用于保护具有可变内阻的设备的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于保护具有可变内阻的设备(20)的系统，该设备包括能够在强度大于强度阈值的电流通过时熔断的保险丝(25)。根据本发明专利技术，该系统进一步包括估计装置和保护装置，该估计装置适合于估计该设备的内阻，并且该安全装置适用于当该内阻大于电阻阈值时限制和/或阻止使用该设备，超过该电阻阈值时保险丝不起作用。起作用。起作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于保护具有可变内阻的设备的系统


[0001]本专利技术总体上涉及蓄电池的安全性。
[0002]更具体地，本专利技术涉及一种用于保护具有可变内阻的设备(比如，蓄电池的电化学电池单元)的保护系统，该保护系统包括保险丝，该保险丝能够在强度大于预定义强度阈值的电流流过时熔断。
[0003]本专利技术还涉及一种用于保护这种设备的方法。
[0004]本专利技术特别有利地应用于电动或混合动力车辆的蓄电池的生产。

技术介绍

[0005]电动和混合动力车辆专门配备有蓄电池，这些蓄电池为电动机供应电流以推进这些车辆。
[0006]如文献US 2017005384所教导的，这种蓄电池通常包括多个模块，每个模块都并入了大量不同的电化学电池单元。
[0007]这些电池单元使用化学化合物来储存电能，如果电池单元过度充电，则可能会造成危险。
[0008]用于保护蓄电池的一种常见系统在于单独地监测跨每个电池单元的两端的电压，并在过度充电的情况下断开电流。遗憾的是，实施该技术解决方案需要使用大量冗余地连接的昂贵部件以实现所需的安全程度。
[0009]文献US 2017005384中描述的另一种解决方案在于为每个电池单元配备其自己的集成安全设备。该安全设备首先包括连接在化学化合物与电池单元正极端子之间的保险丝，其次包括连接在该同一电池单元的两个端子之间的压力开关。
[0010]因此，在电池单元内出现过压的情况下，开关闭合，从而在电池单元中形成短路并导致保险丝熔断，从而使蓄电池进入安全状态。
[0011]这种解决方案的第一个缺点是这种熔断会产生使车辆不能移动的故障。
[0012]申请人已经观察到的并且被证明比第一个缺点更严重第二个缺点是，当电池单元短路时保险丝不会熔断，从而产生蓄电池起火或爆炸的危险。

技术实现思路

[0013]为了弥补现有技术的上述缺陷，本专利技术提出通过增加用于检测电池老化的计算机化手段来提高蓄电池的安全性。
[0014]更具体地，根据本专利技术提出的是如引言中所定义的保护系统，其中，提供了估计装置和保护装置，该估计装置被设计为估计设备的内阻(例如，电化学电池单元的内阻)，并且该保护装置被设计为一旦所述内阻大于所选择的电阻阈值，就限制和/或阻止使用该设备，使得该设备仍然具有熔断保险丝的能力。
[0015]具体而言，申请人已经观察到，当电化学电池单元的老化状态提前、并因此其内阻过高时，该电池单元能够产生的电力并不总是足以熔断保险丝。
[0016]代替使用较小的保险丝(这在电池单元承受高负荷的情况下可能出现问题，因为保险丝可能会以不希望的方式熔断)，相反，本专利技术提出监测电池单元的老化状态，使得在电池单元不再能够产生熔断保险丝所需的电力之前能够(优选地，预防性地)邀请用户对其蓄电池进行检修。
[0017]以下是根据本专利技术的保护系统的其他有利的和非限制性的特征，这些特征单独地或以任何技术上可能的组合加以考虑：
[0018]‑
所述电阻阈值等于内阻，超过该内阻，设备不再具有在安全裕度内熔断保险丝能力；
[0019]‑
在所述设备包括两个电连接端子的情况下，提供了开关，该开关被设计为在所述设备内出现过压的情况下自动闭合这两个端子之间的电气电路；
[0020]‑
该估计装置被设计为仅在满足以下条件中的一个或多个或所有条件时估计所述内阻：
[0021]‑
＞该设备处于放电阶段，
[0022]‑
＞该设备递送的电流的强度在预定义值范围内，
[0023]‑
＞该设备递送的电流的强度随时间的变化大于预定义变化阈值，
[0024]‑
＞所述设备的内部温度在预定义温度范围内；
[0025]‑
该估计装置被设计为尝试周期性地估计所述内阻；
[0026]‑
该保护装置被设计为当该内阻大于第二电阻阈值时警告用户该保护装置即将限制和/或即将阻止使用该设备；
[0027]‑
该保护装置被设计为当该内阻大于第三阈值时限制使用该设备；
[0028]‑
该第三阈值严格大于该第二阈值；
[0029]‑
该保护装置被设计为当该内阻大于所述电阻阈值(该电阻阈值严格大于该第三阈值)时阻止使用该设备。
[0030]本专利技术还涉及一种蓄电池，该蓄电池包括配备有上述保护系统的电化学电池单元。
[0031]本专利技术还提出了一种用于保护具有可变内阻的设备(比如，配备有保护性保险丝的电化学电池单元)的方法，该方法包括：
[0032]‑
估计所述设备的内阻的步骤，
[0033]‑
将该内阻与至少一个电阻阈值(超过该阈值该保护性保险丝不起作用)进行比较，并且判断该内阻是否大于所述电阻阈值的步骤，
[0034]‑
阻止或限制使用该设备，使得该设备仍具有熔断该保险丝的能力的保护步骤。
[0035]当然，本专利技术的各种特征、变体和实施例可以以各种组合彼此组合，只要它们没有不互相兼容或相互排斥即可。
具体实施方式
[0036]参照附图通过非限制性示例给出的描述将使得容易理解本专利技术包括的内容以及可以如何实施本专利技术。
[0037]在附图中：
[0038][图1]是配备有根据本专利技术的蓄电池的机动车辆的示意图；
[0039][图2]是图1的蓄电池的电化学电池单元的示意图；
[0040][图3]是图2的电化学电池单元的电路图；
[0041][图4]是展示当图2的电化学电池单元接收阶跃电流时跨该电化学电池单元的两端的电压变化的曲线图；
[0042][图5]是展示该阶跃电流的曲线图；
[0043][图6]是以点的形式示出对图2的电化学电池单元进行的测试结果的曲线图，纵坐标示出测量的电压差，而横坐标示出电池单元递送的电流差；
[0044][图7]是示出在这些测试中由图2的电化学电池单元递送的电流随时间变化的曲线图；
[0045][图8]是示出在这些测试中由图2的电化学电池单元递送的电流的变化率根据时间变化的曲线图；
[0046][图9]是示出图2的电化学电池单元的测量的内阻根据其电量水平的变化的曲线图。
[0047]图1非常示意性地示出了包括两个驱动轮16的机动车辆10。
[0048]在本案中，该机动车辆是电动车辆。作为变体，该机动车辆还可以是混合动力车辆。
[0049]图1所示的机动车辆10因此包括至少一个电动机15，该至少一个电动机用于驱动两个驱动轮16旋转。该机动车辆还包括蓄电池11，该蓄电池使得可以经由逆变器14向该电动机15供应电流。
[0050]该蓄电池11包括容纳大量电化学电池单元20的储存外壳。
[0051]机动车辆1还包括测量装置18，该测量装置用于(例如，以安装在蓄电池11的储存外壳内的温度探针的形式)测量该蓄电池11的温度。
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于具有可变内阻(Ri)的设备(20)的保护系统，该设备比如是蓄电池(11)的电化学电池单元，该保护系统包括保险丝(25)，该保险丝能够在强度(I
batt
)大于强度阈值的电流流过时熔断，其特征在于，该保护系统还包括：
‑
估计装置(12)，该估计装置被设计为估计所述设备(20)的内阻(Ri)，以及
‑
保护装置(17)，该保护装置被设计为一旦所述内阻(Ri)大于所选择的电阻阈值(S
R1
)，就限制和/或阻止使用所述设备(20)，使得该设备(20)仍然具有熔断该保险丝(25)的能力。2.如前一项权利要求所述保护系统，其中，在所述设备(20)包括两个电连接端子(22，23)的情况下，提供了开关(26)，该开关被设计为在所述设备(20)内出现过压的情况下自动闭合这两个端子(22，23)之间的电气电路。3.如前述权利要求中任一项所述的保护系统，其中，该估计装置(12)被设计为仅在满足以下条件中的一个或多个或所有条件时估计所述内阻(Ri)：
‑
该设备(20)处于放电阶段，
‑
该设备(20)递送的电流的强度(I
batt
)在预定义值范围内，
‑
该设备(20)递送的电流的强度(I
batt
)随时间的变化大于预定义变化阈值，
‑
所述设备(20)的内部温度在预定义温度范围内。4.如前述权利要求之一所述的保护系统，其中，该估计装置(12)被设计为尝...

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