诊断方法、电池装置的运行方法、设备的运行方法和设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于具有多个电池单池（10）的电池装置（1）的诊断方法，所述诊断方法具有下述步骤：（A）测量相应电池单池（10）的负载电压（U），（B）将相应电池单池（10）的负载电压（U）的一个或多个值与至少一个参考值（Uref）进行比较，和（C）尤其条件决定地，基于比较和尤其步骤（B）中的比较结果，产生表现相应电池单池（10）的电阻性状态和/或热学状态的诊断信号。

【技术实现步骤摘要】
诊断方法、电池装置的运行方法、设备的运行方法和设备
本专利技术涉及一种诊断方法、一种用于电池装置的运行方法、一种用于设备的运行方法、一种控制单元以及一种设备。本专利技术尤其涉及一种用于电池装置的诊断方法、一种用于交通工具的运行方法和一种交通工具。
技术介绍
在多种运行设备中并且尤其在交通工具中，越来越多地将电池装置用于提供运行所必需的能量。为了确保这种能量供给方案的功能安全性，必须考虑下述情形，在所述情形中，内部电阻和/或接触电阻的升高尤其结合单池连接器在电池装置的或电池模块的各个电池单池中局部地引起提高的热通量并且因此局部地引起在电池单池中或在电池单池上的温度升高，其称作为热点。在未观察这种情形的情况下，也就是说即在超过允许的热预算的情况下，能够出现作为基础的电池单池的损坏，直至具有对周围部件的危险的完全失效。因此，巨大的、测量技术方面的耗费是必需的，即由于使用温度传感器等，以便能够在运行期间监控电池模块的或电池装置的各个电池单池。相应的、测量技术方面的耗费与巨大的投资成本相关联，以便提供和维护必要的传感装置。
技术实现思路
相反，具有独立权利要求1的特征的根据本专利技术的诊断方法具有下述优点，在测量技术方面的耗费减小的情况下并且尤其在不设置温度传感器的情况下，能够检测电池装置、电池包或电池模块中的电池单池的运行温度升高的危险。这根据本专利技术借助独立权利要求1的特征通过下述方式实现：提出一种用于具有多个电池单池的电池装置的诊断方法，所述诊断方法具有下述步骤：（A）测量相应电池单池的负载电压，（B）将相应电池单池的负载电压的一个或多个值与至少一个参考值进行比较和（C）——尤其条件决定地——基于比较和尤其步骤（B）中的比较结果，产生表示相应电池单池的电阻性状态和/或热学状态的诊断信号。通过基于相应电池单池的负载电压与至少一个参考值的比较，直接推断出相应电池单池的电阻性的、即关于内部电阻和/或接触电阻的状态和/或热学状态，并且——必要时条件决定地——产生表示所述电阻性状态和/或热学状态的诊断信号，能够放弃设置和使用耗费的温度传感器，而不损害诊断方法的可靠性。从属权利要求示出本专利技术的优选的改进方案。为了提高根据本专利技术的诊断方法的可靠性，根据一个有利的改进方案规定，在测量负载电压的步骤（A）中，单独地和/或分组地测量相应电池单池在多个时刻的负载电压和/或电池装置的多个或全部电池单池的负载电压。原则上存在不同的可能性来产生用于作为基础的电池装置的负载状态。因此，按照根据本专利技术的诊断方法的一个实施方式可能的是，借助注入负载电流执行测量负载电压的步骤（A）。关于负载电流，同样得到可以根据作为基础的电池装置的情形和应用来利用的不同可能性。因此，能够考虑的是，作为负载电流（I）使用：（a）充电电流，（b）放电电流，（c）电流脉冲，（d）在正常运行中出现的运行电流，和/或（e）为了测试产生的测试电流，其尤其分别具有预先确定的最小电流强度、预先确定的最大电流强度、预先确定的最小时间段和/或预先确定的最大时间段。并非每个对作为负载的作为基础的电池装置作用的电流适合于用作为本专利技术的意义上的负载电流。必要时必须关于持续时间和/或电流幅值满足一定的框架条件。因此，在根据本专利技术的方法的一个有利的改进方案中规定，使负载电流和尤其所述负载电流的预先确定的最小值与（a）相应电池单池的构造和/或结构，和/或与（b）相应电池单池的要期待的热学性能和尤其温度，和/或与（c）至少区段地和/或在时间平均上不低于Ith=40A的阈值相关联。关于在比较的步骤（B）中的要用于负载电压U的参考值Uth，不同可能性适合于实施。因此，按照根据本专利技术的诊断方法的一个有利的改进方案规定，在比较的步骤（B）中，作为参考值使用：（a）参考单池的负载电压U，所述参考单池尤其作为电池装置的一部分，和/或（b）负载电压U，所述负载电压是在电池装置的电池单池的一部分或整体上取平均，尤其分别在一个或多个确定的时刻或当前其时间变化曲线。为了继续提高根据本专利技术的诊断方法的可靠性，必须防止，基于暂时超过作为基础的参考值的波动，立即表明关于热学预算或内部电阻和/或接触电阻的临界状态的诊断。因此，按照根据本专利技术的诊断方法的一个有利的改进方案规定，在产生诊断信号的步骤（C）中，完全只有当相应电池单池的负载电压U在数值上在一个或多个时刻超过参考值Uref或在时间区段上超过阈值Uth时，产生表明热学临界状态的诊断信号或用于电池单池的诊断信号。为了确保根据本专利技术的诊断方法与相应应用情形和/或作为基础的电池装置的和形成电池装置的各个电池单池的构造和结构的更好的可匹配性，能够规定，将阈值Uth与以下相关联：（a）相应电池单池的构造和/或结构，（b）相应电池单池的要期待的热学性能、尤其温度，和/或（c）负载电流I的预先确定的最小电流强度、预先确定的最大电流强度、预先确定的最小时间段和/或预先确定的最大时间段相互关联，和/或不低于Uth=40mV的值。在下述情况下能够进一步提高根据本专利技术的诊断方法的可靠性和精确性：初始在无负载的状态下测量电池装置的电池单池的空载电压并且将其作为校正值或结合校正值准备好和使用，尤其关于在电池装置的全部电池单池上取平均的空载电压。此外，本专利技术涉及一种用于电池装置、尤其用于电池包或电池模块的运行方法，其中为了控制电池装置的运行，使用根据本专利技术的诊断方法。根据本专利技术的另一方面，提出一种用于设备和尤其用于交通工具、电动交通工具和/或混合动力交通工具的运行/控制方法，其中结合设备的能量供给使用根据本专利技术的诊断方法和/或根据本专利技术的用于电池装置的运行方法。此外，本专利技术提出一种用于电池装置和尤其用于设备、交通工具、电动交通工具、混合动力交通工具的控制单元，所述控制单元被构造用于执行根据本专利技术的诊断方法、电池装置的根据本专利技术的运行方法和/或设备的根据本专利技术的运行/控制方法，并且具有与此相应的机构。此外，本专利技术提出一种设备、尤其是交通工具、电动交通工具、混合动力交通工具，其为了控制运行而具有根据本专利技术的控制单元。附图说明参考所附的附图详细描述本专利技术的实施方式。图1至3以图形的形式示出在电池装置中的电池单池的内部电阻和/或接触电阻的不同值下的根据本专利技术的诊断方法的实施方式中的测量结果。图4以图形的形式示出从对图1至3的实验中获得的电压差的更详细的细节和相互间的比较。图5以图形的形式与对图1至4的实验中的结果比较地示出在具有多个电池单池的电池装置中在时间上在应用中出现的温度变化。图6以示意图示出一种电池装置，其中能够使用根据本专利技术的方法的实施方式。具体实施方式下面参考图1至6详细描述本专利技术的实施例。相同的和等价的以及相同地或等价地起作用的元件和部件用相同的附图标记表示。并非在其出现的每个情况下都复述所表示的元件和部件的详细说明。示出的特征和其他特性能够以任意形式彼此独立和任意彼此组合，而不脱离本专利技术的核心。首先，参考图6阐述本专利技术的结构方面。图6以示意俯视图示出电池装置1的一个实施方式，如该电池装置能够结合根据本专利技术的诊断方法和相应的运行设备使用。根据图6的电池装置1由多个、在此为16个单独的电池单池10构成。每个电池单池10处于电池装置1的壳体2的内部中，分别具有自身的壳体5并且在其内部中具有用本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于具有多个电池单池（10）的电池装置（1）的诊断方法，所述方法具有下述步骤：（A）测量相应电池单池（10）的负载电压（U），（B）将相应电池单池（10）的负载电压（U）的一个或多个值与至少一个参考值（Uref）进行比较，和（C）尤其条件决定地，基于比较和尤其步骤（B）中的比较结果，产生表现相应电池单池（10）的电阻性状态和/或热学状态的诊断信号。

【技术特征摘要】
2016.05.03 DE 102016207571.31.用于具有多个电池单池（10）的电池装置（1）的诊断方法，所述方法具有下述步骤：（A）测量相应电池单池（10）的负载电压（U），（B）将相应电池单池（10）的负载电压（U）的一个或多个值与至少一个参考值（Uref）进行比较，和（C）尤其条件决定地，基于比较和尤其步骤（B）中的比较结果，产生表现相应电池单池（10）的电阻性状态和/或热学状态的诊断信号。2.根据权利要求1所述的诊断方法，其中在测量负载电压（U）的步骤（A）中，单独地和/或分组地测量相应电池单池（10）在多个时刻的负载电压（U）和/或所述电池装置（1）的多个或全部电池单池（10）的负载电压（U）。3.根据权利要求1或2所述的诊断方法，其中借助注入负载电流（I）来执行测量负载电压（U）的步骤（A）。4.根据权利要求3所述的诊断方法，其中作为负载电流（I）使用：（a）充电电流，（b）放电电流，（c）电流脉冲，（d）在正常运行中出现的运行电流，和/或（e）为测试产生的测试电流，所述电流尤其分别具有预先确定的最小电流强度、预先确定的最大电流强度、预先确定的最小时间段和/或预先确定的最大时间段。5.根据权利要求3或4所述的诊断方法，其中将负载电流（I）和尤其所述负载电流的预先确定的最小值与（a）相应电池单池（10）的构造和/或（b）相应电池单池（10）的要期待的热学性能相关联和/或（c）至少区段地和/或在时间平均上不低于40A的值。6.根据上述权利要求中任一项所述的诊断方法，其中在比较的步骤（B）中作为参考使用：（a）参考单池的负载电压（U），尤其作为所述电池装置（1）的一部分的参考单池的负载电压（U），和/或（b）关于所述电池装置（1）的电池单池（10）的一部分或整体取平均的负载电压（U），尤其分别在一个或多个预先确定的时刻或当前其时间变化。...

【专利技术属性】
技术研发人员：S贝格曼，C勒夫，J施奈德，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE