[发明专利]用于监视蓄电池的方法、分析装置和测量系统

说明书

背景技术

本发明以用于监视蓄电池的方法、为此所设置的分析装置以及具有这种分析装置的测量系统为出发点。从DE 10 2009 000 225 A1中已经已知具有集成的电流传感器的电池组。电流传感器被布置在电池组的负载电路处，其中至少该电流传感器被集成到电池组的壳体中并且经由测量导线接触电子分析电路。该电流传感器例如可以被实施为磁场传感器。以此由电池组所发出的电流可以被测量。因此，例如可以在被连接到电池组上的设备短路的情况下测量提高的电流并且对此引入合适的措施。

发明内容

下面，电池组被理解为由并联和/或串联的蓄电池或者电池构成的集合。单个的电池下面被称为蓄电池、蓄电池单元（Akkumulatorzelle）或者电池。

因为可以将本发明应用于电池的所捆绑的集合以及应用于各个电池，所以这里应用应包括两种情况。

本发明的优点

根据本发明的具有独立权利要求的特征的方法与此相对具有如下优点：蓄电池的内部短路可以以简单的方式被确认。如果蓄电池单元的内部中的附加的电流直接在电极之间流动，而该电流不流经被连接到蓄电池上的负载并且因此不发生蓄电池的内部放电，那么存在蓄电池的内部短路。这种内部短路是不符合期望的，因为一方面蓄电池由此被放电并且另一方面蓄电池由于由电流引起的放热可能被加热并且可能被损害。这种内部短路例如可以由连接电池之内的电极的干扰性的金属颗粒或者碳颗粒触发。在电池的内部中的这种短路此外也可以由对蓄电池的高的热作用造成。两个电极之间的隔离件中的裂缝同样可以使该短路成为可能。

在根据本发明的用于监视装置中的蓄电池的方法中设置第一磁强计，所述第一磁强计测量蓄电池中的或者与蓄电池直接相邻的磁通量密度。这里，由电池的内部中的过程造成的磁场在壳体之外也还可以在直接邻近处被探测。此外，第二磁强计以远离第一蓄电池的方式被布置，使得第一蓄电池中的磁通量不能妨碍第二磁强计。在没有设置从第一蓄电池中输入功率或者消耗功率的时间段中利用第一和第二磁强计进行磁通量的测量。在该情况下两个磁强计应当仅仅测量磁通量，所述磁通量由干扰量、如地磁场或者由在装置附近的磁性的或者电流流经的元件造成。因此，由两个磁强计所测量的磁通量应当大概是相同的。然而，如果现在发生第一蓄电池中的内部短路，则现在在第一蓄电池之内流动的那些电流同样造成磁场。该磁场现在被第一磁强计、然而不被第二磁强计测量。因此发生第一和第二磁强计之间的磁通量的偏差。如果该偏差超过预给定的限度，则可以确认存在第一蓄电池的内部短路。因此可以采取合适的措施。一方面可以将警告输出给装置的使用者。此外也可能的是，第一蓄电池被切断，以便不通过外部的功率吸收仍进一步提高蓄电池中的温度。此外也可以引入用于冷却第一蓄电池的合适的冷却措施。因此，第一装置中的蓄电池的运行更安全地被构成。通过利用两个磁强计的测量可以以简单的方式作出关于第一蓄电池中的内部短路的可靠的陈述。

通过在从属权利要求中所提及的措施，在独立权利要求中所说明的方法的有利的改进方案和改善方案是可能的。因此有利的是，第二磁强计重复地进行磁通量密度的测量，使得背景通量密度的平均值以及尤其针对车辆的地点或者确定的行驶距离的该值被确定。因此，针对背景磁场的更准确的值可用，使得可以更可靠地作出关于该背景磁场的偏差的陈述。

此外有利的是，背景磁通量密度利用第二磁强计与利用第一磁强计的测量同时进行，以便可以将磁场的由外部影响决定的时间上的改变从测量值中减去并且因此可以排除这种干扰性的影响。

同样，两个磁强计的磁场数据的在时域以及频域中的信号技术分析是有意义的，以便可以识别由例如通过例如有轨车辆的接触导线或者变压器的强电流交变场引起的典型的工业上的干扰。

针对根据本发明的用于监视第一蓄电池的分析装置得出相应的优点，所述分析装置池具有到第一磁强计、到第二磁强计以及到用于故障报告的输出的输出单元的接口。

此外，针对根据本发明的测量系统得出相应的优点，所述测量系统除了分析装置之外具有两个相应的磁强计。

特别有利的是，将磁强计作为霍尔传感器、作为GMR传感器或者作为SQID传感器实施，因为这些传感器可以低成本地以及可靠地被运行。在这种情况下，磁场传感器也可以在一种特别的实施方式中被布置在电化学电池或者电极绕组的内部中。

此外有利的是，在磁强计中的至少一个上设置磁通量集中器装置，以便可以相应地增强磁场并且排除干扰因素。