WO2012163504A2 - Vorrichtung und verfahren zum automatischen entladen einer batterie eines fahrzeuges - Google Patents

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Markus Meiler
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Bernd Spier
Hartung Wilstermann
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Definitions

  • the invention relates to a device and a method for automatically discharging a battery with a number of electrochemical energy stores, which are interconnected in parallel and / or in series with one another by means of cell connectors, wherein the
  • US 2010/0026242 A1 discloses a method and a device for discharging an electrical energy store, in particular for a hybrid vehicle.
  • the device for discharging comprises an energy storage system, a first discharge resistor, which by means of a first connector with the
  • Energy storage system is connectable, at least one storage unit with a pressurized cooling medium, so that the cooling medium generates a cooling flow when opening the storage unit.
  • the cooling flow can be supplied to the first discharge resistor when the energy store is being discharged, in order to dissipate the heat produced during the discharge.
  • the discharge of the energy storage device can be activated by means of a triggering signal, the triggering signal being transmitted automatically by the vehicle and / or manually by means of a remote control by the rescue personnel.
  • the triggering signal being transmitted automatically by the vehicle and / or manually by means of a remote control by the rescue personnel.
  • Discharge of the energy storage device by means of a signal of a collision sensor or by means of a detection unit which detects a hybrid vehicle imminent collision, automatically activated.
  • the invention is based on the object, a comparison with the prior art improved device and an improved method for automatic discharge
  • a device for automatically discharging a battery with a number of electrochemical energy stores, which are interconnected in parallel and / or in series with one another by means of cell connectors, has at least one discharge resistor, by means of which the automatic discharging can be carried out.
  • the battery has a battery monitoring unit connected to a monitoring element arranged on the cell connector, the battery monitoring unit continuously transmitting a first operating signal to the monitoring element during trouble-free operation and / or the monitoring element continuously sending a second operating signal to the battery monitoring unit, wherein if the first fails
  • the battery is automatically discharged by means of the at least one discharge resistor.
  • the battery monitoring unit and / or the monitoring element sends or sends their respective operating signal at regular intervals to its counterpart.
  • the monitoring element preferably serves to monitor occurring voltages and flowing current for a predetermined number of electrochemical energy stores, wherein a resistance can be determined by means of detected values of the voltage and of the current.
  • the battery monitoring unit is in particular a control unit, by means of which the battery can be monitored and charging and discharging operations are regulated during operation of the battery.
  • the device according to the invention is the safety of the vehicle
  • the at least one discharge resistor is within one
  • Battery housing in which the electrochemical energy storage are arranged, whereby the discharge resistor is advantageously protected from contamination and / or mechanical influences.
  • the discharge resistor is an internal resistance of the electrochemical energy store, at least by arranging the
  • Internal resistance is at least a part of the stored in the electrochemical energy storage electrical energy in the same as heat can be implemented.
  • the respective discharge resistor is preferably designed so that the battery discharges relatively slowly and thus the generated and stored electrical energy is relatively slowly converted into heat.
  • the cell connectors are as one
  • Cell connector board formed so that no separate items for connecting the electrochemical energy storage with each other are required.
  • the cell connector board is arranged pole side on the electrochemical energy storage, wherein the cell connector board is provided on its upper side with the cell connectors, whereby the electrochemical energy storage are connected in series and / or parallel electrically.
  • the cell connectors are as a molding with the Cell connector board formed, wherein the cell connectors are electrically contacted with electrical traces of the cell connector board.
  • the cell connector board is provided for example for monitoring charging and discharging the individual electrochemical energy storage and temperature monitoring.
  • the cell connector board is provided with recesses for a passage of poles of the electrochemical energy storage. These recesses are formed such that the poles of the respective electrochemical energy store can be passed therethrough and have a free play in these recesses, so that the poles are not due to dimensional differences of the electrochemical
  • the cell connector of the cell connector board are connected to the poles of the electrochemical energy storage form, material, and / or non-positively, for example, screwed, riveted, soldered, welded and / or press-welded. In this way, the cell connectors with the electrochemical energy storage are perfectly contacted and firmly connected to them, so that the electrochemical energy storage are held by means of cell connectors on the cell connector board.
  • the cell connectors are formed as a cell connector board, it is in particular
  • the compensation resistor can also be arranged as a separate electrical component on the cell connector board or integrated into this.
  • the number of separate components of the device preferably decreases, so that it can be configured in a particularly advantageous manner as a compact unit.
  • the battery is a traction battery of an electric vehicle, a hybrid vehicle or a vehicle powered by fuel cells, wherein the battery is a high-voltage battery.
  • the device for automatically discharging the battery is designed in a particularly advantageous manner as a self-sufficient functioning electronics, so that the function of the device, for example, not based on further arranged in or on the vehicle detection units, as known from the prior art.
  • the invention relates to a method for automatically discharging a battery of a vehicle having a number of electrochemical energy stores, which are interconnected in parallel and / or in series with one another by means of cell connectors, and the automatic discharging is carried out by means of at least one discharge resistor.
