具有過量充電保護(hù)和/或過度放電保護(hù)的電池組系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及具有過量充電保護(hù)和/或過度放電保護(hù)的電池組系統(tǒng)，所述電池組系統(tǒng)包括至少一個電蓄能器，所述電蓄能器具有與電蓄能器的第一電極電連接的第一極；具有與電蓄能器的第二電極電連接的第二極；具有用于使電蓄能器放電的快速放電單元，所述快速放電單元具有與第一極電連接的第一端子，其特征在于，所述電池組系統(tǒng)包括用于觸發(fā)快速放電單元的具有導(dǎo)電的機(jī)械組件的觸發(fā)單元，其中機(jī)械組件借助于電蓄能器的導(dǎo)電的殼體和/或借助于電連接直接地與第二極電連接。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)以按照獨立權(quán)利要求的前序部分所述的具有過量充電保護(hù)和/或過度放電保護(hù)的電池組系統(tǒng)為出發(fā)點，所述電池組系統(tǒng)包括至少一個電蓄能器，所述電蓄能器具有與電蓄能器的第一電極電連接的第一極，具有與電蓄能器的第二電極電連接的第二極，具有用于使電蓄能器放電的快速放電單元，所述快速放電單元具有與第一極電連接的第一端子，具有與第二極電連接的第二端子。
技術(shù)介紹
出版物DE102011015829A1公開一種具有電流中斷裝置的電化學(xué)蓄能電池，所述電流中斷裝置用于將蓄能電池的被設(shè)置用于運(yùn)行蓄能電池的至少一個電端子中斷。此外，蓄能電池具有放電裝置，如果蓄能電池的被設(shè)置用于運(yùn)行蓄能電池的至少一個電端子通過電流中斷裝置被中斷，那么所述放電裝置能夠?qū)崿F(xiàn)蓄能電池的完全的或者部分的放電。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)蓄能電池的放電以及因此能夠?qū)崿F(xiàn)蓄能電池的安全的輸送和安全的存放，然而同時阻止可能由于過量充電損壞的蓄能電池的進(jìn)一步運(yùn)行。出版物DE102012219082A1公開一種用于布置在鋰離子電池組的電池組電池中的安全設(shè)備，其包括至少一個平面地構(gòu)造的金屬導(dǎo)體、尤其金屬印刷電路板或者金屬薄膜，其中絕緣層被施加到所述金屬導(dǎo)體上，并且所述導(dǎo)體（welche）具有用于與電池組電池的極電連接的極接觸部，其中所述導(dǎo)體具有至少一個布置在絕緣層上的加熱電阻，所述加熱電阻具有第一接觸部和第二接觸部，其中通過加熱電阻的電流可以經(jīng)由接觸部被傳導(dǎo)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)優(yōu)點與此相對地，具有獨立權(quán)利要求的特征性特征的按照本專利技術(shù)的行為方式具有以下優(yōu)點：電池組系統(tǒng)包括用于觸發(fā)快速放電單元的具有導(dǎo)電的機(jī)械組件的觸發(fā)單元，其中機(jī)械組件借助于電蓄能器的導(dǎo)電的殼體和/或借助于電連接直接地與第二極電連接。由此有利地，電池組系統(tǒng)的電蓄能器可以非常快速地被放電，并且電池組系統(tǒng)被轉(zhuǎn)換到安全的狀態(tài)中。其他有利的實施方式是從屬權(quán)利要求的主題。快速放電單元包括快速放電電路，借助于所述快速放電電路有利地確保電蓄能器的快速放電。進(jìn)一步地可以通過快速放電電路的適當(dāng)?shù)脑O(shè)計使快速放電單元匹配于任意的電池組系統(tǒng)。快速放電電路包括具有功率半導(dǎo)體的放電電路和半橋。由此，電蓄能器可以快速地被放電，并且被轉(zhuǎn)換到安全的狀態(tài)中。觸發(fā)單元的機(jī)械組件可以通過作用于機(jī)械組件的力、例如在電池組系統(tǒng)中的壓力上升可逆地或者不可逆地被變形。通過可逆的變形，在電蓄能器返回到正常的運(yùn)行狀態(tài)之后，在快速放電單元的導(dǎo)體和接觸部之間的導(dǎo)電連接被分離，由此電蓄能器再次可供電池組系統(tǒng)使用。