用于车辆的电池组系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于车辆的具有电池组（20）的电池组系统（10）或者一种具有电池组（20）的静止的蓄能器。电池组（20）的多个电池组电池（21、22）中的第一电池组电池包括电化学部分，所述电化学部分具有多个电极和至少一个隔膜，所述至少一个隔膜在达到第一温度时对于能在电化学部分中产生的离子来说不能透过。第一电池组电池（21）包括快速放电单元，所述快速放电单元能借助于电池组系统（10）的控制单元（30）接通到第一电池组电池（21）的两个能在第一电池组电池（21）之内和/或在第一电池组电池（21）之外接触的电池组电池接线端子之间。快速放电单元被构造为借助于第一电流使第一电池组电池（21）放电。快速放电单元的第一电阻值被选择为使得第一电流在流经快速放电单元和第一电池组电池（21）期间造成对电化学部分的这样的加热，使得所述至少一个隔膜达到第一温度。

A battery system for vehicles

The present invention relates to a battery pack system (10) with a battery pack (20) for a vehicle or a stationary accumulator with a battery pack (20). The first battery group battery in the battery group (20) battery (21, 22) battery includes an electrochemical part, the electrochemical portion has a plurality of electrodes and at least one diaphragm, and at least one diaphragm can not be penetrated at the first temperature for the ions that can be produced in the electrochemical part. The first battery group battery (21) includes a fast discharge unit, which can connect to the two batteries (21) of the first battery group (21) in the first battery group battery (21) and / or a battery pack contact outside the first battery group electric pool (21) by means of the control unit (30) of the battery system system (10). Between the line terminals. The fast discharge unit is configured to discharge the first battery pack (21) by virtue of the first current. The first resistance value of the fast discharge unit is selected as such that the first current causes such heating to the electrochemical part during the flow through the fast discharge unit and the first battery group battery (21), so that the at least one diaphragm reaches the first temperature.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车辆的电池组系统
本专利技术涉及一种用于车辆的电池组系统。该电池组系统包括控制单元和具有多个电池组电池的电池组。电池组电池中的第一电池组电池包括电化学部分，所述电化学部分具有多个电极和至少一个隔膜。所述至少一个隔膜在达到第一温度时对于能在电化学部分中产生的离子来说至少部分地不能透过。本专利技术还涉及一种用于使第一电池组电池转变到安全状态的方法。
技术介绍
从现有技术公知的是：在以一次或二次电化学蓄能器为形式构造的电池组电池、诸如锂离子电池组电池中，存在固有的危险电位。这种电化学蓄能器例如从文件EP1856749B1、DE102008050872A1、DE102012023294A1、DE102013200848A1和DE102013203485A1中的每个文件都公知而且具有电化学部分，所述电化学部分包括多个电极和至少一个隔膜。从文件EP1856749B1公知的电化学蓄能器的隔膜包括两个层，所述两个层在达到不同的温度时分别对于能在该电化学蓄能器的电化学部分中产生的离子来说不能透过。具体的由之前提到的电池组电池造成的危险例如可能由于电池组电池的故障状态而出现。电池组电池的这种故障状态可能由于电池组电池的通过短路造成的并且具有很高的电流值的放电电流而出现。在这种情况下，电流的电流值被理解为该电流的数值。电池组电池的之前描述的故障状态还可能由于电池组电池的通过在电池组电池的内部进行的化学过程造成的热失控而出现。在锂离子电池组电池中，这种化学过程可能是非常强烈地放热的化学反应。电池组电池的热失控被理解为该电池组电池的非常强烈的过热，由于所述过热而出现通过燃烧和/或爆炸造成的对该电池组电池的破坏。从现有技术还公知的是：将多个之前描述的电池组电池组合成一个电池组并且将具有这种电池组的电池组系统用到混合动力车辆和电动车辆中。这种电池组常常必须提供高电功率并且能够存储大量的电能。由此，这些电池组具有高危险电位。然而，同时存在对具有这种电池组的电池组系统的运行安全性的高要求，所述高要求必须在制造电池组系统时予以考虑。尤其是当以之前描述的电池组系统来运行的车辆遭受事故或者由于自然灾害、诸如由于车辆的淹没而被损坏或者以其它方式被引入故障状态时，可能出现潜在危险的情况。在此，可能出现存在于车辆中的通电的部分或者这种部分的绝缘包封或者存在于车辆中的电池组系统的电池组的损坏。这种危险不仅可能导致车辆乘客或者其他处在车辆周围的人员的危险而且可能导致处在车辆周围的物品的危险。这些危险例如可能由于由损坏的电池组造成的故障电流而出现。在这种情况下应考虑：这种故障电流例如可能造成由于接触电流和电弧引起的危险而且在存在短路时也可能造成由于发热而引起的危险。这种危险也还可能由于以电化学方式存储在损坏的电池组的电池组电池中的能量而出现。在这种情况下应考虑：所述这样存储的能量可能造成由于电池组电池或者损坏的电池组的点燃或爆炸而引起的危险。之前描述的危险也可能由于对之前描述的电池组系统的滥用或者不正确断开或者操纵而出现。这种滥用可能是这种电池组系统在其容许的应用范围之外的滥用，所述滥用导致该电池组系统的运行参数的值分别在容许的值域之外。
技术实现思路
按照本专利技术，提供了一种用于车辆的电池组系统，所述电池组系统带有控制单元和具有多个电池组电池的电池组。在此，电池组电池中的第一电池组电池包括电化学部分，所述电化学部分具有多个电极和至少一个隔膜。在此，所述至少一个隔膜在达到第一温度时对于能在电化学部分中产生的离子来说至少部分地不能透过。第一电池组电池还包括快速放电单元。在此，快速放电单元能借助于控制单元电接通到第一电池组电池的两个能在第一电池组电池之内和/或在第一电池组电池之外接触的电池组电池接线端子之间。快速放电单元还被构造为借助于第一电流使第一电池组电池放电。在此，快速放电单元的第一电阻值被选择为使得第一电流在流经快速放电单元和第一电池组电池期间造成对电化学部分的这样的加热，使得所述至少一个隔膜达到第一温度。从属权利要求表明本专利技术的优选的扩展方案。在之前描述的电池组系统中，在适当地选择第一电阻值的情况下，第一电流的电流值变得大得使得第一电流导致第一电池组电池的整个电化学部分的强烈的加热。所述强烈的加热还导致：所述至少一个隔膜达到第一温度而且由此对于能在电化学部分中产生的离子来说至少部分地不能透过。这意味着：所述至少一个隔膜在达到第一温度时只还能使这些离子的一小部分透过或者完全不再能使离子透过。因此，在电化学部分之内不再能够进行载流子迁移或者只还能够进行很少的载流子迁移。载流子这里被理解为所谓的离子。在其中所述至少一个隔膜对于之前提到的离子来说部分地不能透过的情况下，所述至少一个隔膜的整个表面的部分表面对于之前提到的离子来说不能透过。在这种情况下，隔膜以及因此也包括第一电池组电池电地部分地被停用。由此，对第一电流的最大电流值强烈地进行限制，使得第一电池组电池不再能够造成危险或者只还能够造成很小的危险。在其中所述至少一个隔膜对于之前提到的离子来说完全不能透过的情况下，所述至少一个隔膜的整个表面对于之前提到的离子来说都不能透过。在这种情况下，所述至少一个隔膜以及因此也包括所述第一电池组电池电地完全被停用。在使所述至少一个隔膜以及因此也包括所述第一电池组电池完全停用之后，第一电流具有接近0A的电流值，而且附在第一电池组电池的两个电池组电池接线端子之间的电压具有接近0V的电压值。由此，第一电池组电池不再能够通过它的两个电池组电池接线端子将电流提供给处在第一电池组电池之外的电路。即使在对所述至少一个隔膜的停用开始时以电化学方式存储在第一电池组电池的电化学部分中的能量始终还存在于电化学部分中，也发生这一点。同样，在第一电池组电池的内部中的短路也可能不再导致在第一电池组电池的内部中的潜在危险的放电电流，所述短路例如发生在第一电池组电池的电极之间。因此，在对所述至少一个隔膜的电停用开始时以电化学方式存储在第一电池组电池的电化学部分中的能量还留在电化学部分中并且不再能够通过放电电流来取出。在如之前描述的那样使第一电池组电池停用之后，不再可能出现由于流经处在第一电池组电池之外的电路的电流引起的危险。在这种情况下应考虑：这种电流可能导致电弧形成或者在存在短路时也可能导致导电体和/或第一电池组电池的过热。同样，在如之前描述的那样使第一电池组电池停用之后，不再可能出现由于电池组电池的损坏而引起的危险。在这种情况下应考虑：第一电池组电池的机械损坏尤其可能导致第一电池组电池的点燃。在之前描述的电池组系统中，第一电池组电池的电化学部分优选地以至少一个凝胶卷（Jelly-Roll）或者电极堆的形式来构造。在之前描述的电池组系统中，第一电流优选地可具有如下电流值，所述电流值是由第一电池组电池的放电电流在第一电池组电池的正常运行期间呈现的电流值的10到30倍。在之前描述的电池组系统中，所述至少一个隔膜优选地在以接通快速放电单元开始的第一时间段期满之后立即达到第一温度。第一时间段优选地具有几秒、尤其是20s的时长。按照本专利技术的第一优选的扩展方案，第一电阻值进一步被选择为使得由第一电流在流经第一电池组电池和快速放电单元期间造成的对电化学部分的加热不触发第一电池组电池的热失控。第一电池组电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆和/或静止的蓄能器的电池组系统（10），所述电池组系统具有控制单元（30）和电池组（20），所述电池组具有多个电池组电池（21、22），其中所述电池组电池（21、22）中的第一电池组电池包括具有多个电极和至少一个隔膜的电化学部分，其中所述至少一个隔膜在达到第一温度时对于能在所述电化学部分中产生的离子来说至少部分地不能透过，其特征在于，所述第一电池组电池（21）包括快速放电单元，其中所述快速放电单元能借助于所述控制单元（30）电接通到所述第一电池组电池（21）的两个能在所述第一电池组电池（21）之内和/或在所述第一电池组电池（21）之外接触的电池组电池接线端子之间，而且被构造为借助于第一电流使所述第一电池组电池（21）放电，其中所述快速放电单元的第一电阻值被选择为使得所述第一电流在流经所述快速放电单元和所述第一电池组电池（21）期间造成对所述电化学部分的这样的加热，使得所述至少一个隔膜达到所述第一温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.05 EP 15193303.31.一种用于车辆和/或静止的蓄能器的电池组系统（10），所述电池组系统具有控制单元（30）和电池组（20），所述电池组具有多个电池组电池（21、22），其中所述电池组电池（21、22）中的第一电池组电池包括具有多个电极和至少一个隔膜的电化学部分，其中所述至少一个隔膜在达到第一温度时对于能在所述电化学部分中产生的离子来说至少部分地不能透过，其特征在于，所述第一电池组电池（21）包括快速放电单元，其中所述快速放电单元能借助于所述控制单元（30）电接通到所述第一电池组电池（21）的两个能在所述第一电池组电池（21）之内和/或在所述第一电池组电池（21）之外接触的电池组电池接线端子之间，而且被构造为借助于第一电流使所述第一电池组电池（21）放电，其中所述快速放电单元的第一电阻值被选择为使得所述第一电流在流经所述快速放电单元和所述第一电池组电池（21）期间造成对所述电化学部分的这样的加热，使得所述至少一个隔膜达到所述第一温度。2.根据权利要求1所述的电池组系统（10），其特征在于，所述第一电阻值进一步被选择为使得由所述第一电流在流经所述第一电池组电池（21）和所述快速放电单元期间产生的对所述电化学部分的加热不触发所述第一电池组电池（21）的热失控。3.根据权利要求1或2之一所述的电池组系统（10），其特征在于，所述控制单元（30）被构造为：在存在所述第一电池组电池（21）和/或所述电池组系统（10）和/或所述车辆的故障状态时将所述快速放电单元接通到所述两个电池组电池接线端子之间。4.根据权利要求3所述的电池组系统（10），其特征在于，所述控制单元（30）被构造为：与所述电池组系统（10）的第一和/或第二传感器单元（40）进行通信和/或与所述电池组系统（10）的监控单元进行通信和/或与所述电池组系统（10）的至少一个控制设备进行通信，其中所述第一传感器单元被构造为：检测关于所述第一电池组电池（21）的至少一个状态方面、尤其是关于所述第一电池组电池（21）的运行状态和/或运动状态方面的至少一个第一物理量，和/或其中所述第二传感器单元（40）被构造为：检测关于所述电池组系统（10）的至少一个状态方面、尤其是关于所述电池组系统（10）的运行状态和/或运动状态方面的至少一个第二物理量，和/或其中所述监控单元被构造为：识别所述电池组系统（10）的故障状态的存在并且在所述电池组系统（10）的故障状态存在时产生至少一个报警信号或者报警信息，和/或其中所述至少一个控制设备被构造为：为了控制所述电池组系统（10）的至少一个组件而分别产生控制信息和/或控制信号，尤其是依据对所述第一和/或所述第二传感器单元（40）的传感器信号的分析来分别产生控制信息和/或控制信号。5.根据权利要求4所述的电池组系统（10），其特征在于，所述控制单元（30）被构造为：依据对所述第一传感器单元的传感器信号的分析来识别所述第一电池组电池（21）的故障状态的存在；和/或依据对所述第二传感器单元（40）的传感器信号的分析来识别所述电池组系统（10）的故障状态的存在；和/或在存在所述至少一个报警信号时和/或依据对所述报警信息的分析来识别所述电池组系统（10）的故障状态的存在；和/或依据对所述控制信号中的至少一个控制信号和/或所述控制信息中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M弗里德里希，
申请(专利权)人：锂能源和电力有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE