[发明专利]用于探测电池单体的故障状态的方法、探测装置和机动车

说明书

本发明涉及一种用于探测具有多个电池单体(16、16a)的电池(18)的至少一个电池单体(16a、16)的故障状态(F)的方法，其中，在确定的测量时刻检测多个电池单体(16、16a)中的相应电池单体(16、16a)的单体电压(Ui；UZ、UX)，并且根据单体电压(Ui；UZ、UX)中的至少一个来确定比较值(ΔUn)，将该比较值与所提供的第一参考值(R1)进行比较，其中，根据比较的结果来探测故障状态(F)。在此，确定离散度值(ΔUn)，所述离散度值代表在确定的测量时刻检测到的单体电压(Ui；UZ、UX)的至少一部分(Ui、Un)的分散性，并且根据离散度值(ΔUn)确定故障状态(F)。

技术领域

本发明涉及一种用于探测具有多个电池单体的电池的至少一个电池单体的故障状态的方法，其中，在测量时刻检测多个电池单体中的相应电池单体的单体电压，并且根据单体电压中的至少一个单体电压确定比较值，将该比较值与所提供的第一参考值进行比较，其中，根据比较的结果来探测故障状态。此外，本发明还涉及一种探测装置和一种具有这种探测装置的机动车。

背景技术

由现有技术已知电池、尤其是机动车电池，其例如可构造为动力电池并且由此可构造为高压电池。这种高压电池典型地包括多个单独的电池单体。这些单体又可以组合成单体模块。在过去，人们认为，所有的单体和单体模块都可以被提供足够的质量并且可以在没有较大的机械或热影响的情况下在车辆中运行。然而，从各种尝试中并且在车辆测试中获得以下认识，即单体缺陷也可能在运行中才出现。尤其是可能由于在单体模块构造时单体制造中的污染物、例如单体内的颗粒、例如由于从外部对单体的损伤，或者由于例如在驶过障碍物时对机动车的底部保护装置的损伤以及由于从外部对单体的损伤而出现单体缺陷。因此，力求能够尽可能早地识别可能的、在此被称为故障状态的单体缺陷，以便避免更严重的后果、例如电池燃烧。

DE 10 2020 109 133 A1描述了一种用于能量存储系统的偏差探测系统。第一组传感器被配设给具有一个或多个能量存储装置的能量存储模块，其中，第一组中的传感器产生表示能量存储模块的一个或多个参数的电流测量结果。控制电路被设置成接收电流测量结果并且至少部分地基于电流测量结果来确定与能量存储模块相关的具体参数的参考值和/或参考波动。控制电路基于由传感器产生的电流测量结果，将具体参数的监视值或监视波动与具体参数的参考值或参考波动进行比较，并且检测大于指定公差范围的偏差。此外，电池的监控决定性地基于温度测量。此外，还可以考虑其它参数，例如电压、功率或电流强度等。在此，在相应的能量存储模块中能够设置多个温度传感器，所述温度传感器被分配给在相关的能量存储模块内的相应的能量存储装置。在此，各个温度传感器的温度变化过程可以被记录并且与参考温度变化过程相比较。这种参考温度可以在上限和在下限由规定的公差范围限制。这可以是静态的或也可以基于运行条件、使用年限等动态地且随时间而波动。

虽然动态地确定这种公差范围是有利的，因为这样可以考虑由情况决定的波动，然而在此存在如下问题：如何能够具体地实现这种动态匹配。此外，这在所检测的电池温度方面也比例如在使用单体电压作为用于识别临界的单体状态或出现的单体缺陷的监控参数时明显更简单地实现。单体根据环境条件、例如动态负载状况或不均匀生热而可再现地运行。但是在电池内的单体之间可能存在不同的特性和强烈的差异(Spreizung)。例如，单体可以具有稍微不同的容量。这导致单体的电压在放电时，例如在负载下会彼此漂移。然而，这种漂移不是假设单体缺陷的原因。此外，这种差异的程度一方面由老化引起并且另一方面也强烈地取决于电池的运行状态。因此，只能非常粗略地设计关于所有单体的鲁棒诊断。换句话说，例如必须将用于单体电压与例如确定的参考值的最大允许偏差的限值设计得非常大，以便排除可能的误诊断并且避免在单体缺陷或电池着火之前不必要地警告驾驶员。但是在有些情况下，即使单体电压的偏差较小，也已经可推断出单体缺陷。因此，最初仅引起小的电压变化的单体缺陷在长时间内都未被察觉。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种方法、一种探测装置和一种机动车，该方法、探测装置和机动车能够实现尽可能可靠地并且提早地探测出电池单体的故障状态。