[发明专利]蓄电池系统和用于确定蓄电池模块电压的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池系统、一种用于确定所述蓄电池系统的蓄电池模块电压的方法和一种具有依据本发明的蓄电池系统的机动车。

背景技术

在将来，无论在静态的应用还是在诸如混合动力车辆和电动车辆的车辆中，将应用更多新型的蓄电池系统，对于这种蓄电池系统的可靠性就提出了很高的要求。

这种高要求的背景在于，蓄电池系统的故障可能导致整个系统的故障。例如，在电动车辆中，牵引蓄电池的故障就会导致所谓的“趴窝”。此外，蓄电池的故障还可能带来安全相关的问题。在风力发电设备中例如就采用了蓄电池，以便在强风下通过轮叶调节来防止所述设备受到不被允许的运行状态的影响。

根据现有技术的蓄电池系统的原理电路图如图1所示。整个以100标示的蓄电池系统包括多个蓄电池单元10，它们被整合在模块24中。此外设置了充电和断路装置12，其包括断路开关14、充电开关16和充电电阻18。另外，蓄电池系统100能够包括具有断路开关22的断路装置20。

为了蓄电池系统100的安全运行而强制必需的是，每个蓄电池单元10要在所容许的运行范围(电压范围、温度范围、电流限值)内运转。如果蓄电池单元10超出了该限值，其就必须从蓄电池组合中取出。因此，在蓄电池单元10串联(如图1所示)时，单个蓄电池单元10的故障将导致整个蓄电池系统100故障。

尤其是在混合动力车辆和电动车辆中，采用了锂离子或者镍金属混合技术的蓄电池，这些蓄电池具有多个串联的电化学蓄电池单元。蓄电池管理单元被用来监控这些蓄电池，并且需要在除了安全性监控以外，还要确保尽量长的使用寿命。那么，例如将使用单元电压获取单元。

图2示出了当前的单元电压获取单元的已知的用法。

在图2中示出了一种典型的单元电压获取装置的、由现有技术已知的一种架构。在此，具有其蓄电池单元10的每个模块24与单元电压获取单元26相关联。该所述单元电压获取单元26包括多路转接器28，该多路转接器经由与蓄电池单元10的数量相对应的多个通道30来获取其中每个单独的蓄电池单元10的电压。该多路转接器28经由模数转换器32与网关34相连，该网关34则被耦接到通信总线36上。中央微控制器38被连接到该通信总线36上。因此，经由该中央微控制器38能够获取并且分析单个的蓄电池单元10的电压。该微控制器38能够是蓄电池管理单元的组成部分。

如图2所示，在这里可串联地布置多个具有蓄电池单元10的模块24，该模块分别具有各自的单元电压获取单元26。

此外，多路转接器28具有辅助输入端40，该些辅助输入端可像已知的那样用于通过获取所谓的NTC电阻的电阻值的方式来进行温度测量。

所示出的架构的缺点在于，中央的控制装置38仅与最上面的单元电压获取单元26直接通信并且每个单元电压获取单元26连接在其后。为了将整个单元电压传输至中央的控制装置38，必须通过另外存在于其上的单元电压获取单元来实现。只要至少一个单元电压获取单元26出故障了，那么所有连接在其后的单元电压获取单元的单元电压将不再能够被中央的控制装置38所获取。在极端情况下，当最上面的单元电压获取单元26出故障时，那么将不再能获取任一个蓄电池系统的单元电压。

发明内容

依据本发明提供了一种具有至少两个模块的蓄电池系统，所述至少两个模块分别包括多个蓄电池单元，其中，每个模块与单元电压获取单元相关联并且所述单元电压获取单元中的每个单元电压获取单元被构造为获取相关联的模块的单个的蓄电池单元的电压，并且其中，所述单元电压获取单元经由共同的通信总线串联连接并且与中央的控制装置相连接，其中，每个模块附加地包括模块电压获取单元，所述模块电压获取单元被构造为单独地获取所述相关联的模块的电压。

由此，通过附加地单独测量单个的模块的电压并且(特别地)将其传输至中央的控制装置，将有利地实现对于通过所述单元电压获取单元所测量的单元电压的验证。所述中央的控制装置由此能够将通过所述单元电压获取单元所确定的并且经由所述通信总线数字化地传输的单元电压与通过所述模块电压获取单元所提供的附加的信息作比较。特别地，由此能够确定并且评判通过所述单元电压获取单元所提供的单元电压信息的真实性。如果所述单元电压获取单元的链(Kette)的全部或者部分现在出故障了，那么所述蓄电池系统能够有利地以确定的时间以将详细地描述的应急方式持续地运行。