识别车辆电池设备中的外来单体和/或外来模块的方法、电池设备和具有电池设备的机动车技术

本发明专利技术涉及一种电池设备和一种用于识别车辆(10)的电池设备(12)中的外来单体(18)和/或外来模块的方法，其中，电池设备(12)具有至少一个电池模块(14)，该至少一个电池模块(14)包括多个电池单体(16)。确定(S10)电池模块(14)的各个电池单体(16)的相应的电压变化曲线，检查(S12)相应的电压变化曲线是否满足至少一个预先给定的偏差条件，如果满足了预先给定的偏差条件，则识别(S14)外来单体(18)和/或外来模块。外来模块。外来模块。

【技术实现步骤摘要】
识别车辆电池设备中的外来单体和/或外来模块的方法、电池设备和具有电池设备的机动车


[0001]本专利技术涉及一种用于识别电池设备中的外来单体和/或外来模块的方法和一种具有用于识别电池设备中的外来单体和/或外来模块的监控设备的电池设备。此外，本专利技术还涉及一种具有这种电池设备的机动车。

技术介绍

[0002]在车辆、特别是电驱动车辆中使用电池设备来提供电能。该电池设备优选是高压电池(HV电池)，其通常由各个电池模块构成。典型地，这样的电池模块具有多个电池单体、例如十二个至十三个电池单体。
[0003]已知地，该电池设备模块化地由多个电池模块和/或电池单体构成，以便可以在维修情况更换单个的电池模块或电池单体，而不是更换整个电池设备。以优选的方式，使得电池模块和电池单体与电池设备和车辆相适配，从而可以从电池设备调取或消耗最大的电功率并且同时遵守用于电池设备的运行的安全边界。
[0004]在更换电池模块和/或电池单体时可能发生的是，例如出于成本或可用性的原因将外来供应商的外来模块和/或外来单体安装到电池设备中。因为不能使这样的外来模块或这样的外来单体与电池设备或车辆相适配，所以电池设备的制造商不能确保外来模块和/或外来单体不会给电池设备或车辆带来危险。例如，这种外来单体或这样的外来模块可能具有另外的电压限制，由此特别是在对电池设备充电时可能产生损害整个电池设备的过压。因此力求，在电池设备中提早识别外来单体和/或外来模块。
[0005]由文献US 2018/0364311 A1已知了用于移动测量电池或其它储能设备的特性的系统、方法和部件。特别是为了测量高压电池、例如0.1千伏特
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1千伏特的高压电池的特性和/或在电动车辆或混合动力车辆中使用的汽车电池的特性。
[0006]由文献DE 11 2016 002 999 T5已知了一种分布式装备的异常探测系统，用于监控基本上相同类型的多个装备的物理量，和用于探测多个装备中的每个装备的异常。
[0007]由文献US 2013/0069661 A1已知了一种能量管理模块，其测量电池的可观察的各种尺寸并且基于所述测量来确定电池的电压响应。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于，识别电池设备中的外来单体和/或外来模块。
[0009]该目的通过独立权利要求的主题来实现。本专利技术的有利的改进方案通过从属权利要求、下面的说明以及附图公开。
[0010]本专利技术基于以下认识，即，各个电池单体在充电或放电过程中的电压变化曲线具有特性曲线，该特性曲线例如与单体化学成分、阴极和/或阳极化合物、容量和内阻相关。因此，外来单体与其它电池单体相比具有不同的电压变化曲线。因此，可以根据电池单体的电压变化曲线的比较来识别外来单体。
[0011]通过本专利技术提供了一种用于识别车辆的电池设备中的外来单体和/或外来模块的方法。所述电池设备具有至少一个电池模块，其中，所述至少一个电池模块具有多个电池单体、也就是说至少两个电池单体。该方法包括：作为步骤a)，确定电池模块的相应的电池单体的相应的电压变化曲线；作为步骤b)，检查相应的电压变化曲线是否满足至少一个预先给定的偏差条件；作为步骤c)，如果满足了预先给定的偏差条件，则识别出外来单体和/或外来模块。
[0012]换言之，对于电池模块的每个电池单体测量在充电和/或放电过程中的电压变化曲线。电压变化曲线可以通过多个在预先确定的时间段中测量的电压测量值来确定。例如每十秒钟可以本地或外部地存储相应的电池单体的电压，也就是说在车辆内部存储在存储器中、例如存储在电池设备的存储器中，或存储在车辆外来、例如存储在云存储器中，由此可以确定相应的电池单体的电压变化曲线。随后，可以检查相应的电压变化曲线是否满足至少一个预先给定的偏差条件。也就是说，可以针对通过预先给定的偏差条件确定的标准来检查相应的电压变化曲线。例如，可以将相应的电压变化曲线相互比较。如果这样的比较得出：相应的电池单体的电压变化曲线彼此偏差，则可以满足预先给定的偏差条件，因为可以预期的是，各个电池单体的电压变化曲线彼此相似。
[0013]针对所提供的预先给定的偏差条件，例如可以借助于已知的数学方法执行检查，预先给定的偏差条件例如可以是预先给定的绝对阈值或相对阈值，所述绝对阈值或相对阈值说明相应的电压变化曲线彼此偏差的程度。例如可以比较积分面积；可以检查两个电压变化曲线是否在预先给定的公差之内；可以检查电压变化曲线的各个电压值之间的方差之和的阈值；或可以检查各个测量值(采样)的所有相对偏差的平均值超过阈值还是低于阈值。然而，也可以参照可以预期的电压变化曲线、例如参考电压变化曲线检查各个电压变化曲线，并且与该参考电压变化曲线的偏差可以满足预先给定的偏差条件。
[0014]如果满足了预先给定的偏差条件，则识别出，外来模块和/或外来单体位于该电池设备中。特别是，多个外来单体和/或外来模块也可以位于电池设备中，这些外来单体和/或外来模块可以借助于该方法被识别。优选地，于是可以发出通知或警告。该通知或警告可以被发送到车辆或用户的移动终端。另选地或附加地，也可以将通知传送给车辆或电池设备的制造商。
[0015]优选地，电池设备可以是车辆的动力电池、特别是用于电运行的车辆或用于混合动力车辆的HV电池。优选可以规定，所确定的电压变化曲线通过滤波函数(Filterfunktion)变平滑。这特别是在确定放电过程中的电压变化曲线时是有利的，因为在此可能出现更高的电压波动。
[0016]测量电压值以确定电压变化曲线可以例如由监控设备执行，该监控设备测量电池设备的物理参数，例如电流、电压、容量和温度。检查相应的电压变化曲线是否满足预先给定的偏差条件，且例如可以由车辆中的控制设备或电池设备执行对外来单体的识别，然而也可能的是，将电压变化曲线发送到车辆外来的计算设备，该计算设备执行检查。
[0017]通过本专利技术得到的优点是，外来单体和/或外来模块在充电或放电过程之后已经可以自动地被识别，而不必例如在保养日期时人工地检查电池设备。因此可以在车辆运行期间提前识别出对电池设备的危害，并且可以采取对策以使对电池设备和车辆的危害最小化。
[0018]本专利技术还包括产生附加优点的实施方式。
[0019]一个实施方式规定，在对电池设备充电时在步骤a)中执行相应的电压变化曲线的确定。也就是说，当电池设备例如连接到充电桩上并为该电池设备输送电能时，确定电压变化曲线。在此，各个电池单体的电压变化曲线更均匀，这是因为没有出现过多的电压波动。充电过程通常以恒定的充电功率进行，由此各个电池单体的电压变化曲线更有特征性。由此得到的优点是，更容易地针对所提供的至少一个预先给定的偏差条件检查这些电压变化曲线。优选地，从充电的开始时刻到充电的结束时刻可以存在完整的电压变化曲线，由此对预先给定的偏差条件的检查比在单个或较少的电压测量点的情况下更准确。因此，可以改善对于外来单体和/或外来模块的识别率。
[0020]另一实施方式规定，在步骤b)中将相应的电压变化曲线彼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于识别车辆(10)的电池设备(12)中的外来单体(18)和/或外来模块的方法，其中，电池设备(12)具有至少一个电池模块(14)，所述至少一个电池模块(14)包括多个电池单体(16)，所述方法包括以下步骤：a)确定(S10)电池模块(14)的各个电池单体(16)的相应的电压变化曲线；b)检查(S12)相应的电压变化曲线是否满足至少一个预先给定的偏差条件；c)如果满足了预先给定的偏差条件，则识别出(S14)外来单体(18)和/或外来模块。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在电池设备(12)充电时执行步骤a)中的相应电压变化曲线的确定。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤b)中，将相应的电压变化曲线彼此进行比较，基于相应的电压变化曲线中的至少两个彼此之间的偏差来检查是否满足预先给定的偏差条件。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，由不满足预先给定的偏差条件的相应电压变化曲线来提供标准电压变化曲线，在步骤c)中，通过相应的电压变化曲线中的至少一个与标准电压变化曲线的偏差来识别出：多个电池单体中的哪个是外来单体和/或哪个电池模块是外来模块。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤b)中，将相应的电压变化曲线与参考电压变化曲线进行比较，其中，如果相...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：