DE112009002541T5

DE112009002541T5 - Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen der Isolierung einer Zellmodulanordnung und Tester dafür

Info

Publication number: DE112009002541T5
Application number: DE112009002541T
Authority: DE
Inventors: Ju-Seok Lee; John E Namgoong
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2008-10-13
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2029-10-13
Also published as: DE112009002541B4; CN102203627A; KR101180830B1; CN102203627B; US20110191043A1; JP2012505513A; JP5208278B2; US8359175B2; KR20100041213A; WO2010044571A3; WO2010044571A2

Abstract

Eine Vorrichtung zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung, die aus einer Mehrzahl von Taschenzellen zusammengesetzt ist, enthalt eine erste Testereinheit, die elektrisch mit einer Elektrode der Zellmodulanordnung verbunden ist, eine zweite Testereinheit, die elektrisch mit Aluminiumfilmen von ausgewählten der Taschenzellen in der Zellmodulanordnung verbunden sind, und eine Messeinheit zum Messen eines Isolationswiderstands zwischen der ersten Testereinheit und der zweiten Testereinheit. Diese Vorrichtung kann Isolationswiderstände einer Mehrzahl von Taschenzellen der Zellmodulanordnung gleichzeitig messen, wodurch ein schnelleres Isolationsprufen sichergestellt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überprüfen der Isolierung einer Zellmodulanordnung, die aus mehreren Taschenzellen zusammengesetzt ist, und einen Tester hierfür. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum schnellen Uberprufen und Bestimmen der Isolierung der gesamten Zellmodulanordnung durch ein Sondenmittel, wie zum Beispiel einen Tester, der elektrisch mit allen der mehreren Taschenzellen verbindbar ist, und einen Tester hierfur.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Zellmodulanordnung ist eine Anordnung, die aus mehreren Taschenzellen zusammengesetzt ist. Die Taschenzelle weist in sich eine Batteriezelle auf und eine Polymerhulle, die einer Tasche entspricht, ist dazu vorgesehen, die Batteriezelle zu umgeben.
Mit Bezug auf 1, die eine perspektivische Ansicht ist, die eine Abbildung einer Taschenzelle zeigt, und 2, die eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' ist, weist eine Taschenzelle 100 Elektroden 110, eine Tasche 120 und eine Batteriezelle 130 auf.
Um eine solche Taschenzelle 100 herzustellen, wie sie in 3 gezeigt ist, wird ein Taschenmaterial mit einer vorbestimmten Größe, das dazu geeignet ist, die Batteriezelle 130 einzuwickeln, an einem oberen und unteren Abschnitt der Batteriezelle 130 angeklebt.
Die Tasche 120 schutzt die Batteriezelle 130 und ist als ein Aluminiumfilm derart ausgestaltet, dass sie elektrochemische Eigenschaften der Batteriezelle 130 ergänzt und ihre thermische Widerstandskraft verbessert. Auch ist der Aluminiumfilm mit einem isolierenden Material, wie zum Beispiel PET(Polyethylenterephthalat)-Harz oder Nylon-Harz beschichtet, um eine Isolierung der Batteriezelle 130 nach außen sicherzustellen.
Falls die obere und untere Tasche so gebondet sind, dass die Tasche so ausgestaltet ist, wie sie in 3 gezeigt ist, kann CPP (verfulltes Polypropylen) oder PP (Polypropylen) fur die Klebung zwischen der oberen und unteren Tasche verwendet werden. Wie in 4 gezeigt ist, weist die Abdichtoberflache, die als eine außere Peripherie dient, die zum Ankleben der Tasche 120 verwendet wird, In diesem Fall isolierende Schichten 121, Aluminiumfilme 123 und eine Klebeschicht 125 auf.
Falls die innere Struktur der Taschenzelle 100 wegen eines außeren Einflusses defekt oder beschadigt ist, so dass die Isolierung der Taschenzelle 100 zerstort ist, kann die Batteriezelle eine normale Spannung nicht aufrechterhalten, sondern führt zu Niederspannung, die in einem Anschwellen der inneren Batteriezelle führen kann.
Dies kann zu Folgeproblemen, wie zum Beispiel eine Explosion der Batteriezelle, führen, was für einen Benutzer oder angebrachte Ausrustung verheerend ist, weshalb bevorzugt wird, die Isolierung der Taschenzelle 100 grundlich zu prufen und damit eine Minderwertigkeit grundsatzlich zu beseitigen.
5 zeigt eine Zellmodulanordnung 200, die aus mehreren Taschenzellen zusammengesetzt ist, die wie oben ausgestaltet sind, und die Zellmodulanordnung 200 ist ein Batteriemodul, bei dem mehrere Taschenzellen 100 wie oben miteinander in Reihe verbunden sind. Ein Abschnitt der Taschenzelle 100, der der Elektrode 110 entspricht (siehe 1), ist elektrisch mit einer Elektrode 210 verbunden, die an der Zellmodulanordnung 200 vorgesehen ist, und die Tasche 120 jeder Taschenzelle 100 ist teilweise nach außen freigegeben.
6 illustriert eine Vorrichtung zum Prufen einer Isolationsbestandigkeit der Zellmodulanordnung, die herkömmlich allgemein verwendet wird. Wie in 6 gezeigt ist, ist eine Testereinheit 310 elektrisch mit der Elektrode 210 verbunden, und eine andere Testereinheit 320 ist elektrisch mit dem Aluminiumfilm 123 der Tasche verbunden, der nach außen freigelegt ist. Danach werden elektrische charakteristische Werte beider Testereinheiten 310, 320 gemessen.
Bei dem obigen Verfahren soll eine Testereinheit mit dem Aluminiumfilm 123 verbunden sein, um Isolierung zu messen. Die Testereinheit 320 ist jedoch mit dem Aluminiumfilm 123 punktkontaktiert, was einen zuverlassigen Kontakt nicht sicherstellen kann. Wenn eine Kraft fur einen besseren physikalischen Kontakt zwischen der Testereinheit 320 und dem Aluminiumfilm 123 angelegt wird, kann daruber hinaus die äußere Peripherie der Tasche leicht wegen ihrer Materialeigenschaften deformiert werden, ohne die angelegte Kraft aufzunehmen, so dass es nicht leicht ist, den physikalischen Kontakt für die elektrische Verbindung zwischen der Testereinheit 320 und dem Aluminiumfilm 123 aufrechtzuerhalten, was es erschwert, die Überprufungsarbeit durchzuführen.
Zusätzlich ist die Zellmodulanordnung allgemein aus mehreren Zellen zusammengesetzt, und die mehreren Zellen sollten einzeln nacheinander gemessen werden, um die Isolation der Zellmodulanordnung selbst zu bestimmen, was, entsprechend der Anzahl von Zellen, viel Zeit benotigt.
Als eine Folge sichert der Isolationstest fur die Taschenzelle wegen der oben genannten allgemeinen Bedingungen nicht die Zuverlassigkeit und viel Zeit wird fur die Testarbeit verwendet. Damit ist es schwierig, schlechte Zellen oder schlechte Zellmodulanordnungen zu entfernen, und das Aussehen der Tasche kann leicht gestört werden. Zusätzlich kann das obige Verfahren wegen der obigen Probleme ein Hindernis beim Automatisieren der Isolationstestarbeit sein.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist dazu gestaltet, die Probleme des Standes der Technik zu lösen, und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum effektiven Messen und Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung durch Verwendung einer Testereinheit, die elektrisch mit allen Taschen einer Mehrzahl von Taschen verbunden werden kann, die in der Zellmodulanordnung enthalten sind, und einen Tester hierfür bereitzustellen.
Andere Aufgaben und Vorteile werden unten erklärt werden und konnen leicht aus den folgenden Ausfuhrungsformen verstanden werden. Auch konnen die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch in den Anspruchen definierte Komponenten und ihre Kombinationen realisiert werden.
Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung bereit, die aus einer Mehrzahl von Taschenzellen zusammengesetzt ist, wobei die Vorrichtung ein erstes Testermittel, das elektrisch mit einer Elektrode der Zellmodulanordnung verbunden ist, ein zweites Testermittel, das elektrisch mit Aluminiumfilmen von ausgewahlten der Taschenzellen in der Zellmodulanordnung verbunden ist, und ein Messmittel zum Messen eines Isolierungswiderstands zwischen dem ersten Testermittel und dem zweiten Testermittel aufweist.
Bevorzugt kann die Vorrichtung ferner ein Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Isolierung der Taschenzellen durch Vergleichen des gemessenen Isolationswiderstands mit einem Bezugswert enthalten.
Auch kann das zweite Testermittel zumindest eine Nut aufweisen und die Aluminiumfilme der Mehrzahl ausgewahlter Taschenzellen konnen in der Nut zusammengezogen werden. Zu diesem Zeitpunkt kann die Nut eine Führung zum Fuhren einer Gleitbewegung und eine Schlitteneinheit umfassen, die seitlich entlang der Fuhrung beweglich ist. Zusatzlich ist das zweite Testermittel bevorzugt aus leitendem elastischem Material gemacht und das leitende elastische Material ist bevorzugt ein leitendes Silizium-Gummi.
Zusammen damit kann der Bezugswert identisch mit einem Bezugswert zum Bestimmen einer Isolierung einer einzelnen Taschenzelle eingestellt werden, und falls Bezugswerte zum Bestimmen einer Isolierung der Mehrzahl ausgewählter Taschenzellen nicht identisch zueinander sind, kann der Bezugswert auf einen kleinsten Wert der Bezugswerte eingestellt werden.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung vorgesehen, die aus einer Mehrzahl von Taschenzellen zusammengesetzt ist, wobei das Verfahren einen ersten Kontaktschritt zum elektrischen Verbinden eines ersten Testermitteis mit einer Elektrode der Zellmodulanordnung, einem zweiten Kontaktschritt zum elektrischen Verbinden eines zweiten Testermittels mit Aluminiumfilmen von ausgewählten der Taschenzellen in der Zellmodulanordnung und einen Messschritt zum Messen eines Isolationswiderstands zwischen dem ersten Testermittel und dem zweiten Testermittel umfasst.
In einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Tester zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung durch Messen eines Isolationswiderstands zwischen einer Elektrode einer Zellmodulanordnung, die aus mehreren Taschenzellen zusammengesetzt ist, und Aluminiumfilmen ausgewählter der Mehrzahl von Taschenzellen bereitgestellt, wobei der Tester einen Kontaktabschnitt aufweist, der elektrisch mit allen Aluminiumfilmen der Mehrzahl ausgewählter Taschenzellen verbunden wird.
Die Vorrichtung und das Verfahren zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung und der Tester hierfur ermoglichen eine schnelle Messung und ein Prufen der Isolierung der Zellmodulanordnung.
Da die Isolierung der Zellmodulanordnung selbst gepruft wird, bevor einzelne Batteriezellen gepruft werden, kann das Isolierungsprüfen für einzelne Batteriezellen auch abhängig von dem Prüfergebnis des vorhergehenden Zellmodulanordnungsprufens ausgeschlossen werden, so dass die vorliegende Erfindung dasselbe Ergebnis ohne das Durchfuhren eines Isolierungsprüfens fur jede Batteriezelle ausgegeben kann, was Zeit und Kosten fur die Prufarbeit spurbar reduzieren kann.
Hiermit werden das Material und die Struktur des Testers, der mit einer Mehrzahl von Zellen verbunden wird, verbessert, wie in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, um einen zuverlassigen elektrischen Kontakt sicherzustellen, wodurch ein zuverlassigeres Isolierungsprufverfahren bereitgestellt wird.
KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
Andere Aufgaben und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausfuhrungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen klar werden, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Abbildung einer Taschenzelle zeigt;
2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' der 1 ist;
3 eine schematische Ansicht ist, die illustriert, wie die Taschenzelle ausgestaltet ist;
4 eine Schnittansicht ist, die eine außere Peripherie der Taschenzelle zeigt;
5 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Abbildung einer Zellmodulanordnung zeigt, die aus einer Mehrzahl von Taschenzellen zusammengesetzt ist;
6 eine perspektivische Ansicht ist, die illustriert, wie eine Isolierung einer Zellmodulanordnung in einem herkömmlichen Fall bestimmt wird;
7 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
8 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Ausfuhrungsform des Verfahrens zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung gemaß der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 eine schematische Ansicht ist, die eine Ausfuhrungsform eines Testers zeigt, der in einer Vorrichtung zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung gemaß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
10 eine schematische Ansicht ist, die eine andere Ausfuhrungsform des Testers zeigt, der in der Vorrichtung zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung gemaß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
11 ein Blockdiagramm ist, das eine Vorrichtung zum Prufen einer Isolierung gemaß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
12 ein Schaltbild ist, das ein Ersatzschaltbild eines Isolationswiderstands einer Zellmodulanordnung gemaß der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Hiernach werden bevorzugte Ausfuhrungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Vor der Beschreibung sollte verstanden werden, dass die in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendeten Ausdrucke nicht als auf ihre allgemeine und lexikalische Bedeutung beschrankt verstanden werden sollen, sondern auf der Grundlage der Bedeutung und Konzepte, entsprechen den technischen Aspekten der vorliegenden Erfindung, auf der Grundlage des Prinzips ausgelegt werden sollen, dass der Erfinder geeignete Ausdrücke fur die beste Erklärung definieren darf.
Daher ist die hierin vorgeschlagene Beschreibung einfach ein zu bevorzugendes Beispiel nur zum Zweck der Illustration, das nicht zur Beschrankung des Schutzbereichs der Erfindung vorgesehen ist, so dass verstanden werden sollte, dass andere Aquivalente und Modifikationen hieran vorgenommen werden konnen, ohne vom Grundgedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Hiernach wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prufen von Isolierung, namlich eines Isolierungswiderstands, einer Zellmodulanordnung 200 gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Tester hierfur im Detail mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erklart werden.
Die Isolierungsprufvorrichtung der vorliegenden Erfindung pruft eine Isolierung der Zellmodulanordnung 200, die aus einer Mehrzahl von Taschenzellen 100 zusammengesetzt ist. Hier ist eine erste Testereinheit 310 elektrisch mit einer Elektrode 210 der Zellmodulanordnung 200 verbunden, wie in 8 gezeigt ist.
Die Mehrzahl von Taschenzellen 100 ist mit der Zellmodulanordnung 200 in Reihe verbunden, wie in dem Ersatzschaltbild der 12 gezeigt ist, so dass Elektroden von Zellen, die an einem Ende der Zellmodulanordnung vorgesehen sind, als Elektroden der Zellmodulanordnung 200 angesehen werden konnen.
Zusammen hiermit wird eine zweite Testereinheit 320 elektrisch mit Seiten, namlich mit Aluminiumfilmen verbundenen, von Taschen 120 von ausgewählten Zellen aus der Mehrzahl von Taschenzellen 100 kontaktiert, wie in 8 gezeigt ist. Alle Taschenzellen 100 konnen mit der zweiten Testereinheit 320 kontaktiert werden, oder verschiedene Anzahlen von Taschenzellen gleich oder größer als zwei konnen abhangig von dem zu messenden Gegenstand ausgewahlt werden.
Wie oben genannt wurde, ist die zweite Testereinheit 320 bevorzugt mit allen Taschenzellen 100 der Zellmodulanordnung 200 kontaktiert, um einen Isolationswiderstand der Zellmodulanordnung 200 zu messen, um eine gesamte und integrierte Isolierung der Zellmodulanordnung 200 zu prufen.
Obwohl in den Zeichnungen und der folgenden Beschreibung illustriert und beschrieben ist, dass die Zellmodulanordnung (CMA) 200 aus acht Batteriezellen zusammengesetzt ist, ist dies nur ein Beispiel, und die Zellmodulanordnung kann aus verschiedenen Anzahlen von Batteriezellen zusammengesetzt sein.
Die zweite Testereinheit 320 ist aus einem leitenden Material gemacht, das sich in einer Zangenrichtung von ihr erstreckt, wie in 8 gezeigt ist, und sie kann auf verschiedene Wege unabhangig von ihrer Form modifiziert werden, wenn sie mit allen Taschen der Mehrzahl von Taschenzellen 100 kontaktiert werden kann. Die erste Testereinheit 310 und die zweite Testereinheit 320 sind elektrisch mit einer vorbestimmten Messvorrichtung oder einer Prüfvorrichtung 300 in Kontakt.
Wie oben erklart, weist die Tasche 120 der Taschenzelle 100, abweichend von anderen Zellarten, eine schwache physikalische Haltekraft auf, so dass die zweite Testereinheit 320 bevorzugt aus leitendem elastischem Material gemacht ist. Verschiedene Materialarten, die Leitfähigkeit und Elastizitat aufweisen, konnen für die Tasche 120 verwendet werden, und leitendes Silizium-Gummi mit hoher Leitfahigkeit und hoher Flexibilität wird als das leitende elastische Material bevorzugt.
Da die zweite Testereinheit 320, insbesondere ihr Abschnitt, der mit dem Aluminiumfilm kontaktiert wird, wie oben beschrieben aus leitendem elastischem Material gemacht ist, kann ein externer physikalischer Druck, der auf den Taschenaluminiumfilm angelegt wird, primär verringert oder verteilt werden, um eine Beschadigung am Aussehen des Aluminiumfilms der Tasche zu minimieren und ferner ihren elektrischen Kontakt zu verbessern, wodurch letztlich ein stabiler Betrieb der Zellmodulanordnung 200 gefordert wird.
Wenn die Testereinheiten 310, 320 mit der Elektrode der Zellmodulanordnung 200 und den ausgewahlten Taschen (S100, siehe 7) kontaktiert werden, misst das Messmittel der vorliegenden Erfindung einen Isolationswiderstand zwischen der ersten Testereinheit 310 und der zweiten Testereinheit 320 (S110, siehe 7). Das Messmittel kann die Prufvorrichtung 300 sein, wie in 8 gezeigt ist, oder das Messmittel kann ein Modul sein, das in der Prufvorrichtung 300 enthalten ist.
Ein Bestimmungsmittel, das in einigen Ausführungsformen hinzugefügt werden kann, vergleicht den gemessenen Isolationswiderstand zwischen der ersten und zweiten Testereinheit mit einem Referenzwert, um eine Isolierung der Batteriezelle (S120, siehe 7) zu bestimmen.
Das Bestimmungsmittel kann als ein logischer Schaltkreis ausgestaltet sein, der die obige Funktion ausführt, und es kann als ein Modul in der Prüfvorrichtung ausgestaltet sein, wie in 8 gezeigt ist, wie dem Fachmann klar sein wird.
Die Prufvorrichtung mit dem Messmittel und dem Bestimmungsmittel der vorliegenden Erfindung wird spater im Detail beschrieben werden.
Unterdessen weist die zweite Testereinheit 320, die mit dem Aluminiumfilm der Tasche 120 zu verbinden ist, bevorzugt mehrere Nuten 321 auf, in die eine Mehrzahl der ausgewählten Taschenaluminiumfilme durch Einpassen kontaktiert werden, um einen Kontakt und eine Kontaktbestandigkeit zwischen der zweiten Testereinheit 320 und dem Aluminiumfilm der Tasche 120 zu verbessern.
Da der Aluminiumfilm der Tasche 120 in die Nut 321 gefugt und mit ihr kontaktiert ist, kann wegen der außeren Wand der Nut eine physikalische Haltekraft sichergestellt werden, wodurch ein stabilerer elektrischer Kontakt sichergestellt ist.
Die zweite Testereinheit 320 enthält auch bevorzugt zumindest eine visuelle Anzeige 325, wie zum Beispiel eine LED oder Elektrochromvorrichtung, so dass ein Benutzer visuell erkennen kann, dass die Tasche 120 elektrisch mit der zweiten Testereinheit 320 oder der Nut 321 der zweiten Testereinheit 320 kontaktiert ist, wie in 9 gezeigt ist, um die Bequemlichkeit bei der Verwendung und die Zuverlassigkeit der Messung zu verbessern.
Die Zellmodulanordnung 200 kann abhangig von der aktuellen Ausrüstung, die darauf geladen ist, oder umgebender Umwelt in verschiedenen Formen gestaltet sein, so dass die Anzahl der Nuten 321, die oben erklart wurde, auch verschiedentlich ausgewählt werden kann, und Spalte zwischen den Nuten 321 konnen bevorzugt auch eingestellt werden.
Mit anderen Worten kann die Nut 321 eine Führung 324 zum Fuhren einer Gleitbewegung und eine Schlitteneinheit 323, die seitlich entlang einer Fuhrungsoberflache der Führung 324 beweglich ist, wie in 10 gezeigt ist, aufweisen. Zu diesem Zeitpunkt sollte der elektrische Kontakt zwischen der Schlitteneinheit 323 und der zweiten Testereinheit 320 aufrechterhalten werden.
Hiernach wird die Prufvorrichtung 300 der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf 11 erklart.
Wie in 11 gezeigt ist, kann die Isolationsprufvorrichtung 300 der Zellmodulanordnung 200 gemaß der vorliegenden Erfindung eine elektrische Wert-Eingabeeinheit 301, eine Messeinheit 303, eine Anzeige 305, eine Bestimmungseinheit 307 und eine Bezugseinstelleinheit 309 umfassen.
Die elektrische Wert-Eingabeeinheit 301 ist ein Modul, das elektrisch mit der ersten und zweiten Testeinheit 310, 320 verbunden ist, die oben erklart wurde, und die elektrische Wert-Eingabeeinheit 301 ist auch mit der Messeinheit 303 der vorliegenden Erfindung verbunden.
Die Messeinheit 303 misst einen elektrischen charakteristischen Wert, wie zum Beispiel einen Isolationswiderstand von der ersten und zweiten Testeinheit 310, 320 über die elektrische Wert-Eingabeeinheit 301. Die Messeinheit 303 ist dazu ausgestaltet, den gemessenen Isolationswiderstand derart an die Anzeige 305 auszugeben, dass ein Benutzer oder ein Manager sie visuell prüfen kann.
Zusatzlich wird der Isolationswiderstand, der in der Messeinheit 303 gemessen ist, in die Bestimmungseinheit 307 der vorliegenden Erfindung eingegeben, und die Bestimmungseinheit 307 liest einen Bezugswert zum Prufen einer Isolierung der Zellmodulanordnung 200 von der Bezugseinstelleinheit 309 und bestimmt eine Isolierung durch Vergleichen der Isolationswiderstandseingabe von der Messeinheit mit dem Bezugswert. Das Bestimmungsergebnis kann an die Anzeige 305 ausgegeben und gekoppelt werden, so dass ein Benutzer sie visuell erkennen kann.
Die Bezugseinstelleinheit 309 kann eine Datenbank für den Bezugswert in einem internen Speicher speichern und die Bezugseinstelleinheit 309 kann dazu ausgestaltet sein, ein Benutzerverbindungsmittel aufzuweisen, um einen Bezugswert gemaß einer Spezifizierung einer Prufaufgabe, der Anzahl an Batteriezellen oder der Prufumwelt durch einen Benutzer aufzunehmen, zu verändern oder einzustellen.
Hiernach wird der Bezugswert zum Bestimmen einer Isolierung einer Mehrzahl von ausgewählten Batteriezellen gemaß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 12 erklart.
Wie in 12 gezeigt ist, kann der Isolationsbezugswert wie in der folgenden Gleichung 1 unter der Annahme ausgedruckt werden, dass die Zellmodulanordnung 200 aus acht einzelnen Taschenzellen 100 zusammengesetzt ist, wenn Isolationsbezugswerte der einzelnen Taschenzellen als R1, R2, ..., R8 in der Reihenfolge wiedergegeben werden, da der Widerstand Rt, der durch die Testereinheit gemessen wird, einen Widerstandswert r wie einen Widerstand in sich selbst oder einen Kontaktwiderstand aufweist. Gleichung 1
In einem idealen Fall entspricht der Isolationswiderstand jeder Zelle einem sehr großen Wert, der gegen unendlich geht, und der r-Wert ist relativ sehr klein im Vergleich zu dem R-Wert. Angenommen, dass die Widerstände der einzelnen Taschenzellen 100 innerhalb eines erlaubten Bereichs zum Zwecke der bequemen Erklärung gleich sind, kann die Gleichung 1 wie folgt ausgedrückt werden. Gleichung 2
Angenommen, dass ein Bezugswiderstand für den Isolationswiderstand der Batteriezelle a ist, kann bestimmt werden, dass die Batteriezelle ihre Isolation halt, falls der aktuell gemessene Isolationswiderstand der Batteriezelle großer als der a-Wert ist.
Da eine Mehrzahl von Batteriezellen parallel verbunden sind, wie in 12 gezeigt ist, kann der Wert Rrt, der als ein Bezugswert fur die Isolationsbestimmung der Zellmodulanordnung dient, in der acht Batteriezellen integriert sind, Ra/8 sein, wenn ein Isolationswiderstand, der als der Bezugswert für die einzelnen Batteriezellen dient, Ra ist. Wenn der tatsachlich gemessene Isolationswiderstand Rt großer als Ra/8 ist, kann damit die Zellmodulanordnung als die Isolierung haltend bestimmt werden.
Unterdessen kann, obwohl die Isolierung einer einzelnen Batteriezelle beschadigt ist oder obwohl ein Isolationswiderstand einer einzelnen Batteriezelle kleiner als der Bezugsisolationswiderstand ist, der für die einzelne Batteriezelle benotigt wird, der Schaden uberblickt werden, da die Mehrzahl von Batteriezellen parallel verbunden sind und der Isolationswiderstand unter Verwendung der mathematischen Gleichungen beim Messen des Isolationswiderstands der gesamten Zellmodulanordnung berechnet wird.
Während eine Mehrzahl von Widerständen, die parallel verbunden sind, wie oben beschrieben gemessen werden, wird bevorzugt, den Bezugswert so einzustellen, dass er jede Möglichkeit des obigen Falles ausschließt, um eine schlechtere Isolierung einzelner Batteriezellen grundsätzlich zu verhindern.
Die Folgenden sind weiter ergänzende Erklärungen auf der Grundlage konkreter Beispiele. Wenn ein Isolationswiderstandsbezugswert zum Bestimmen einer Isolation einzelner Batteriezellen 100 MΩ ist, ist ein Isolationswiderstand, der tatsachlich durch Experimente gemessen wird, erstens üblicherweise viel größer als 100 MΩ. Eine Batteriezelle, deren Isolationswiderstand als zerstort bestimmt wird, zeigt jedoch einen kleineren Widerstand als 100 MΩ auf.
Wenn der Referenzwiderstand zum Bestimmen einer Isolation jeder Batteriezelle, wenn zwei Batteriezellen parallel verbunden sind, 100 MΩ ist, wie oben beschrieben wurde, wird ein Bezugswiderstand zum Bestimmen der Isolierung der Zellmodulanordnung 50 MΩ. Der Bezugswert kann in ublichen Fällen auf 50 MΩ eingestellt werden, aber wenn tatsachlich gemessene Isolationswiderstände jeweils R1 = 400 MΩ und R2 = 80 MΩ sind, wird ein gemessener Isolationswiderstand Rt, wobei R1 und R2 parallel verbunden sind (R1 × R2)/(R1 + R2) ≈ 67 MΩ.
Bei Betrachtung des obigen Beispiels beim Aspekt parallel verbundener Widerstände ist der Rt-Wert größer als 50 MΩ, so dass es als ein gutes Produkt bestimmt werden kann, dessen Isolation gehalten wird, aber beim Aspekt einzelner Isolationswiderstände kann R2 als ein schlechtes Produkt angesehen werden, dessen Isolation gestort ist, da sein Wert 80 MΩ ist, was kleiner als ein einzelner Bezugswiderstand 100 MΩ ist.
Die obige Beschreibung kann klarer verstanden werden, wenn eine elektrische Schaltungs-Theorie angewendet wird, dass der Gesamtwiderstandswert einer Mehrzahl von Widerstanden, die parallel geschaltet sind, wegen elektrischer Charakteristika nicht großer als ein einzelner Widerstand sein kann.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine Isolation auf eine leichtere und genauere Weise zu prüfen. Damit kann das Isolationsprüfen schneller durchgeführt werden, wenn Zellmodulanordnungen nicht den primaren Prüfprozess durchlaufen, beidem Zellmodulanordnungen ausgewählt werden und dann das Isolationsprufen einzelner Batteriezellen nur fur einzelne Batteriezellen durchgefuhrt wird, die in den ausgewählten Zellmodulanordnungen enthalten sind.
Tabelle 1
Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, wurde im Fall
eine Zellmodulanordnung als beim Isolationsprufen der Zellmodulanordnung normal bestimmt und damit wurden die eigentlichen einzelnen Batteriezellen auch als normal angesehen und der Fall
war ein total entgegengesetzter Fall. Hier im Fall
, in dem eine Zellmodulanordnung als eine schlechte Isolierung aufweisend bestimmt wurde und daher eigentliche einzelne Zellen zusatzlich gepruft und dann als gut bestimmt wurden, gab es kein Problem, außer dass ein zusätzliches Prufen fur einzelne Zellen durchgefuhrt werden sollte.
Im Fall
jedoch wurde die Isolationsprüfung im Sinn der Zellmodulanordnung als normal bestimmt, aber die Zellmodulanordnung hatte eine wesentlich schlechte Batteriezelle, so dass ein Problem auftreten kann, da eine eigentlich schlechte Batteriezelle nicht ausgewahlt werden konnte. Damit wird es erforderlich, einen Bezugswert einzustellen, so dass der Fall
nicht auftritt.
Wenn nur eine arithmetische mathematische Operation in einem parallel Schaltkreis angewendet wird, um einen Isolationswiderstandsbezugswert Rrt der Zellmodulanordnung wie im obigen Beispiel zu berechnen, falls zwei Batteriezellen in der Zellmodulanordnung verbunden sind, ist ein Isolationswiderstandsbezugswert Ra einer einzelnen Zelle 100 MΩ, so dass der berechnete Isolationswiderstandsbezugswert Rrte 50 MΩ wird. Falls vier Batteriezellen in der Zellmodulanordnung verbunden sind, Ware der Isolationswiderstandsbezugswert Rrte 25 MΩ.
Wenn der Bezugswert Rrt fur das Isolationsprufen einer Zellmodulanordnung als der obige Rrte eingestellt wird, kann der Fall
jedoch nicht unterschieden werden. Damit wird es nötig, den Rte als den Bezugswert Ra einer einzelnen Batteriezelle in der obigen Überlegung auszuwahlen.
Im obigen Fall, falls eine Zellmodulanordnung aus zwei Batteriezellen (Ra = 100 MΩ) zusammengesetzt ist, Ware Rrt 50 MΩ, wenn Rrt als Rrte eingestellt wird. Angenommen jedoch, dass Widerstände R1 und R2 jeder Batteriezelle jeweils 400 MΩ und 80 MΩ sind, wird der Isolationswiderstand Rt fur die Prufung 67 MΩ, was als gut bestimmt wird, da er großer als 50 MΩ (Rrte) ist.
Mit anderen Worten, obwohl die Isolation einer einzelnen Batteriezelle eigentlich zerstort ist, wird die Zellmodulanordnung als gut gepruft, was dem Fall
entspricht. Wenn Rrt jedoch als 100 MΩ (Rrte) eingestellt ist, was der Isolationswiderstandsbezugswert einzelner Batteriezellen ist, ist der Isolationswiderstand 67 MQ bei der Prüfung kleiner als 100 MΩ, so dass der Fall
beim Prufprozess im Fall von Zellmodulanordnungen unterschieden werden kann.
Eigentlich wird der Widerstand auf einen sehr kleinen Wert abgesenkt, wenn der Isolationswiderstand defekt ist, so dass der Fall
kaum auftritt. Daher kann der Rrt als Rrte eingestellt werden. Für eine genauere Prufung wird jedoch bevorzugt, Rrt als Ra einzustellen.
Auf der Grundlage des Prinzips einer elektrischen Schaltung, dass der gesamte Widerstand von Batteriezellen, die parallel geschaltet sind, nie großer als ein Widerstand einer einzelnen Batteriezelle ist, wie oben erklart wurde, da die einzelnen Isolationswiderstandsbezugswerte Ra der Batteriezellen ublicherweise identisch sind, wird der Bezugswert Rrt identisch mit dem Bezugswert fur die Isolationsbestimmung einer einzelnen Taschenzelle eingestellt. Auch wenn Isolationswiderstandsbezugswerte Ra einzelner Batteriezellen nicht identisch zueinander sind, wird der kleinste Wert unter ihnen bevorzugt als der Bezugswert Rrt eingestellt.
Das Verfahren zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung, das in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, kann eine so gute Effizienz abgeben, wie es proportional zu der maximalen Anzahl einzelner Batteriezellen im Vergleich mit einem Verfahren zum Prüfen einer Isolierung einzelner Batteriezellen nacheinander proportional ist.
Bei der vorliegenden Erfindung sollte jede Komponente der Prufvorrichtung als eine logische Komponente verstanden werden anstatt als eine physikalisch unterscheidbare Komponente. Mit anderen Worten entspricht jede Komponente einer Komponente, die logisch unterschieden wird, um den technischen Grundgedanken der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Obwohl die Komponente mit einer anderen Komponente integriert ist oder in mehrere untergeordnete Komponenten aufgeteilt ist, wenn sie ausgeführt wird, soll daher eine solche integrierte oder aufgeteilte Komponente auch als im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung Liegend betrachtet werden, wenn sie die Funktion einer logischen Konfiguration der vorliegenden Erfindung ausuben kann.
Zusätzlich kann das Verfahren zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung als computerlesbare Codes in einem computerlesbaren Aufnahmemedium implementiert sein. Das computerlesbare Aufnahmemedium kann jede Art von Aufnahmevorrichtungen sein, in der computerlesbare Daten gespeichert werden konnen. Das computerlesbare Aufnahmemedium kann ROM, RAM, CD-ROM, Magnetband, Diskette, optischer Datenspeicher und so weiter sein, und jede Vorrichtung, die durch Trägerwellen (zum Beispiel Ubertragung über das Internet) funktioniert, ist hierin auch enthalten. Zusatzlich kann das computerlesbare Aufnahmemedium in Computervorrichtungen verteilt sein, die durch ein Netzwerk verbunden sind, so dass computerlesbare Codes in einer verteilten Weise gespeichert und ausgefuhrt werden. Auch funktionale Programme, Codes und Codesegmente zum Implementieren des Verfahrens zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung konnen leicht durch Programmierer im vergleichbaren Gebiet gefolgert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde im Detail beschrieben. Es sollte jedoch verstanden sein, dass die Detailbeschreibung und spezifischen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anzeigen, nur zur Illustration angegeben sind, da verschiedene Veranderungen und Modifikationen innerhalb des Grundgedankens und Schutzbereichs der Erfindung dem Stand der Technik aus dieser detaillierten Beschreibung klar werden.

Claims

Vorrichtung zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung, die aus einer Mehrzahl von Taschenzellen zusammengesetzt ist, wobei die Vorrichtung umfasst: ein erstes Testermittel, das elektrisch mit einer Elektrode der Zellmodulanordnung verbunden ist; ein zweites Testermittel, das elektrisch mit Aluminiumfilmen von ausgewählten der Taschenzellen in der Zellmodulanordnung verbunden ist; und ein Messmittel zum Messen eines Isolationswiderstands zwischen dem ersten Testermittel und dem zweiten Testermittel.
Vorrichtung zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Isolierung der Taschenzellen durch Vergleichen des gemessenen Isolationswiderstands mit einem Bezugswert.
Vorrichtung zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 1, wobei das zweite Testermittel aus leitendem elastischem Material gemacht ist.
Vorrichtung zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 3, wobei das leitende elastische Material ein leitendes Silizium-Gummi ist.
Vorrichtung zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 1, wobei das zweite Testermittel zumindest eine Nut aufweist und die Aluminiumfilme der Mehrzahl ausgewahlter Taschenzellen mit der Nut verbunden sind.
Vorrichtung zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 1, wobei die Nut enthält: eine Führung zum Führen einer Gleitbewegung; und eine Schlitteneinheit, die seitlich entlang der Führung beweglich ist.
Vorrichtung zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 2, wobei der Bezugswert identisch mit einem Bezugswert zum Bestimmen einer Isolierung einer einzelnen Taschenzelle eingestellt ist.
Vorrichtung zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 2, wobei, falls Bezugswerte zum Bestimmen der Isolierung der Mehrzahl ausgewählter Taschenzellen nicht identisch zueinander sind, als Bezugswert ein kleinster Wert der Bezugswerte eingestellt wird.
Verfahren zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung, die aus einer Mehrzahl von Taschenzellen zusammengesetzt ist, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Kontaktschritt zum elektrischen Verbinden eines ersten Testermittels mit einer Elektrode der Zellmodulanordnung; einen zweiten Kontaktschritt zum elektrischen Verbinden eines zweiten Testermittels mit Aluminiumfilmen von ausgewahlten der Taschenzellen in der Zellmodulanordnung; und einen Messschritt zum Messen eines Isolationswiderstands zwischen dem ersten Testermittel und dem zweiten Testermittel.
Verfahren zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 9, ferner umfassend einen Bestimmungsschritt zum Bestimmen einer Isolierung der Batteriezelle durch Vergleichen des gemessenen Isolationswiderstands mit einem Bezugswert.
Verfahren zum Prüfen einer Isolation einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 9, wobei das zweite Testermittel aus einem leitenden elastischen Material gemacht ist.
Verfahren zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 11, wobei das leitende elastische Material ein leitendes Silizium-Gummi ist.
Verfahren zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 9, wobei das zweite Testermittel zumindest eine Nut aufweist und die Aluminiumfilme der Mehrzahl ausgewahlter Taschenzellen mit der Nut verbunden sind.
Verfahren zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 13, wobei die Nut enthalt: eine Führung zum Fuhren einer Gleitbewegung; und eine Schlitteneinheit, die seitlich entlang der Fuhrung beweglich ist.
Verfahren zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 10, wobei der Bezugswert identisch mit einem Bezugswert zum Bestimmen der Isolierung einer einzelnen Taschenzelle eingestellt wird.
Verfahren zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 10, wobei, falls Bezugswerte zum Bestimmen der Isolierung der Mehrzahl ausgewahlter Taschenzellen nicht miteinander identisch sind, der Bezugswert auf einen kleinsten Wert der Bezugswerte eingestellt wird.
Tester zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung durch Messen eines Isolationswiderstands zwischen einer Elektrode einer Zellmodulanordnung, die aus einer Mehrzahl von Taschenzellen zusammengesetzt ist, und Aluminiumfilmen von ausgewahlten der Mehrzahl von Taschenzellen, wobei der Tester einen Kontaktabschnitt aufweist, der elektrisch mit allen Aluminiumfilmen der Mehrzahl ausgewahlter Taschenzellen verbunden ist.
Tester zum Prüfen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 17, wobei der Kontaktabschnitt aus leitendem elastischem Material gemacht ist.
Das Verfahren fur 18. Tester zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 18, wobei das leitende elastische Material ein leitendes Silizium-Gummi ist.
Tester zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 17, wobei der Kontaktabschnitt zumindest eine Nut aufweist und die Aluminiumfilme der Mehrzahl ausgewahlter Taschenzellen mit der Nut in Kontakt sind.
Tester zum Prufen einer Isolierung einer Zellmodulanordnung nach Anspruch 20, wobei die Nut enthalt: eine Fuhrung zum Führen einer Gleitbewegung; und eine Schlitteneinheit, die seitlich entlang der Fuhrung beweglich ist.
Computerlesbares Aufnahmemedium, auf dem ein Programm aufgenommen ist, um ein Verfahren durch einen Computer auszufuhren, um eine Isolierung einer Zellmodulanordnung zu prüfen, die aus einer Mehrzahl von Taschenzellen zusammengesetzt ist, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Kontaktschritt zum elektrischen Verbinden eines ersten Testermittels mit einer Elektrode der Zellmodulanordnung; einen zweiten Kontaktschritt zum elektrischen Verbinden eines zweiten Testermittels mit Aluminiumfilmen von ausgewählten der Taschenzellen in der Zellmodulanordnung; einen Messschritt zum Messen eines Isolationswiderstands zwischen dem ersten Testermittel und dem zweiten Testermittel; und einen Bestimmungsschritt zum Bestimmen einer Isolierung der Batteriezelle durch Vergleichen des gemessenen Isolationswiderstands mit einem Bezugswert.