle als ein Element der zweiten Menge von Batteriezellen, wenn eine Laderate der Batteriezelle kleiner als eine durchschnittliche Laderate für die Batteriebaugruppe ist. Ferner enthält das Verfahren das Berichten einer Anzahl von Batteriezellen in der Schnittmenge der ersten Menge von Batteriezellen und der zweiten Menge von Batteriezellen. Ferner enthält das Verfahren das Entladen der Batteriebaugruppe und das Laden der Batteriebaugruppe, während das Fahrzeug in Betrieb ist. Ferner enthält das Verfahren das Bestimmen, ob sich die Batteriebaugruppe entlädt oder lädt, auf der Grundlage eines Vorzeichens eines Stroms von der Batteriebaugruppe.
-
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird ein System zum Detektieren eines internen Kurzschlusses in einer Batteriebaugruppe eines Fahrzeugs offenbart. Das System enthält mehrere Sensoren und einen Prozessor. Die mehreren Sensoren erhalten Ladezustände bei Batteriezellen der Batteriebaugruppe. Der Prozessor ist dafür konfiguriert, die Batteriebaugruppe zu entladen, um auf der Grundlage der Ladezustände der ersten Menge von Batteriezellen eine erste Menge von Batteriezellen zu identifizieren, die Batteriebaugruppe zu laden, um auf der Grundlage der Ladezustände der zweiten Menge von Batteriezellen eine zweite Menge von Batteriezellen zu identifizieren, und einen Alarm zu erzeugen, wenn eine Schnittmenge der ersten Menge von Batteriezellen und der zweiten Menge von Batteriezellen nicht leer ist.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist eine Batteriezelle ein Element der Schnittmenge der ersten Menge von Batteriezellen und der zweiten Menge von Batteriezellen, wenn die Batteriezelle den internen Kurzschluss aufweist. Ferner ist der Prozessor dafür konfiguriert, eine Batteriezelle als ein Element der ersten Menge von Batteriezellen zu identifizieren, wenn eine Laderate der Batteriezelle kleiner als eine durchschnittliche Entladerate für die Batteriebaugruppe ist. Ferner ist der Prozessor dafür konfiguriert, eine Batteriezelle als ein Element der zweiten Menge von Batteriezellen zu identifizieren, wenn eine Entladerate der Batteriezelle größer als eine durchschnittliche Laderate für die Batteriebaugruppe ist. Ferner ist der Prozessor dafür konfiguriert, eine Anzahl von Batteriezellen in der Schnittmenge der ersten Menge von Batteriezellen und der zweiten Menge von Batteriezellen zu berichten. Ferner ist der Prozessor dafür konfiguriert, die Batteriebaugruppe zu entladen und die Batteriebaugruppe zu laden, während das Fahrzeug in Betrieb ist. Ferner ist der Prozessor dafür konfiguriert, auf der Grundlage eines Vorzeichens eines Stroms von der Batteriebaugruppe zu bestimmen, ob sich die Batteriebaugruppe entlädt oder lädt.
-
Gemäß einer abermals anderen beispielhaften Ausführungsform wird ein Fahrzeug offenbart. Das Fahrzeug enthält mehrere Sensoren und einen Prozessor. Die mehreren Sensoren erhalten Ladezustände von Batteriezellen der Batteriebaugruppe des Fahrzeugs. Der Prozessor ist dafür konfiguriert, die Batteriebaugruppe zu entladen, um auf der Grundlage der Ladezustände der ersten Menge von Batteriezellen eine erste Menge von Batteriezellen zu identifizieren, die Batteriebaugruppe zu laden, um auf der Grundlage der Ladezustände der zweiten Menge von Batteriezellen eine zweite Menge von Batteriezellen zu identifizieren, und einen Alarm zu erzeugen, wenn eine Schnittmenge der ersten Menge von Batteriezellen und der zweiten Menge von Batteriezellen nicht leer ist.
-
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist eine Batteriezelle ein Element der Schnittmenge der ersten Menge von Batteriezellen und der zweiten Menge von Batteriezellen, wenn die Batteriezelle den internen Kurzschluss aufweist. Ferner ist der Prozessor dafür konfiguriert, eine Batteriezelle als ein Element der ersten Menge von Batteriezellen zu identifizieren, wenn eine Laderate der Batteriezelle kleiner als eine durchschnittliche Entladerate für die Batteriebaugruppe ist. Ferner ist der Prozessor dafür konfiguriert, eine Batteriezelle als ein Element der zweiten Menge von Batteriezellen zu identifizieren, wenn eine Entladerate der Batteriezelle größer als eine durchschnittliche Laderate für die Batteriebaugruppe ist. Ferner ist der Prozessor dafür konfiguriert, eine Anzahl von Batteriezellen in der Schnittmenge der ersten Menge von Batteriezellen und der zweiten Menge von Batteriezellen zu berichten. Ferner ist der Prozessor dafür konfiguriert, die Batteriebaugruppe zu entladen und die Batteriebaugruppe zu laden, während das Fahrzeug in Betrieb ist.
-
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der Offenbarung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird.
-
Figurenliste
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen nur beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht; es zeigen:
- 1 ein Elektrofahrzeug gemäß einer Ausführungsform;
- 2 eine schematische Darstellung einer Batteriezelle des Elektrofahrzeugs;
- 3 eine grafische Darstellung von Entladeraten für Batteriezellen in verschiedenen Zuständen;
- 4 eine grafische Darstellung von Laderaten für die Batteriezellen in verschiedenen Zuständen;
- 5 einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Identifizieren einer beeinträchtigten Batteriezelle gemäß einer Ausführungsform;
- 6 einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Bestimmen einer Anwesenheit einer beeinträchtigten Batteriezelle innerhalb einer Batteriebaugruppe; und
- 7 eine Beziehung zwischen der Wärmeerzeugung in einer Batteriezelle und einem internen Kurzschluss.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Selbstverständlich bezeichnen überall in den Zeichnungen einander entsprechende Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Teile und Merkmale.
-
1 zeigt ein Elektrofahrzeug 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das Elektrofahrzeug 100 enthält eine Batteriebaugruppe 102, eine elektrische Last 108, die unter Verwendung von durch die Batteriebaugruppe zugeführter Elektrizität betrieben wird, und ein Steuersystem 110, das die Batteriebaugruppe überwacht. Die Batteriebaugruppe 102 enthält mehrere Batteriezellen 104a, ..., 104n. Mehrere Sensoren 106a, ..., 106n erhalten von den mehreren Batteriezellen 104a, ..., 104n in dieser Reihenfolge Spannungs- und Strommesswerte und senden die Spannungs- und Strommesswerte an das Steuersystem 110. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind die mehreren Sensoren 106a, ..., 106n mehrere Voltmeter und Strommesser oder Amperemeter. Die gemessene Spannung und der gemessene Strom an einer Batteriezelle können in einen Ladezustand (SOC) für die Batteriezelle umgewandelt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Spannungen und Ströme zu verschiedenen Zeitpunkten gemessen werden, um den SOC zu einem ersten Zeitpunkt und den SOC zu einem zweiten Zeitpunkt zu bestimmen. Die Änderung des Ladezustands zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt kann verwendet werden, um eine Entladerate oder eine Laderate für die Batteriezelle zu bestimmen. Die Entladerate und die Laderate sind jeweils durch einen Anstieg angegeben, der durch eine Differenz der SOC-Messwerte zu dem ersten Zeitpunkt und zu dem zweiten Zeitpunkt, dividiert durch ein Zeitintervall zwischen den Messungen, gegeben ist.
-
Die elektrische Last 108 kann einen Motor des Elektrofahrzeugs 100 und/oder andere elektrische Komponenten wie etwa Armaturenbrettbeleuchtungen, Außenbeleuchtungen, Unterhaltungssysteme usw. enthalten. Der Steuersystem 110 enthält einen Prozessor 112 und eine Speichervorrichtung 114 mit verschiedenen darin gespeicherten Programmen oder Anweisungen 116. Der Prozessor 112 kann auf die Programme oder Anweisungen von der Speichervorrichtung 114 zugreifen und die Programme oder Anweisungen ausführen, um die verschiedenen hier offenbarten Berechnungen und Operationen zum Detektieren von Batteriezellen mit internen Kurzschlüssen und zum Erzeugen eines geeigneten Alarms oder zum Ergreifen einer geeigneten Maßnahme auszuführen.
-
Der Steuersystem 110 steht in Kommunikation mit einer Alarmbenachrichtigungseinheit 118 und kann die Alarmbenachrichtigungseinheit benachrichtigen, wenn eine Batteriezelle mit einem internen Kurzschluss detektiert wird. Gemäß einer Ausführungsform kann die Alarmbenachrichtigungseinheit 118 ein Benachrichtigungssignal an einen fernen Server 120 wie etwa OnStar® senden. Der ferne Server 120 kann das Benachrichtigungssignal an Fahrzeughändler, an Fahrzeughersteller und/oder an Sicherheits- und Kundendienstpersonal senden, um eine frühe Benachrichtigung oder Warnung bereitzustellen, um Sicherheitsprobleme für das Fahrzeug oder Fahrzeugmodell zu prüfen. Im Fall schwerer Mangelprobleme kann die Alarmbenachrichtigung an lokale Notfalleinheiten wie etwa die Feuerwehr übermittelt werden. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Alarmbenachrichtigungseinheit 118 ein visuelles Signal für einen Fahrer des Fahrzeugs bereitstellen oder einen Alarm ertönen lassen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können Daten zu einem späteren Zeitpunkt zur Verarbeitung und Durchsicht an den fernen Server 120 gesendet werden, anstatt einen Alarm zu erzeugen.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung 200 einer Batteriezelle (z. B. der Batteriezelle 104a). Die Batteriezelle 104a enthält eine Katode 202, eine Anode 204 und ein isolierendes Medium 206, das die Katode von der Anode trennt. Im normalen Betrieb verhindert das isolierende Medium 206, dass zwischen der Katode 202 und der Anode 204 ein Strom fließt. Außerdem zeigt die schematische Darstellung 200 einen Kurzschluss 208 durch das isolierende Medium 206, der wegen Herstellungsmängeln oder Qualitätsverlust des isolierenden Mediums oder durch übermäßige Verwendung der Batteriezelle 104a auftreten kann.
-
Die Batteriezelle 104a kann in irgendeiner Anzahl von Zuständen wie etwa intakt, schwach oder beeinträchtigt sein. In einer neuen Zelle isoliert das isolierende Medium 206 die Katode 202 vollständig von der Anode 204, wobei sie mit voller Kapazität arbeitet. In einer schwachen Zelle isoliert das isolierende Medium 206 die Katode 202 vollständig von der Anode 204, wobei aber die Katode und die Anode wegen einer Verringerung ihrer Fähigkeit zum Halten von Ladung nicht mit voller Kapazität arbeiten. In einer beeinträchtigten Zelle verursacht ein interner Kurzschluss durch das isolierende Medium 206 eine Entladung zwischen der Katode 202 und der Anode 204 durch das isolierende Medium. Die Rate, mit der sich die Batteriezelle entlädt und lädt, hängt von ihrem Zustand ab. Wie hier in Bezug auf 3 und 4 diskutiert wird, können diese Entlade- und Laderaten somit verwendet werden, um beeinträchtigte Zellen zu identifizieren.
-
3 zeigt eine grafische Darstellung 300 einer Entladerate für Batteriezellen, die in verschiedenen Zuständen sind. Die Zeit ist in Sekunden entlang der Abszisse gezeigt und der Ladezustand (SOC) ist entlang der Ordinatenachse gezeigt. Der Ladezustand ist als ein Verhältnis gezeigt. Somit gibt ein SOC von 1 eine vollständig geladene Batteriezelle an und gibt ein SOC von 0 eine vollständig entladene Batteriezelle an. Die Entladekurven sind für drei Zustände von Batteriezellen: intakte Zellen, schwache Zellen und beeinträchtigte Zellen, gezeigt.
-
Eine erste Entladekurve 302 stellt eine erste Entladerate für eine intakte Zelle dar. Eine zweite Entladekurve 304 stellt eine zweite Entladerate für eine schwache Zelle dar. Eine dritte Entladekurve 306 stellt eine dritte Entladerate für eine beeinträchtigte Zelle dar. Die Zellen sind in der grafischen Darstellung 300 als vollständig geladen beginnend gezeigt, wobei bei 100 Sekunden eine Entladung beginnt. Bei etwa 900 Sekunden entlädt sich eine intakte Zelle (die erste Entladekurve 302) auf etwa 75 % der Vollladung, entlädt sich eine schwache Zelle (die zweite Entladekurve 304) auf etwa 69 % der Vollladung und entlädt sich eine beeinträchtigte Zelle (die dritte Entladekurve 306) auf etwa 71 % der Vollladung. Wie aus der grafischen Darstellung 300 offensichtlich ist, entladen sich schwache Zellen und beeinträchtigte Zellen schneller als neue Zellen.
-
4 zeigt eine grafische Darstellung 400, die eine Laderate für die in 3 gezeigten Batteriezellen darstellt. Die Zeit ist entlang der Abszisse in Sekunden gezeigt und der Ladezustand (SOC) ist entlang der Ordinatenachse gezeigt. Eine erste Ladekurve 402 stellt eine erste Laderate für eine intakte Zelle dar. Eine zweite Entladekurve 404 stellt ein zweite Laderate für eine schwache Zelle dar. Eine dritte Ladekurve 406 stellt eine dritte Laderate für eine beeinträchtigte Zelle mit einem unbedeutenden internen Kurzschluss dar. Jede Zelle beginnt mit der Ladung null, wobei das Laden bei etwa 100 Sekunden beginnt. Bei etwa 900 Sekunden ist die intakte Zelle (die erste Ladekurve 402) auf etwa 25 % der Vollladung geladen, ist die schwache Zelle (die zweite Ladekurve 404) auf etwa 31 % der Vollladung geladen und ist die beeinträchtigte Zelle (die dritte Ladekurve 406) auf etwa 21 % der Vollladung geladen. Wie aus der grafischen Darstellung 400 offensichtlich ist, laden sich schwache Zellen schneller als intakte Zellen, während sich beeinträchtigte Zellen langsamer als intakte Zellen laden.
-
5 zeigt einen Ablaufplan 500 eines Verfahrens zum Identifizieren einer beeinträchtigten Batteriezelle gemäß einer Ausführungsform. Im Feld 502 wird eine Zelle entladen und wird eine Entladerate für die Zelle gemessen. Im Feld 504 wird auf der Grundlage der Entladerate eine Entscheidung getroffen. Falls die Entladerate niedrig ist, wird die Zelle im Feld 506 als eine intakte Zelle identifiziert. Falls die Entladerate hoch ist, wird die Zelle im Feld 508 als eine einer Gruppe identifiziert, die eine schwache Zelle oder eine beeinträchtigte Zelle enthält. Im Feld 510 wird die Zelle geladen. Im Feld 512 wird auf der Grundlage der Laderate eine Entscheidung getroffen. Falls die Laderate hoch ist, wird die Zelle im Feld 514 als eine schwache Zelle identifiziert. Falls die Laderate niedrig ist, wird die Zelle im Feld 516 als eine beeinträchtigte Zelle identifiziert. Im Feld 518 wird auf der Grundlage der Identifizierung einer beeinträchtigten Zelle im Feld 516 eine Warnung gesendet.
-
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die Entladerate einer Zelle im Test durch Vergleichen ihrer Entladerate mit der ihrer Nachbarzellen bestimmt. Nachbarzellen werden insgesamt als neu oder intakt angesehen. Somit wird eine Zelle im Test als eine intakte Zelle angesehen, falls ihre Entladerate dieselbe wie eine durchschnittliche Entladerate ihrer Nachbarzellen ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine durchschnittliche Entladerate der Nachbarzellen erhalten werden und kann ein Kriterium oder Schwellenwert in Bezug auf die durchschnittliche Entladerate festgesetzt werden. Wenn die Zelle im Test innerhalb des Schwellenwerts liegt, wird sie als dieselbe wie die Nachbarzellen angesehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Schwellenwert eine Standardabweichung in Bezug auf die durchschnittliche Entladerate oder ein ausgewähltes Vielfaches der Standardabweichung sein. Falls die Entladerate der Zelle im Test kleiner als die durchschnittliche Entladerate ihrer Nachbarzellen ist, wird sie entweder als eine schwache Zelle oder als eine beeinträchtigte Zelle angesehen. Die Entladerate kann als kleiner als die ihrer Nachbarzellen angesehen werden, wenn der Wert ihres Anstiegs außerhalb des in Bezug auf die durchschnittliche Entladerate definierten Schwellenwerts liegt.
-
Ähnlich wird die Laderate einer Zelle im Test durch Vergleichen ihrer Laderate mit der der Nachbarzellen bestimmt. Falls die Laderate der Zelle im Test größer als die durchschnittliche Laderate ihrer Nachbarzellen (d. h. größer als ein in Bezug auf die durchschnittlich Laderate definierter oberer Schwellenwert) ist, wird sie als eine schwache Zelle angesehen. Falls die Laderate der Zelle im Test kleiner als die ihrer Nachbarzellen (d. h. kleiner als ein in Bezug auf die durchschnittliche Laderate definierter unterer Schwellenwert) ist, wird sie als eine beeinträchtigte Zelle angesehen.
-
6 zeigt einen Ablaufplan 600 eines Verfahrens zum Bestimmen einer Anwesenheit einer beeinträchtigten Batteriezelle innerhalb einer Batteriebaugruppe. Das Verfahren beginnt im Feld 602. Im Feld 604 werden zwei Mengen erzeugt. Eine erste Menge von Batteriezellen (die Menge A) stellt Batteriezellen dar, die eine Laderate aufweisen, die während eines Ladeereignisses kleiner als eine durchschnittliche Entladerate für die Batteriebaugruppe ist. Eine zweite Menge von Batteriezellen (die Menge B) stellt Zellen dar, die eine Entladerate aufweisen, die während eines Entladeereignisses größer als eine durchschnittliche Entladerate für die Batteriebaugruppe ist. Zu Beginn (d. h., bevor irgendwelche Tests ausgeführt worden sind) sind die Menge A und die Menge B leere Mengen. Folglich ist die Schnittmenge der Menge A und der Menge B die leere Menge (A ∩ B = Ø).
-
Im Feld 606 werden der Strom und der SOC der Batteriezellen gemessen. Der Strom gibt an, ob sich die Zellen laden oder entladen. Im Feld 608 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob die Schnittmenge der Menge A und der Menge B immer noch die leere Menge ist. Falls die Schnittmenge nicht leer ist, geht das Verfahren zum Feld 616 über und wird ein Warnsignal erzeugt. Die Warnung gibt die Anzahl der Zellen an, die in der Schnittmenge der Menge A und der Menge B sind. Daraufhin geht das Verfahren zum Feld 606 zurück und erhält zusätzliche Messwerte des Stroms und des SOC. Zurück im Feld 608 geht das Verfahren zum Feld 610 über, falls die Schnittmenge die leere Menge ist.
-
Im Feld 610 wird das Vorzeichen des Stroms geprüft. Falls der Strom kleiner oder gleich null ist (d. h., falls sich Zellen entladen oder in Ruhe sind), geht das Verfahren zum Feld 612 über. Falls der Strom stattdessen größer als null ist (d. h., falls sich Zellen laden), geht das Verfahren zum Feld 614 über. Im Feld 612 werden Zellen, die sich schneller als mit einer durchschnittlichen Entladerate der Batteriebaugruppe entladen, in der Menge B angeordnet. Im Feld 614 werden Zellen, die sich langsamer als mit einer durchschnittlichen Entladerate der Batteriebaugruppe laden, in der Menge A angeordnet. Entweder von dem Feld 612 oder von dem Feld 614 geht das Verfahren für weitere Messungen zum Feld 606 über.
-
Nachdem der Test wenigstens einmal entweder über das Feld 612 oder über das Feld 614 gegangen ist, ist er im Feld 608 in der Lage, beeinträchtigte Zellen zu identifizieren. Diese beeinträchtigten Zellen werden zu Elementen sowohl der Menge A (d. h. niedrige Laderate) als auch der Menge B (d. h. hohe Entladerate).
-
Somit enthält die Schnittmenge der Menge A und der Menge B beeinträchtigte Zellen. Wenn die Schnittmenge der Menge A und der Menge B nicht leer ist, geht das Verfahren zum Feld 616 über, in dem ein Alarm erzeugt wird. Im Feld 616 kann außerdem die Anzahl beeinträchtigter Batteriezellen berichtet werden.
-
7 zeigt eine Beziehung 700 zwischen der Wärmeerzeugung in einer Batteriezelle und einem internen Kurzschluss. Der interne Kurzschluss ist in Ohm entlang der Abszisse gezeigt und die Wärme ist in Watt entlang der Ordinatenachse gezeigt. Wie durch die Linie 702 gezeigt ist, nimmt die Menge der durch eine kurzgeschlossene oder beeinträchtigte Batteriezelle erzeugten Wärme zu, während der Widerstand des Kurzschlusses abnimmt. Der Schwellenwiderstand 704 gibt einen Widerstand an, oberhalb dessen die Wärme zu thermischer Instabilität führt. Wenn der Widerstand des Kurzschlusses größer als etwa ein Ohm ist, führt die Menge der erzeugten Wärme nicht zu thermischer Instabilität. Wenn der Widerstand des Kurzschlusses dagegen kleiner als etwa ein Ohm ist, kann die resultierende erzeugte Wärme zu thermischer Instabilität führen. Somit ist es erwünscht, beeinträchtigte Batteriezellen zu detektieren, wenn der Widerstand irgendeines Kurzschlusses darin immer noch größer als etwa ein Ohm ist. Das hier offenbarte Verfahren detektiert die Anwesenheit von Kurzschlüssen, wenn der Widerstand des internen Kurzschlusses etwa über 1 bis 2 Ohm ist.
-
Die hier offenbarten Verfahren können ausgeführt werden, ohne dass es erforderlich ist, dass das Fahrzeug ausgeschaltet oder im Leerlauf gelassen ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können beeinträchtigte Batteriezellen identifiziert und ersetzt werden, bevor eine thermische Instabilität auftreten kann.
-
Obwohl die obige Offenbarung anhand beispielhafter Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht der Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente für Elemente davon ersetzt werden können, ohne von ihrem Schutzumfang abzuweichen. Zusätzlich können viele Abwandlungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Schutzumfang abzuweichen. Somit soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die bestimmten offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern alle Ausführungsformen, die in ihrem Schutzumfang liegen, enthalten.