如果機(jī)械組件不可逆地被變形，那么電蓄能器持久地保持與電池組系統(tǒng)分離，由此，電蓄能器的再次投入使用有利地被阻止。觸發(fā)單元的機(jī)械組件可以不僅被實施為附加的構(gòu)件，和/或借助于存在的構(gòu)件、例如過壓閥來實現(xiàn)。用于操控電池組系統(tǒng)的放電電路的快速放電單元的按照本專利技術(shù)的方法為了使電蓄能器放電而將快速放電電路的半橋中的一個功率半導(dǎo)體接通，并且將放電電路的另一功率半導(dǎo)體在激活的運(yùn)行（aktivenBetrieb）中作為可控的電阻運(yùn)行。有利地，按照本專利技術(shù)的電池組系統(tǒng)被使用在具有至少一個電蓄能器的車輛中，由此有效的安全標(biāo)準(zhǔn)可以以相對較小的耗費(fèi)被遵守。有利地，電蓄能器是鋰離子電池組、鋰硫電池組和/或鋰空氣電池組。由于可能的化學(xué)連續(xù)反應(yīng)（Folgeraktionen），尤其在所述類型的電蓄能器的情況下到安全狀態(tài)中的快速轉(zhuǎn)換是有利的。附圖說明圖1示出按照本專利技術(shù)的電池組系統(tǒng)的第一實施方式；和圖2a示出按照本專利技術(shù)的電池組系統(tǒng)的第二實施方式；和圖2b示出在存在電蓄能器的不正常的運(yùn)行狀態(tài)的情況下按照本專利技術(shù)的電池組系統(tǒng)的第二實施方式；和圖3示出快速放電電路的實施方式；和圖4a示出按照本專利技術(shù)的電池組系統(tǒng)的觸發(fā)單元的機(jī)械組件的第一實施方式；和圖4b示出按照本專利技術(shù)的電池組系統(tǒng)的觸發(fā)單元的機(jī)械組件的第二實施方式；和圖4c示出按照本專利技術(shù)的電池組系統(tǒng)的觸發(fā)單元的機(jī)械組件的第三實施方式。具體實施方式在所有的圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的設(shè)備組件。圖1示出按照本專利技術(shù)的電池組系統(tǒng)10的第一實施方式，所述電池組系統(tǒng)10具有至少一個電蓄能器，所述電蓄能器具有與電蓄能器的第一電極電連接的第一極12；具有與電蓄能器的第二電極電連接的第二極14；具有用于使電蓄能器放電的快速放電單元16，其中所述快速放電單元具有第一端子，所述第一端子例如經(jīng)由電連接13與第一極電連接，具有第二端子，所述第二端子例如借助于電連接15與第二極電連接；用于觸發(fā)快速充電單元16的觸發(fā)單元17；以及電蓄能器的殼體11。觸發(fā)單元17可以不僅被實施為附加的構(gòu)件，或者借助于存在的構(gòu)件、例如在硬殼式電池（Hard-Case-Zellen）情況下的過壓閥來實施，由此有利地節(jié)省構(gòu)件。圖2a示出在電蓄能器的正常的運(yùn)行狀態(tài)中按照本專利技術(shù)的電池組系統(tǒng)20的第二實施方式。電蓄能器包括第一極22、例如負(fù)極，所述第一極借助于電連接23利用第一端子261與快速放電單元26電連接；以及第二極24、例如電蓄能器的正極，所述第二極借助于電連接28b利用第二端子262與快速放電單元26電連接；與第二極24的電極電連接的第三端子264；以及觸發(fā)單元27，所述觸發(fā)單元27包括機(jī)械組件29，所述機(jī)械組件29是導(dǎo)電的并且經(jīng)由電蓄能器的導(dǎo)電的殼體21與第二極24電連接。觸發(fā)單元27的機(jī)械組件29可以可逆地或者不可逆地、例如通過作用于機(jī)械組件29的力被變形。快速放電單元26包括經(jīng)由第一接口261與電連接23電連接的導(dǎo)體25和電子快速放電電路263，所述電子快速放電電路263經(jīng)由第二接口262與電連接28b電連接并且經(jīng)由第三接口264與電連接28a電連接。在電蓄能器的正常的運(yùn)行狀態(tài)中，在觸發(fā)單元27的機(jī)械組件29與快速放電單元26的導(dǎo)體25之間不存在電連接。圖2b示出在電蓄能器的不正常的運(yùn)行狀態(tài)中按照本專利技術(shù)的電池組系統(tǒng)20的第二實施方式。