  • a first operating signal is continuously transmitted to the monitoring element by means of a battery monitoring unit connected to a monitoring element arranged on a cell connector in trouble-free operation and / or continuously by means of the monitoring element a second
  • Sent operating signal to the battery monitoring unit wherein in the absence of the first operating signal and / or the second operating signal, the battery is discharged automatically by means of the at least one discharge resistor.
  • the electrical energy of the battery is converted into heat within a few hours, the battery is so slow time and / or temperature controlled discharge that no dangerous overheating occurs when discharging the battery.
  • the method provides for cooling the electrochemical energy store and / or the discharge resistor during discharging, so that excessive heat development during discharge of the battery is counteracted.
  • Fig. 1 shows schematically a block diagram of a device for automatic
  • the single FIGURE shows a block diagram of a device 1 according to the invention for automatically discharging a battery 2 of a vehicle.
  • the device 1 comprises the battery 2, a battery monitoring unit 3 and a discharge resistor 4.
  • the battery 2 is a traction battery of an electric vehicle, a hybrid vehicle with an electrically driven drive unit or a fuel cell operated vehicle.
  • the battery 2 has a battery housing not shown in detail, in which a number of electrochemical energy storage 2.1 to 2.n is arranged.
  • the electrochemical energy storage 2.1 to 2.n are designed as deep-cycle lithium-ion batteries that are rechargeable and thus reusable.
  • each one has the electrochemical
  • the individual electrochemical energy stores 2.1 to 2.n are electrically connected to each other by means of a cell connector board, not shown, d. H. connected in series and / or in parallel with each other.
  • the cell connector board has recesses which correspond to recesses of cell connectors arranged on an upper side of the cell connector board.
  • the cell connector board and the cell connectors are formed as a molded part.
  • the cell connectors are electrically contacted with electrical conductors of the cell connector board, so that by means of the cell connector board, for example, a monitoring of charging and discharging the individual electrochemical energy storage and monitoring the temperature is feasible.
  • a monitoring element is arranged as a transmitting and receiving unit at the cell connectors, which is connected by means of cell connectors electrically conductive to the cell connector board.
  • the poles are screwed to the cell connector, whereby the electrochemical energy storage 2.1 to 2.n firmly connected to the cell connectors and thus also connected to the cell connector board and are electrically contacted.
  • the contact resistance is composed of contact resistances and resistances of the materials of the poles, the cell connectors and the screw.
  • the cell connector board designed as a compensation resistor discharge resistor 4 is arranged as an electrical component and part of the device 1.
  • a compensation resistor as a discharge resistor 4
  • a plurality of compensation resistors can also be used and arranged on the cell connector board.
  • the cell connector board of the battery 2 is wirelessly or wired to the battery monitoring unit 3 arranged in or on the vehicle.
  • Battery monitoring unit 3 is a control unit, by means of which parameters of the battery 2 are monitored and the battery 2 is regulated.
  • the inventive device 1 is described as follows.
  • a first operating signal S ! sends to the arranged on the cell connector monitoring elements.
  • the transmitted first operating signal Si the information of a trouble-free operation is sent to the monitoring elements and thus also to the cell connector board of the battery 2. Additionally or alternatively, the monitoring elements in regular
  • the battery monitoring unit 3 no longer transmits the first operating signal Si and thus the monitoring element transmits the first operating signal S ! no longer receives, within the cell connector board, which is connected to the monitoring elements, a signal for automatically discharging the battery 2, that is, the electrochemical energy storage 2.1 to 2.n generated.
  • the monitoring elements emit the second operating signal S 2 alternatively or additionally, the signal for automatically discharging the battery 2, that is to say the electrochemical, is generated if the battery 2 is damaged
  • the signal is a triggering signal, so that a circuit integrated in the cell connector board, in which the discharge resistance 4 arranged as a compensation resistor is arranged as an electrical load, is automatically closed.
  • the compensation resistor designed as a discharge resistor 4 is particularly preferably designed for a higher power loss.
  • the discharge resistor 4 represents the electrical consumer, electrical energy in the form of current is still generated by means of the electrochemical energy store 2.1 to 2.n, which current flows in the now closed circuit. If the electrical energy supplied to the discharge resistor 4, this converts the electrical energy into heat, whereby the electrochemical energy storage 2.1 to 2.n are gradually discharged.
  • the battery monitoring unit 3 is damaged and the connection between it and the monitoring elements and thus to the cell connector board of the battery 2 is interrupted, which prevents the electrochemical
  • Recharge energy storage 2.1 to 2.n when reaching a certain state of charge Recharge energy storage 2.1 to 2.n when reaching a certain state of charge.
  • the respective electrochemical energy storage 2.1 to 2.n further generates electrical energy, which flows through the internal resistance as a current, so that a voltage drop occurs and thus the electrical energy is converted into heat.
  • the energy generated by the electrochemical energy stores 2.1 to 2.n continue to be converted by the contact resistance into heat, so that the respective electrochemical energy storage 2.1 to 2.n is also gradually discharged by means of the contact resistance occurring at the cell connector.
  • the electrochemical energy storage 2.1 to 2.n are so by means of
  • a cooling device is arranged within the battery housing, so that the electrical energy storage 2.1 to 2.n and preferably the discharge resistor 4 can be cooled during discharge.
  • the cooling device Alternatively or in addition to the cooling by means of the cooling device, the
  • Battery housing also be designed to be permeable, so that the generated during the triggered automatic discharge of the electrochemical energy storage 2.1 to 2.n heat can be dissipated by convection from the battery case.
  • the battery 2 of the vehicle is discharged relatively slowly, whereby a high heat development by converting the electrical energy by means of the discharge resistor 4, the
  • the battery 2, d. H. the electrochemical energy storage 2.1 to 2.n, are in case of damage to the battery 2 and / or damage to the
  • Battery monitoring unit 3 automatically discharged, so that a fire and / or explosion of the battery 2 is substantially excluded or is. In addition, the automatic discharge of the battery 2 is also triggered when the battery 2 is removed from the vehicle.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zum automatischen Entladen einer Batterie (2) mit einer Anzahl von elektrochemischen Energiespeichern (2.1 bis 2.n), welche mittels Zellverbindern parallel und/oder seriell miteinander verschaltet sind, wobei das automatische Entladen mittels mindestens eines Entladewiderstandes (4) durchführbar ist. Erfindungsgemäß weist die Batterie (2) eine mit einem an dem Zellverbinder angeordneten Überwachungselement verbundene Batterieüberwachungseinheit (3) auf, wobei die Batterieüberwachungseinheit (3) im störungsfreien Betrieb fortlaufend ein erstes Betriebssignal (S1) an das Überwachungselement sendet und/oder das Überwachungselement fortlaufend ein zweites Betriebssignal an die Batterieüberwachungseinheit (3) sendet, wobei bei einem Ausbleiben des ersten Betriebssignals (S1) und/oder des zweiten Betriebssignals die Batterie (2) mittels des mindestens einen Entladewiderstandes (4) automatisch entladbar ist

Description

Vorrichtung und Verfahren zum automatischen Entladen einer Batterie eines Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Entladen einer Batterie mit einer Anzahl von elektrochemischen Energiespeichern, welche mittels Zellverbindern parallel und/oder seriell miteinander verschaltet sind, wobei das
automatische Entladen mittels mindestens eines Entladewiderstandes durchführbar ist.
Aus der US 2010/0026242 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entladung eines elektrischen Energiespeichers, insbesondere für ein Hybridfahrzeug bekannt.
Kollidiert das Hybridfahrzeug mit einem Objekt, besteht die Gefahr, dass der
Energiespeicher beschädigt ist und somit ein Gefährdungspotential für
Fahrzeuginsassen, Rettungspersonal und/oder andere zu Hilfe eilenden Personen darstellt. Die Vorrichtung zur Entladung umfasst ein Energiespeichersystem, einen ersten Entladewiderstand, welcher mittels eines ersten Verbinders mit dem
Energiespeichersystem verbindbar ist, mindestens eine Speichereinheit mit einem unter Druck stehenden Kühlmedium, so dass das Kühlmedium beim Öffnen der Speichereinheit einen Kühlstrom erzeugt. Der Kühlstrom ist dem ersten Entladewiderstand beim Entladen des Energiespeichers zuführbar, um die bei der Entladung entstehende Wärme abzuführen. Die Entladung des Energiespeichers ist mittels eines Auslösesignals aktivierbar, wobei das Auslösesignal automatisch vom Fahrzeug und/oder manuell mittels einer Fernsteuerung vom Rettungspersonal gesendet wird. Alternativ dazu ist die
Entladung des Energiespeichers mittels eines Signals eines Kollisionssensors oder mittels einer Erfassungseinheit, die eine dem Hybridfahrzeug bevorstehende Kollision erfasst, automatisch aktivierbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur automatischen Entladung
BESTÄTIGUNGSKOPIE eines Energiespeichers, insbesondere einer Lithium-Ionen-Batterie, eines Fahrzeuges anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Vorrichtung zum automatischen Entladen einer Batterie mit einer Anzahl von elektrochemischen Energiespeichern, welche mittels Zellverbindern parallel und/oder seriell miteinander verschaltet sind, weist mindestens einen Entladewiderstand auf, mittels dessen das automatische Entladen durchführbar ist. Erfindungsgemäß weist die Batterie eine mit einem an dem Zellverbinder angeordneten Überwachungselement verbundene Batterieüberwachungseinheit auf, wobei die Batterieüberwachungseinheit im störungsfreien Betrieb fortlaufend ein erstes Betriebssignal an das Überwachungselement sendet und/oder das Überwachungselement fortlaufend ein zweites Betriebssignal an die Batterieüberwachungseinheit sendet, wobei bei einem Ausbleiben des ersten
Betriebssignals und/oder des zweiten Betriebssignals die Batterie mittels des mindestens einen Entladewiderstandes automatisch entladbar ist.
Ist ein Fahrzeug, in welchem die Vorrichtung angeordnet ist, beispielsweise in eine Kollision involviert, wodurch die Batterieüberwachungseinheit beschädigt wurde und somit kein erstes Betriebssignal an das Überwachungselement sendet, liegt ein Störfall vor, so dass das Entladen der Batterie automatisch eingeleitet wird. Vorzugsweise senden bzw. sendet die Batterieüberwachungseinheit und/oder das Überwachungselement ihr jeweiliges Betriebssignal in regelmäßigen Abständen an seinen Gegenüber.
Dabei dient das Überwachungselement vorzugsweise der Überwachung von auftretenden Spannungen und fließendem Strom für eine vorgegebene Anzahl von elektrochemischen Energiespeichern, wobei sich mittels erfasster Werte der Spannung und des Stromes ein Widerstand ermitteln lässt.
Die Batterieüberwachungseinheit ist insbesondere eine Steuereinheit, mittels welcher die Batterie überwachbar ist sowie Lade- und Entladevorgänge im Betrieb der Batterie regelbar sind. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Sicherheit der im Fahrzeug
angeordneten Batterie bei Beschädigung derselben in besonders vorteilhafter Weise erhöht, da eine Brand- und/oder Explosionsgefahr im Fall einer Beschädigung vermieden oder zumindest vermindert ist. Dabei ist die Brand- und/oder Explosionsgefahr selbst nach Tagen der Beschädigung weitestgehend ausgeschlossen.
Dadurch, dass die Brand- und/oder Explosionsgefahr der beschädigten Batterie vermieden oder zumindest vermindert ist, ist eine Gefährdung von Fahrzeuginsassen, einem Rettungspersonal und weiteren zu Hilfe eilenden Personen insbesondere bei einer Verunfallung des Fahrzeuges weitestgehend ausgeschlossen.
Besonders bevorzugt ist der mindestens eine Entladewiderstand innerhalb eines
Batteriegehäuses, in welchem sich die elektrochemischen Energiespeicher befinden, angeordnet, wodurch der Entladewiderstand vorteilhaft vor Verschmutzungen und/oder mechanischen Einflüssen geschützt ist.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Entladewiderstand um einen Innenwiderstand des elektrochemischen Energiespeichers, einen zumindest durch Anordnung der
Zellverbinder auftretenden Übergangswiderstand und/oder einen Ausgleichswiderstand als elektrisches Bauteil.
Bei Entladung des jeweiligen elektrochemischen Energiespeichers mittels seines
Innenwiderstandes ist zumindest ein Teil der in dem elektrochemischen Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie in demselben als Wärme umsetzbar.
Dabei ist der jeweilige Entladewiderstand vorzugsweise so ausgeführt, dass die Batterie vergleichsweise langsam entlädt und somit die erzeugte und gespeicherte elektrische Energie relativ langsam in Wärme umsetzbar ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die Zellverbinder als eine
Zellverbinderplatine ausgebildet, so dass keine separaten Einzelteile zur Verbindung der elektrochemischen Energiespeicher untereinander erforderlich sind.
Dabei ist die Zellverbinderplatine polseitig auf den elektrochemischen Energiespeichern angeordnet, wobei die Zellverbinderplatine an ihrer Oberseite mit den Zellverbindern versehen ist, wodurch die elektrochemischen Energiespeicher seriell und/oder parallel elektrisch miteinander verschaltet sind. Die Zellverbinder sind als ein Formteil mit der Zellverbinderplatine ausgebildet, wobei die Zellverbinder mit elektrischen Leiterbahnen der Zellverbinderplatine elektrisch kontaktiert sind. Die Zellverbinderplatine ist beispielsweise zur Überwachung von Lade- und Entladevorgängen der einzelnen elektrochemischen Energiespeicher und zur Temperaturüberwachung vorgesehen.
Die Zellverbinderplatine ist mit Aussparungen für eine Durchführung von Polen der elektrochemischen Energiespeicher versehen. Diese Aussparungen sind derart ausgeformt, dass die Pole des jeweiligen elektrochemischen Energiespeichers durch diese hindurchführbar sind und in diesen Aussparungen ein freies Spiel haben, so dass die Pole nicht aufgrund von Abmessungsdifferenzen der elektrochemischen
Energiespeicher, insbesondere Höhendifferenzen der Pole in diesen Aussparungen verklemmbar sind. Dadurch sind Beschädigungen der Zellverbinderplatine vermeidbar.
Die Zellverbinder der Zellverbinderplatine sind mit den Polen der elektrochemischen Energiespeicher form-, stoff-, und/oder kraftschlüssig verbunden, beispielsweise verschraubt, vernietet, verlötet, verschweißt und/oder pressgeschweißt. Auf diese Weise sind die Zellverbinder mit den elektrochemischen Energiespeichern perfekt kontaktiert und fest mit diesen verbunden, so dass die elektrochemischen Energiespeicher mittels der Zellverbinder an der Zellverbinderplatine gehalten sind.
Sind die Zellverbinder als Zellverbinderplatine ausgebildet, ist es in besonders
vorteilhafter Weise möglich, das Überwachungselement an der Zellverbinderplatine anzuordnen oder in diese zu integrieren.
Darüber hinaus ist der Ausgleichswiderstand als separates elektrisches Bauteil ebenfalls an der Zellverbinderplatine anordbar oder in diese integrierbar.
Sind das Überwachungselement und der Ausgleichswiderstand in die Zellverbinderplatine integriert oder fest mit dieser verbunden, verringert sich bevorzugt die Anzahl separater Bauteile der Vorrichtung, so dass dieselbe in besonders vorteilhafter Weise als kompakte Baueinheit ausgebildet sein kann.
In einer Ausgestaltung handelt es sich bei der Batterie um eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeuges, eines Hybridfahrzeuges oder eines mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeuges, wobei die Batterie eine Hochvolt-Batterie ist. Die Vorrichtung zum automatischen Entladen der Batterie ist in besonders vorteilhafter Weise als eine autark funktionierende Elektronik ausgeführt, so dass die Funktion der Vorrichtung beispielsweise nicht auf weiteren im oder am Fahrzeug angeordneten Erfassungseinheiten, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, basiert.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum automatischen Entladen einer Batterie eines Fahrzeuges mit einer Anzahl von elektrochemischen Energiespeichern, welche mittels Zellverbindern parallel und/oder seriell miteinander verschaltet sind und das automatische Entladen mittels mindestens eines Entladewiderstandes durchgeführt wird. Erfindungsgemäß werden bzw. wird mittels einer mit einem an einem Zellverbinder angeordneten Überwachungselement verbundenen Batterieüberwachungseinheit im störungsfreien Betrieb fortlaufend ein erstes Betriebssignal an das Überwachungselement gesendet und/oder mittels des Überwachungselementes fortlaufend ein zweites
Betriebssignal an die Batterieüberwachungseinheit gesendet, wobei bei einem Ausbleiben des ersten Betriebssignals und/oder des zweiten Betriebssignals die Batterie mittels des mindestens einen Entladewiderstandes automatisch entladen wird.
Dabei wird die elektrische Energie der Batterie innerhalb einiger Stunden in Wärme umgesetzt, wobei die Batterie so langsam zeit- und/oder temperaturgesteuert entladen wird, dass keine gefährliche Überhitzung beim Entladen der Batterie auftritt.
Darüber hinaus sieht das Verfahren in einer vorteilhaften Ausgestaltung vor, den elektrochemischen Energiespeicher und/oder den Entladewiderstand während des Entladens zu kühlen, so dass einer übermäßigen Wärmentwicklung beim Entladen der Batterie entgegen gewirkt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt die:
Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum automatischen
Entladen einer Batterie eines Fahrzeuges.
In der einzigen Figur ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum automatischen Entladen einer Batterie 2 eines Fahrzeuges dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst die Batterie 2, eine Batterieüberwachungseinheit 3 und einen Entladewiderstand 4.
Bei der Batterie 2 handelt es sich um eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeuges, eines Hybridfahrzeuges mit einer elektrisch betriebenen Antriebseinheit oder eines mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeuges.
Die Batterie 2 weist ein nicht näher dargestelltes Batteriegehäuse auf, in welchem eine Anzahl von elektrochemischen Energiespeichern 2.1 bis 2.n angeordnet ist. Die elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n sind als zyklenfeste Lithium-Ionen- Akkumulatoren ausgeführt, die wieder aufladbar und somit mehrfach verwendbar sind.
Wie jede reale Spannungsquelle besitzt jeder der elektrochemischen
Energiespeicher 2.1 bis 2.n einen Innenwiderstand.
Die einzelnen elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n sind mittels einer nicht gezeigten Zellverbinderplatine elektrisch miteinander verbunden, d. h. seriell und/oder parallel miteinander verschaltet.
Dazu weist die Zellverbinderplatine Aussparungen auf, die mit Aussparungen von auf einer Oberseite der Zellverbinderplatine angeordneten Zellverbindern korrespondieren. Vorzugsweise sind die Zellverbinderplatine und die Zellverbinder als ein Formteil ausgebildet. Die Zellverbinder sind mit elektrischen Leiterbahnen der Zellverbinderplatine elektrisch kontaktiert, so dass mittels der Zellverbinderplatine beispielsweise eine Überwachung von Lade- und Entladevorgängen der einzelnen elektrochemischen Energiespeicher und eine Überwachung der Temperatur durchführbar ist.
Darüber hinaus ist an den Zellverbindern jeweils ein Überwachungselement als Sende- und Empfangseinheit angeordnet, welches mittels der Zellverbinder elektrisch leitend mit der Zellverbinderplatine verbunden ist.
Zur elektrischen Kontaktierung sind die Pole des jeweiligen elektrochemischen
Energiespeichers 2.1 bis 2.n durch die miteinander korrespondieren Aussparungen der Zellverbinderplatine und des Zellverbinder geführt. Vorzugsweise sind die Pole mit dem Zellverbinder verschraubt, wodurch die elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n fest mit den Zellverbindern und somit auch mit der Zellverbinderplatine verbunden und elektrisch kontaktiert sind.
Dadurch, dass es sich bei den Polen der elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n sowie bei den Zellverbindern um elektrisch leitende Körper handelt und die Pole beispielsweise mittels Schrauben an den Zellverbindern befestigt sind, tritt an dieser Stelle ein Übergangswiderstand auf. Dabei setzt sich der Übergangswiderstand aus Kontaktwiderständen und Widerständen der Materialien der Pole, der Zellverbinder sowie der Schraube zusammen.
Über den Übergangswiderstand fällt eine von einer oder von beiden mittels des
Zellverbinders verbundenen elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n erzeugten Spannung im Betrieb der Batterie 2 ab.
Weiterhin ist an der Zellverbinderplatine der als Ausgleichswiderstand ausgeführte Entladewiderstand 4 als elektrisches Bauteil und Bestandteil der Vorrichtung 1 angeordnet.
Alternativ zur Anordnung eines Ausgleichswiderstandes als Entladewiderstand 4 können auch mehrere Ausgleichswiderstände verwendet werden und an der Zellverbinderplatine angeordnet sein.
Die Zellverbinderplatine der Batterie 2 ist drahtlos oder drahtgebunden mit der im oder am Fahrzeug angeordneten Batterieüberwachungseinheit 3 verbunden. Bei der
Batterieüberwachungseinheit 3 handelt es sich um eine Steuereinheit, mittels der Parameter der Batterie 2 überwacht werden und die Batterie 2 geregelt wird.
Um zu vermeiden, dass die Batterie 2 im Beschädigungsfall, beispielsweise durch eine Kollision des Fahrzeuges, eine Gefährdung für die Fahrzeuginsassen und beispielsweise für ein Rettungspersonal darstellt, da die Batterie 2 brennen und/oder explodieren kann, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 wie folgt beschrieben.
Dabei ist vorgesehen, dass die Batterieüberwachungseinheit 3 in regelmäßigen
Abständen ein erstes Betriebssignal S! an die an den Zellverbinder angeordneten Überwachungselemente sendet. Mittels des gesendeten ersten Betriebssignals Si wird die Information eines störungsfreien Betriebs an die Überwachungselemente und somit auch an die Zellverbinderplatine der Batterie 2 gesendet. Zusätzlich oder alternativ können die Überwachungselemente in regelmäßigen
Abständen ein zweites Betriebssignal an die Batterieüberwachungseinheit 3 senden, wodurch ebenfalls ein störungsfreier Betrieb signalisiert wird.
Ist die Batterieüberwachungseinheit 3, beispielsweise aufgrund der Kollision des
Fahrzeuges beschädigt, ist die Verbindung zwischen der Batterieüberwachungseinheit 3 und den Überwachungselementen und somit der Batterie 2 gestört, so dass das erste Betriebssignal Si für den störungsfreien Betrieb nicht aussendbar ist. Es liegt ein Störfall vor.
Dadurch, dass die Batterieüberwachungseinheit 3 das erste Betriebssignal Si nicht mehr sendet und somit das Überwachungselement das erste Betriebssignal S! nicht mehr empfängt, wird innerhalb der Zellverbinderplatine, die mit den Überwachungselementen verbunden ist, ein Signal zum automatischen Entladen der Batterie 2, d. h. der elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n erzeugt.
Ist vorgesehen, dass die Überwachungselemente alternativ oder zusätzlich das zweite Betriebssignal S2 aussenden, wird bei Beschädigung der Batterie 2 das Signal zum automatischen Entladen der Batterie 2, d. h. der elektrochemischen
Energiespeicher 2.1 bis 2.n, mittels der Überwachungselemente und der Elektronik der Zellverbinderplatine selbsttätig ausgelöst. Hierbei werden die elektrochemischen
Energiespeicher 2.1 bis 2.n, wie im Folgenden näher beschrieben, automatisch entladen.
Das Signal ist ein Auslösesignal, so dass ein in die Zellverbinderplatine integrierter Schaltkreis, in welchem der als Ausgleichswiderstand angeordnete Entladewiderstand 4 als elektrischer Verbraucher angeordnet ist, automatisch geschlossen wird. Hierzu ist der als Entladewiderstand 4 ausgeführte Ausgleichswiderstand besonders bevorzugt auf eine höhere Verlustleistung ausgelegt.
Dadurch, dass der Entladewiderstand 4 den elektrischen Verbraucher darstellt, wird mittels der elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n weiterhin elektrische Energie in Form von Strom erzeugt, welcher in dem nun geschlossenen Schaltkreis fließt. Wird die elektrische Energie dem Entladewiderstand 4 zugeführt, wandelt dieser die elektrische Energie in Wärme um, wodurch die elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n allmählich entladen werden. Die Batterieüberwachungseinheit 3 ist beschädigt und die Verbindung zwischen dieser und den Überwachungselementen und somit zu der Zellverbinderplatine der Batterie 2 ist unterbrochen, wodurch verhindert ist, dass sich die elektrochemischen
Energiespeicher 2.1 bis 2.n bei Erreichen eines bestimmten Ladezustandes erneut aufladen.
Der jeweilige elektrochemische Energiespeicher 2.1 bis 2.n erzeugt weiterhin elektrische Energie, die als Strom den Innenwiderstand durchfließt, so dass ein Spannungsabfall auftritt und somit die elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird.
Zusätzlich wird die von den elektrochemischen Energiespeichern 2.1 bis 2.n erzeugte Energie weiterhin mittels des Übergangswiderstandes in Wärme umgewandelt, so dass der jeweilige elektrochemische Energiespeicher 2.1 bis 2.n auch mittels des an den Zellverbinder auftretenden Übergangswiderstandes allmählich entladen wird.
Die elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n werden also mittels des
Innenwiderstandes, mittels des Übergangswiderstandes und mittels des als
Ausgleichswiderstand ausgeführten Entladewiderstandes 4 entladen.
Bevorzugt ist innerhalb des Batteriegehäuses eine Kühlvorrichtung angeordnet, so dass die elektrischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n und vorzugsweise der Entladewiderstand 4 während des Entladens kühlbar sind.
Alternativ oder zusätzlich zur Kühlung mittels der Kühlvorrichtung kann das
Batteriegehäuse auch permeabel ausgeführt sein, so dass die beim ausgelösten automatischen Entladen der elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n entstehende Wärme mittels Konvektion aus dem Batteriegehäuse abführbar ist.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird die Batterie 2 des Fahrzeuges vergleichsweise langsam entladen, wodurch einer hohen Wärmeentwicklung durch die Umwandlung der elektrischen Energie mittels des Entladewiderstandes 4, des
Innenwiderstandes und des Übergangswiderstandes in Wärme entgegen gewirkt ist.
Die Batterie 2, d. h. die elektrochemischen Energiespeicher 2.1 bis 2.n, werden bei Beschädigung der Batterie 2 und/oder bei Beschädigung der
Batterieüberwachungseinheit 3 automatisch entladen, so dass ein Brand und/oder eine Explosion der Batterie 2 im Wesentlichen ausgeschlossen sind bzw. ist. Darüber hinaus wird das automatische Entladen der Batterie 2 auch dann ausgelöst, wenn die Batterie 2 aus dem Fahrzeug entfernt wird.
Bezugszeichenliste
Vorrichtung
Batterie
elektrochemischer Energiespeicher Batterieüberwachungseinheit
Entladewiderstand erstes Betriebssignal

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung (1 ) zum automatischen Entladen einer Batterie (2) mit einer Anzahl von elektrochemischen Energiespeichern (2.1 bis 2.n), welche mittels Zellverbindern parallel und/oder seriell miteinander verschaltet sind, wobei das automatische Entladen mittels mindestens eines Entladewiderstandes (4) durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Batterie
(2) eine mit einem an dem Zellverbinder angeordneten
Überwachungselement verbundene Batterieüberwachungseinheit (3) aufweist, wobei die Batterieüberwachungseinheit (3) im störungsfreien Betrieb fortlaufend ein erstes Betriebssignal (S^ an das Überwachungselement sendet und/oder das Überwachungselement fortlaufend ein zweites Betriebssignal an die
Batterieüberwachungseinheit
(3) sendet, wobei bei einem Ausbleiben des ersten Betriebssignals (S^ und/oder des zweiten Betriebssignals die Batterie (2) mittels des mindestens einen Entladewiderstandes (4) automatisch entladbar ist.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Entladewiderstand (4) innerhalb eines Batteriegehäuses angeordnet ist.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Entladewiderstand (4) ein Innenwiderstand des
elektrochemischen Energiespeichers (2.1 bis 2.n), ein Übergangswiderstand und/oder ein Ausgleichswiderstand ist.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zellverbinder als eine Zellverbinderplatine ausgebildet sind.
5. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Überwachungselement an der Zellverbinderplatine angeordnet ist.
6. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ausgleichswiderstand an der Zellverbinderplatine angeordnet ist.
7. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Batterie (2) eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeuges, eines
Hybridfahrzeuges oder eines Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeuges ist.
8. Verfahren zum automatischen Entladen einer Batterie (2) mit einer Anzahl von elektrochemischen Energiespeichern (2.1 bis 2.n), welche mittels Zellverbindern parallel und/oder seriell miteinander verschaltet sind, wobei das automatische Entladen mittels mindestens eines Entladewiderstandes (4) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
mittels einer mit einem an einem Zellverbinder angeordneten
Überwachungselement verbundenen Batterieüberwachungseinheit (3) im störungsfreien Betrieb fortlaufend ein erstes Betriebssignal (Si) an das
Überwachungselement gesendet wird und/oder mittels des
Überwachungselementes fortlaufend ein zweites Betriebssignal an die
Batterieüberwachungseinheit (3) gesendet wird, wobei bei einem Ausbleiben des ersten Betriebssignals (S^ und/oder des zweiten Betriebssignals die Batterie (2) mittels des mindestens einen Entladewiderstandes (4) automatisch entladen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (2) mittels eines Innenwiderstandes der elektrochemischen Energiespeicher (2.1 bis 2.n), eines Übergangswiderstandes und/oder eines Ausgleichswiderstandes automatisch entladen wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die elektrochemischen Energiespeicher (2.1 bis 2.n) und/oder der
Entladewiderstand (4) während des Entladens gekühlt werden.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013215581A1 (de) * 2013-08-07 2015-02-12 Robert Bosch Gmbh Batterie mit Notentladefunktion
US9240693B2 (en) 2013-12-05 2016-01-19 Ford Global Technologies, Inc. Battery discharge device with self-adjusting resistance
US10483510B2 (en) 2017-05-16 2019-11-19 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
US10632857B2 (en) 2016-08-17 2020-04-28 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US10661646B2 (en) 2017-10-04 2020-05-26 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US10886513B2 (en) 2017-05-16 2021-01-05 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based integration
US11088412B2 (en) 2017-09-13 2021-08-10 Shape Corp. Vehicle battery tray with tubular peripheral wall
US11155150B2 (en) 2018-03-01 2021-10-26 Shape Corp. Cooling system integrated with vehicle battery tray
US11211656B2 (en) 2017-05-16 2021-12-28 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support feature
US11214137B2 (en) 2017-01-04 2022-01-04 Shape Corp. Vehicle battery tray structure with nodal modularity
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013204538A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezellmodul und Verfahren zum Betreiben eines Batteriezellmoduls
DE102013204541A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezelleinheit mit Batteriezelle und ultraschneller Entladeschaltung und Verfahren zur Überwachung einer Batteriezelle
DE102014207239A1 (de) 2014-04-15 2015-10-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Energiespeicher und Verfahren zur Entsorgung eines Energiespeichers
DE102014217525A1 (de) * 2014-09-02 2016-03-03 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von Batteriesystemen
DE102014220054A1 (de) * 2014-10-02 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh Steuergerät und Verfahren zum Steuern eines Betriebs einer das Steuergerät umfassenden elektrochemischen Energiespeichereinrichtung für ein System zur elektrochemischen Energiespeicherung
EP3396737A1 (de) 2017-04-27 2018-10-31 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Batteriezelle
DE102020214168A1 (de) 2020-11-11 2022-05-12 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Überführung einer Batterie in einen sicheren Zustand und eine Batterie

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100026242A1 (en) 2006-12-22 2010-02-04 Forsloew Daniel Method and arrangement for discharging an energy storage system for electrical energy

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3332163C1 (de) * 1983-09-06 1985-04-11 Wolfgang Samedan Weinlechner Verfahren und Vorrichtung zum Entladen einer Nickel-Kadmium-Batterie
JP2961853B2 (ja) * 1990-09-26 1999-10-12 ソニー株式会社 二次電池の保護装置
US5355072A (en) * 1991-07-31 1994-10-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery discharging apparatus
JPH11191436A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Hitachi Ltd 蓄電保護器
DE102007047713A1 (de) * 2007-10-05 2009-04-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Entladung des Hochspannungsnetzes
EP2219246A1 (de) * 2009-02-10 2010-08-18 Autoliv Development AB Sicherheitsanordnung für ein Kraftfahrzeug
KR101394414B1 (ko) * 2009-09-04 2014-05-14 아우토리브 디벨롭먼트 아베 차량 배터리 안전 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100026242A1 (en) 2006-12-22 2010-02-04 Forsloew Daniel Method and arrangement for discharging an energy storage system for electrical energy

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013215581A1 (de) * 2013-08-07 2015-02-12 Robert Bosch Gmbh Batterie mit Notentladefunktion
US9240693B2 (en) 2013-12-05 2016-01-19 Ford Global Technologies, Inc. Battery discharge device with self-adjusting resistance
US11273697B2 (en) 2016-08-17 2022-03-15 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US10632857B2 (en) 2016-08-17 2020-04-28 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US11660950B2 (en) 2016-08-17 2023-05-30 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US11214137B2 (en) 2017-01-04 2022-01-04 Shape Corp. Vehicle battery tray structure with nodal modularity
US10483510B2 (en) 2017-05-16 2019-11-19 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
US10886513B2 (en) 2017-05-16 2021-01-05 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based integration
US11691493B2 (en) 2017-05-16 2023-07-04 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
US11211656B2 (en) 2017-05-16 2021-12-28 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support feature
US11088412B2 (en) 2017-09-13 2021-08-10 Shape Corp. Vehicle battery tray with tubular peripheral wall
US10661646B2 (en) 2017-10-04 2020-05-26 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US11267327B2 (en) 2017-10-04 2022-03-08 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US10960748B2 (en) 2017-10-04 2021-03-30 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US11787278B2 (en) 2017-10-04 2023-10-17 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US11155150B2 (en) 2018-03-01 2021-10-26 Shape Corp. Cooling system integrated with vehicle battery tray
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component

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WO2012163504A3 (de) 2013-04-11
DE102011103118A1 (de) 2012-12-06

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