用于运行电池系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及用于运行电池系统的方法。电池系统在此包括多个分别具有至少一个电池模块的彼此并联连接的支路。在至少一个电池模块中多个电池单池以串联电路和/或并联电路连接。支路在此能彼此接通且切断。各个电池单池和/或分别包括多个并联连接的电池单池的各个电池单池组在此能彼此接通且切断且跨接。方法至少包括下述方法步骤：识别电池单池的故障；切断和跨接有故障的电池单池和/或有故障的电池单池所处的有故障的电池单池组；切断具有有故障的电池单池和/或有故障的电池单池组的有故障的支路；比较有故障的支路的支路电压与各自的功能正常的支路的支路电压，其中未识别到故障；当支路之间的电压差超过电压阈值时，使功能正常的支路放电。能正常的支路放电。能正常的支路放电。

【技术实现步骤摘要】
用于运行电池系统的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于运行电池系统的方法。在此，所述电池系统包括多个分别具有至少一个电池模块的彼此并联连接的支路。在所述至少一个电池模块中多个电池单池以串联电路和/或以并联电路连接起来。在此，各个支路彼此独立地能接通并且能切断。在此，各个电池单池或者分别包括多个并联连接的电池单池的各个电池单池组彼此独立地能接通并且能切断。
[0002]本专利技术此外涉及一种电池系统，所述电池系统被设定用于执行按照本专利技术地提出的方法。
[0003]本专利技术也涉及一种车辆，所述车辆被设定用于执行按照本专利技术地提出的方法和/或包括按照本专利技术地提出的电池系统。

技术介绍

[0004]在当今的电驱动的车辆中多个电池单池不仅彼此串联连接，而且以并联的方式连接。由此得到足够高的电池容量并且因此得到高的车辆行驶里程，但是因此也能够提供必需的功率。通常在电池模块之内实现这样的电池单池的并联电路，其中，多个电池模块彼此串联连接，以便达到必需的电池电压。电池单池监视单元（Cell Supervising Circuit，CSC）从属于每个电池模块，所述电池单池监视单元测量在所述电池模块中的各个电池单池电压以及温度，并且转发到上级的电池控制单元（Battery Control Unit，BCU）处以用来进一步评估。
[0005]对于自主运行的电动车辆（Electric Vehicle，EV）有特别的要求，尤其是关于车辆的行驶能力，因为不允许这样的车辆的抛锚。所述车辆根据自动化程度必须满足特定的安全等级（Safe
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Stop
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Level、SSL（安全停止等级））。为此，所述车辆根据不同的风险等级来分级（Automotive Safety Integrity Level，ASIL（汽车安全完整性等级）），这与对于电池设计的被提高的要求相关联。更不易出故障的系统或者甚至容许故障的系统可能意味着各个部分组件的冗余、即倍增，直至整个电池系统的倍增。
[0006]所述冗余的缺点——如例如结构空间以及尤其是成本——尤其对于传动系的、电池的最昂贵的组件有效。最初的手段朝着下述方向：不仅单支路地构成所述电池——也就是说各个电池单池或者并联连接的电池单池全部都串联连接起来，而且由并联连接的两个或者甚至多个电池模块来构成所述电池。多个并联连接的电池模块意味着仅仅在有限的程度上更大的结构空间，因为所述电池单池必须根据其电池容量减半或者甚至四等分。
[0007]如果由于故障使得电池单池损坏，那么目前就切断带有有故障的电池单池的电池模块，或者在支路中的多个模块中发生故障的情况下也可能切断整个支路。在带有在所述电池模块的各个电池单池处的耦合装置的电池模块中能够在故障情况下跨接有缺陷的电池单池。然而在这样的电池系统中这意味着，也必须分别跨接来自电池系统的所有另外的支路的功能正常的电池单池，以便在支路中得到相同的电压。相同的情况也适用于带有并联连接的模块的电池系统；所述电池系统因此失去功能正常的电池单池。
[0008]文件US 2012/0091964 A1公开了一种用于电池的旁路电路并且尤其公开了一种用于车辆电池系统的串联的旁路电路，所述旁路电路切断在电池系统中的一个或多个电池单池或者模块以对于单池
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或模块故障或者潜在的单池
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或模块故障作出反应，并且借助于旁路来绕行。
[0009]文件US 2016/0240894 A1描述了一种用于监测和调节能再充电的电池的运行的电池管理系统，所述电池具有多个彼此电连接的、分别包括至少一个电池单池的电池模块，其中，所述电池管理系统包括至少一个控制器单元和至少一个单池监视单元，并且其中，所述至少一个单池监视单元被构造用于：接收关于至少一个电池单池的至少一个运行参数的数据，检测所接收的数据并且将所检测的数据传递到至少一个控制器单元处。

技术实现思路

[0010]提出了一种用于运行用于车辆的、尤其是电动车辆的电池系统的方法。在此，所述电池系统包括分别具有至少一个电池模块的多个彼此并联连接的支路。在所述至少一个电池模块中，多个电池单池以串联电路和/或以并联电路连接起来。在此，各个支路彼此独立地能接通并且能切断。
[0011]各个电池单池优选地彼此独立地能接通并且能切断。在此，所述电池系统在各个电池模块之内包括第一耦合装置，在所述电池模块之内的各个电池单池能够利用所述第一耦合装置来切断，并且能够通过绕行线路来跨接，第二耦合装置容纳在所述绕行线路中。
[0012]所述电池单池有利地能够联合成多个电池单池组，所述电池单池组分别包括多个并联连接的电池单池。在此，所述电池系统在各个电池模块之内包括第一耦合装置，在所述电池模块之内各个电池单池组能够利用所述第一耦合装置来切断，并且能够通过绕行线路来跨接，第二耦合装置容纳在所述绕行线路中。
[0013]所述电池系统能够具有电池控制单元以用于监视至少一个电池模块并且用于操控主开关和/或第一及第二耦合装置。所述至少一个电池模块能够具有带有传感器的电池单池监视单元，所述传感器用于检测所述电池单池的以及所述至少一个电池模块的测量值。在此，所述电池单池监视单元与电池控制单元通信。在此，电池控制单元能够具有一种评估电子部件以用于评估由所述传感器所检测的、所述电池单池的以及所述至少一个的电池模块的测量值。
[0014]例如每个单个的电池单池的温度和电压以及整个电池模块的温度和电压属于由所述传感器所检测的测量值。
[0015]此外所述电池系统能够如此实施，使得所述电池系统具有第一耦合装置，利用所述第一耦合装置使得电池模块从支路切断，并且能够通过绕行线路来跨接，所述绕行线路包括第二耦合装置。
[0016]按照本专利技术首先识别电池单池的故障。这能够通过评估所述测量值来实现。电池单池的故障理解成单池故障或者电子部件故障，它们在分配给电池单池的电子部件、如例如电池监视单元或者传感器处出现。
[0017]随后切断并且跨接所述有故障的电池单池或者所述有故障的电池组，所述有故障的电池单池处于所述有故障的电池组中。在此，所述有故障的电池单池或者所述有故障的电池单池组保持持久地跨接。
[0018]同时切断具有所述有故障的电池单池或者所述有故障的电池组的有故障的支路。
[0019]随后比较所述有故障的支路的支路电压与各自的功能正常的支路的支路电压，在所述功能正常的支路中未识别到故障。
[0020]此后当在支路之间的电压差超过电压阈值时，就使得所述功能正常的支路放电。所述有故障的支路仅仅保持一直切断，直至功能正常的支路的支路电压几乎已经适应于有故障的支路的水平。在此，所述功能正常的支路提供用于电动车辆的能量并且提供相应地更高的支路电流。
[0021]当在所述支路之间的电压差未超过所述电压阈值时，优选地接通所述有故障的支路。
[0022]在相同的电压水平上所有的支路又可供使用并且因此能够提供其最大的功率直至达到放电结束电压。最终在行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于运行电池系统（10）的方法，所述电池系统包括多个分别具有至少一个电池模块（18、20、22、23）的彼此并联连接的支路（12），在所述至少一个电池模块中多个电池单池（24、26、28、30）以串联电路（34）和/或以并联电路连接起来，其中，所述支路（12）彼此能接通并且能切断，并且其中，各个电池单池（24、26、28、30）和/或分别包括多个并联连接的电池单池（24、26、28、30）的各个电池单池组（38）彼此能接通并且能切断并且能跨接，所述方法至少包括下述方法步骤：
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识别电池单池（24、26、28、30）的故障；
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切断和跨接有故障的电池单池（24、26、28、30）和/或下述有故障的电池单池组（38）：所述有故障的电池单池（24、26、28、30）处于所述有故障的电池单池组中；
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切断具有所述有故障的电池单池（24、26、28、30）和/或所述有故障的电池单池组（38）的有故障的支路（12）；
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比较所述有故障的支路（12）的支路电压与各自的功能正常的支路（12）的支路电压，在所述功能正常的支路中没有识别到故障；
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当在所述支路（12）之间的电压差超过电压阈值时，使得所述功能正常的支路（12）放电。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：