例如當(dāng)電蓄能器通過太大的充電電流被充電時，存在電蓄能器的不正常的運(yùn)行狀態(tài)，這例如導(dǎo)致電蓄能器的殼體21內(nèi)部中的壓力升高。由于壓力上升，在超過可預(yù)先給定的壓力時，觸發(fā)單元27的機(jī)械組件29可逆地或者不可逆地被變形，由此在觸發(fā)單元27的機(jī)械組件29和快速放電單元26的導(dǎo)體25之間形成電連接。通過所述電連接，電流在第二極24和第一極22之間流經(jīng)導(dǎo)電的殼體21、機(jī)械組件29、導(dǎo)體25和線路23。快速放電單元26、快速放電電路263和/或電池組管理系統(tǒng)檢測例如經(jīng)由與導(dǎo)體25的電連接流動的所述電流，接著快速放電電路263經(jīng)由導(dǎo)體25和電連接23和/或經(jīng)由在快速放電電路263和第一極22之間的直接的電連接使電蓄能器短路并且放電。圖3示出快速放電電路263的實施方式。如果快速放電單元26的監(jiān)視和操控單元以電蓄能器的正常的運(yùn)行為出發(fā)點根據(jù)第一電壓極限值的超過識別到電能量模塊的面臨的過量充電，那么半橋310的第一功率半導(dǎo)體311被關(guān)斷，并且第二功率半導(dǎo)體312被接通。因為電壓處于最小的和最大的極限值之內(nèi)，所以即使在面臨的過量充電的情況下、例如在電蓄能器充電時誤操作的情況下，第一功率半導(dǎo)體311的二極管320也截止。由此，電蓄能器的進(jìn)一步的充電可以安全地被阻止。如果快速放電單元26的監(jiān)視和操控單元以電蓄能器的正常的運(yùn)行為出發(fā)點根據(jù)第二電壓極限值的超過識別到電蓄能器的面臨的過本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
具有過量充電保護(hù)和/或過度放電保護(hù)的電池組系統(tǒng)（10、20、30），其包括至少一個電蓄能器，所述電蓄能器具有與電蓄能器的第一電極電連接的第一極（12、22），具有經(jīng)由快速放電單元（16、26、36）與電蓄能器的第二電極電連接的第二極（14、24），其中用于使電蓄能器放電的所述快速放電單元（16、26、36）具有與第一極電連接的第一端子（261、361），其特征在于，所述電池組系統(tǒng)（10、20、30）包括用于觸發(fā)快速放電單元（17、27、37）的具有導(dǎo)電的機(jī)械組件（29、39、49a、49b、49c）的觸發(fā)單元（17、27、37），其中所述機(jī)械組件（29、39、49a、49b、49c）借助于電蓄能器的導(dǎo)電的殼體（11、21）和/或借助于電連接直接地與第二電極電連接。

【技術(shù)特征摘要】
2015.09.10 EP 15184664.91.具有過量充電保護(hù)和/或過度放電保護(hù)的電池組系統(tǒng)（10、20、30），其包括至少一個電蓄能器，所述電蓄能器具有與電蓄能器的第一電極電連接的第一極（12、22），具有經(jīng)由快速放電單元（16、26、36）與電蓄能器的第二電極電連接的第二極（14、24），其中用于使電蓄能器放電的所述快速放電單元（16、26、36）具有與第一極電連接的第一端子（261、361），其特征在于，所述電池組系統(tǒng)（10、20、30）包括用于觸發(fā)快速放電單元（17、27、37）的具有導(dǎo)電的機(jī)械組件（29、39、49a、49b、49c）的觸發(fā)單元（17、27、37），其中所述機(jī)械組件（29、39、49a、49b、49c）借助于電蓄能器的導(dǎo)電的殼體（11、21）和/或借助于電連接直接地與第二電極電連接。2.按照上述權(quán)利要求之一所述的電池組系統(tǒng)（10、20），其特征在于，所述快速放電單元...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M維爾卡，
申請(專利權(quán))人：鋰能源和電力有限責(zé)任兩合公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE