[发明专利]用于识别安全装置的触发的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于识别安全装置的触发的方法，该安全装置与蓄电池单元相关联，以及涉及一种蓄电池管理单元，在该蓄电池管理单元中能够实施依据本发明的方法。

背景技术

蓄电池系统包括可重复充电的电储能器，其在便携式的消费类设备和其他的应用中被广泛使用，例如在部分地或者完全地用电驱动的车辆中。在汽车应用中，蓄电池系统和尤其是锂离子蓄电池系统对于车辆的驱动系统的电气化来说被视为关键技术。该蓄电池系统尤其是锂离子蓄电池系统能够根据使用规范来模块化地进行构造，并且通常包括许多电气串联的或者并联的蓄电池单元。

其中，对于成功地建立这种技术重要的方面是蓄电池系统特别是锂离子蓄电池系统的运行安全，它们经常用大的电容驱动。在这种情况下，需要在最优的温度范围内驱动蓄电池系统。因为蓄电池温度对于蓄电池系统的功率的提供、老化、寿命和运行安全具有较大的影响。为保证这点，蓄电池系统通常具有完善的热管理设计。在蓄电池系统的运行期间可能出现蓄电池内的温度如此升高，以致于它不再能够通过外部的冷却系统来冷却。这种温度变化的主要原因是蓄电池的内部短路，例如由蓄电池的物理形变或者由制造蓄电池时的污染(例如分离器通过粒子损坏)所引起。内部短路能够在蓄电池内进行另外的电化学的不可逆的过程，在该过程中释放热(放热反应)。最后，它能够导致一种所谓的热失控，即一种自加速的过热，其能够导致过压安全阀的破裂而排放有毒的气体，甚或导致蓄电池单元的破裂。蓄电池内部温度升高的另一种可能的原因是蓄电池的过载。

通常，蓄电池系统具有安全装置，其用于避免蓄电池系统的热失控。它的目的是，提早识别不可逆的过热的危险并且在出现这种情况时快速地把蓄电池与其余的供电网络分开。在具有通常大于3安培小时的较大容量的蓄电池单元内，通常集成有安全装置，其在因蓄电池内的温度升高而产生升高的内部压力时，禁止电流通过蓄电池单元，即所谓的CID(Current Interruptive Devices：电流中断设备)。它在由于过大的充电或者放电电流引起的过载和由于引起热失控的外部的短路引起的过载的情况下进行保护，而不是由于其他的原因，特别在通过机械的变形、粒子或者树枝状结晶体引起的内部短路的情况下。这种安全装置的另一个严重的缺点是，在其被触发的情况下，用于监控单个蓄电池单元或者用于确定充电状态所使用的电子设备受到损坏并且能够导致整个系统进入不确定的状态。在电流中断没备被触发的情况下，电子设备损坏的原因在于以高的负电压施加在附属的电压检测器或者电压监控器，该负电压在车辆内使用的蓄电池中绝对能够多达几百伏。只能够用极大的花费保护使用的电子设备部件不承受这种负荷。因比从经济的角度出发一般不使用这种措施。

相反地，在锂离子蓄电池单元中集成了新型的安全装置，它在被触发时内部短路该蓄电池单元，这样克服了上述缺点。同时必须提供对蓄电池状态的识别，其识别该新型的安全装置的触发，以便能够把蓄电池系统转变为安全的状态。

发明内容

根据本发明提供了一种用于识别安全装置的触发的方法。这里，安全装置与蓄电池单元相关联并且在所述蓄电池单元内存在危及安全的情况时是可触发的。首先，获取所述蓄电池单元的特征量的实际的随时间的变化。同时，尤其是使用模型来确定所述特征量的期望的随时间的变化。然后，将所述特征量的实际的与期望的随时间的变化作比较。最后，根据该比较判断所述安全装置是否已被触发。

以这种方式提供蓄电池状态识别，其识别通常集成在蓄电池单元内的安全装置的触发，并且因此能够使得蓄电池管理系统能够把包括所述蓄电池单元的蓄电池系统转变为安全的状态。与在安全没备触发后所述蓄电池单元中不再允许电流流动的现有技术相比，本方法也能够在新型的安全装置上使用，它们需要另外的安全装置的触发的识别。

因此，本方法可以在那样的安全装置上使用，它们在危及安全的情形下，尤其是在蓄电池单元的内部压力升高或者机械变形的情况下，短路与之关联的蓄电池单元。同样，本方法能够在那样的安全装置上使用，它们在危及安全的情况下，尤其是在蓄电池单元的内部压力升高的情况下，跨接与之相关联的蓄电池单元。依据本发明所述的方法具有这样的优点：它通常基于对信号的评估，这些信号原本就存在于监控蓄电池的蓄电池管理单元或者以很小的花费就能够检测或者确定它们。