專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于在電氣網(wǎng)絡(luò)中限制接通電流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種用于在電氣網(wǎng)絡(luò)(尤其是高壓電網(wǎng))中限制接通電流的方法以及用于實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的方法的裝置和蓄電池。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)已知用于在電氣網(wǎng)絡(luò)(尤其是高壓電網(wǎng))中限制接通電流的方法，在這些方法中，在接通過(guò)程中通過(guò)預(yù)充電電阻進(jìn)行預(yù)充電，從而減小流經(jīng)蓄電池和待連接的電負(fù)載的接通電流。如果在這樣的系統(tǒng)中系統(tǒng)電壓適配至蓄電池電壓，那么將短路并因此去激活預(yù)充電電阻。但是如果這樣的預(yù)充電在極短的時(shí)間內(nèi)多次發(fā)生，則可能導(dǎo)致預(yù)充電電阻的過(guò)熱。首先應(yīng)該在對(duì)可靠性有很高要求的蓄電池系統(tǒng)(例如在混合動(dòng)カ和電動(dòng)車(chē)輛中使用的蓄電池系統(tǒng))中避免預(yù)充電電阻的這種過(guò)熱。這種高要求的背景是這樣的系統(tǒng)中的蓄電池的故障將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的故障。例如在電動(dòng)的車(chē)輛中牽弓I蓄電池的故障將會(huì)導(dǎo)致所謂的“趴窩”。同樣蓄電池的故障將可能導(dǎo)致安全相關(guān)的問(wèn)題，例如當(dāng)蓄電池不再能從車(chē)載電氣系統(tǒng)分離開(kāi)來(lái)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明的用于在由蓄電池供電的電氣網(wǎng)絡(luò)(尤其是高壓電網(wǎng))中限制接通電流的方法基本上包括以下步驟在接通過(guò)程中，將電負(fù)載連接至所述電氣網(wǎng)絡(luò)并通過(guò)預(yù)充電電阻來(lái)預(yù)充電電負(fù)載。監(jiān)控単元定期獲取至少ー個(gè)會(huì)影響預(yù)充電電阻的溫度的參數(shù)的運(yùn)行數(shù)據(jù)并在此基礎(chǔ)上估計(jì)所述預(yù)充電電阻的所述溫度。通過(guò)引入合適的措施能夠避免所述預(yù)充電電阻的過(guò)熱，而這有利于安全性和可靠性。能夠不用溫度傳感器來(lái)測(cè)量預(yù)充電電阻的溫度。在此既能夠在蓄電池系統(tǒng)中又蓄電池系統(tǒng)之外實(shí)現(xiàn)這種監(jiān)控。監(jiān)控單元能夠單獨(dú)地或組合地獲取以下參數(shù)流過(guò)所述預(yù)充電電阻的電流；施加在蓄電池上的電壓；每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)的接通過(guò)程次數(shù)；一次接通過(guò)程的持續(xù)時(shí)間和/或環(huán)境溫度。因此以觀(guān)察系統(tǒng)的方式設(shè)置對(duì)預(yù)充電電阻的溫度的監(jiān)控，所述觀(guān)察系統(tǒng)連續(xù)地獲取單個(gè)、多個(gè)或所有的上述參數(shù)。能夠基于溫度模型實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)充電電阻的溫度的估計(jì)，所述溫度模型根據(jù)所獲取的運(yùn)行參數(shù)預(yù)測(cè)預(yù)充電電阻的自動(dòng)加熱。在蓄電池系統(tǒng)的每次接通過(guò)程中，也就是說(shuō)在電負(fù)載的每次接入時(shí)，蓄電池系統(tǒng)的預(yù)充電電阻由于高的接通電流而升溫。如果現(xiàn)在在短的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行多個(gè)接通過(guò)程，那么所述溫度模型能夠計(jì)算預(yù)充電電阻的自動(dòng)加熱。在預(yù)充電電阻發(fā)生危害性的過(guò)熱時(shí)能夠引入合適的補(bǔ)救措施如果所述預(yù)充電電阻的所估計(jì)的溫度超過(guò)第一溫度閾值，則能夠產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。如果所述預(yù)充電電阻的所估計(jì)的溫度超過(guò)比所述第一溫度閾值更高的第二溫度閾值，則通過(guò)所述預(yù)充電電阻阻止對(duì)所述電負(fù)載的(新的)預(yù)充電。如果預(yù)充電電阻的所估計(jì)的溫度低于預(yù)先規(guī)定的第三溫度閾值，又會(huì)重新允許新的預(yù)充電。
本發(fā)明的另一方面涉及用于在電氣網(wǎng)絡(luò)(尤其是高壓電網(wǎng))中限制接通電流的裝置，其被構(gòu)造為實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的方法。所述裝置包括蓄電池和預(yù)充電電阻，通過(guò)所述預(yù)充電電阻能夠給電負(fù)載預(yù)充電。此外，所述裝置包括用于定期獲取運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)控單元，其允許對(duì)預(yù)充電電阻的溫度進(jìn)行估計(jì)。監(jiān)控單元能夠是蓄電池的一部分，但也能夠設(shè)置在蓄電池之外。在后者的情況中，監(jiān)控單元能夠是控制裝置的一部分，所述控制裝置典型地和蓄電池一起連接至現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，尤其是CAN (Control Ier Area Network :控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。如果監(jiān)控単元是蓄電池的一部分，那么依據(jù)本發(fā)明的裝置能夠全部集成在蓄電池中。所述蓄電池優(yōu)選是鋰離子蓄電池。在這兩種結(jié)構(gòu)中，第一繼電器能夠與所述預(yù)充電電阻串聯(lián)連接和/或第二繼電器能夠與所述預(yù)充電電阻并聯(lián)連接。通過(guò)將依據(jù)本發(fā)明的裝置或蓄電池用于估計(jì)預(yù)充電電阻的溫度并在預(yù)充電電阻過(guò)熱時(shí)引入合適的補(bǔ)救措施，也能夠避免損害所述第一繼電器。依據(jù)本發(fā)明的裝置或蓄電池能夠是機(jī)動(dòng)車(chē)，尤其是電動(dòng)的機(jī)動(dòng)車(chē)的一部分。


借助于附圖以及后續(xù)的說(shuō)明進(jìn)ー步闡述本發(fā)明的實(shí)施例。圖示如下圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的蓄電池的實(shí)施例；以及圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的用于在電氣網(wǎng)絡(luò)中限制接通電流的方法的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，整體用100標(biāo)記的蓄電池。該蓄電池100包括多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池単元10和預(yù)充電電阻12。如果蓄電池100中沒(méi)有設(shè)置預(yù)充電電阻12，那么接入在圖中未示出的電負(fù)載時(shí)高的接通電流會(huì)流經(jīng)該蓄電池，而其原因是為具有容性部件的電負(fù)載充電。為了限制接通電流，通過(guò)閉合第一繼電器14，將預(yù)充電電阻12連接在電負(fù)載之前。當(dāng)接通電流下降或電負(fù)載上的電壓適配至蓄電池電壓時(shí)，第一繼電器14就會(huì)斷開(kāi)且第二繼電器16將閉合，由此來(lái)短路預(yù)充電電阻12。通過(guò)預(yù)充電電阻12的預(yù)充電阻止了對(duì)第二繼電器16的損害，卻導(dǎo)致了預(yù)充電電阻12的升溫。為了在不必直接測(cè)量預(yù)充電電阻12的溫度的情況下阻止對(duì)預(yù)充電電阻12的損害，在蓄電池100中設(shè)置有監(jiān)控單元18，該監(jiān)控単元定期獲取電流測(cè)量單元20和電壓測(cè)量單元22的測(cè)量數(shù)據(jù)。該監(jiān)控単元18有觀(guān)察系統(tǒng)的功能，該觀(guān)察系統(tǒng)基于所獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)借助于溫度模型計(jì)算預(yù)充電電阻12的溫度。如果所計(jì)算的溫度超過(guò)預(yù)定的閾值，則通過(guò)數(shù)據(jù)連接24(例如不是蓄電池100的一部分的CAN總線(xiàn))通知其他的圖中未示出的控制裝置。接著能夠采取合適的補(bǔ)救措施，例如生成報(bào)警信號(hào)或阻止其他電氣部件的通電。圖1中所示的監(jiān)控單元18被設(shè)置為蓄電池100 (尤其是蓄電池管理単元)的一部分。然而，該監(jiān)控單元18能夠安置在蓄電池100之外并且優(yōu)選地包括在控制裝置，例如機(jī)動(dòng)車(chē)的主控制裝置中。圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的用于在電氣網(wǎng)絡(luò)中限制接通電流的方法的實(shí)施例，該方法在圖1中所示出的蓄電池中實(shí)施。該方法從步驟SlO開(kāi)始。在Sll中，監(jiān)控單元18定期獲取運(yùn)行數(shù)據(jù)(例如流過(guò)預(yù)充電電阻12的電流或単位時(shí)間內(nèi)接通過(guò)程的次數(shù))。在步驟S12中，在運(yùn)行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上估計(jì)預(yù)充電電阻12的溫度。在步驟S13中將預(yù)充電電阻的所估計(jì)的溫度與預(yù)定的第一溫度閾值作比較。如果預(yù)充電電阻12的所估計(jì)的溫度不高于第一溫度閾值，則回到該方法開(kāi)始時(shí)的步驟S11，否則在步驟S14中將所估計(jì)的溫度與第二溫度閾值作比較。如果預(yù)充電電阻12的所估計(jì)的溫度不高于第二溫度閾值，那么在步驟S15中僅產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)且回到該方法的開(kāi)始步驟S11。該報(bào)警信號(hào)能夠例如向機(jī)動(dòng)車(chē)司機(jī)示出如果繼續(xù)預(yù)充電，則不再能夠啟動(dòng)該車(chē)輛或確定的電氣部件。反之，如果預(yù)充電電阻的所估計(jì)的溫度比預(yù)定的第二溫度閾值高，那么在步驟S16中將阻止可能的進(jìn)ー步的預(yù)充電。
權(quán)利要求
1.一種用于在由蓄電池(100)來(lái)供電的電氣網(wǎng)絡(luò)，尤其是高壓電網(wǎng)中限制接通電流的方法，其中在接通過(guò)程中，將電負(fù)載連接至所述電氣網(wǎng)絡(luò)并且通過(guò)預(yù)充電電阻(12)來(lái)預(yù)充電所述電負(fù)載，其特征在于，監(jiān)控單元(18)定期獲取至少一個(gè)會(huì)影響所述預(yù)充電電阻(12)的溫度的參數(shù)的運(yùn)行數(shù)據(jù)(Sll)，并在其基礎(chǔ)上估計(jì)所述預(yù)充電電阻(12)的所述溫度(S12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述監(jiān)控單元(18)獲取流過(guò)所述預(yù)充電電阻(12)的電流和/或施加在所述蓄電池(100)上的電壓和/或每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)的接通過(guò)程的次數(shù)和/或一次接通過(guò)程的持續(xù)時(shí)間和/或環(huán)境溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中基于溫度模型實(shí)現(xiàn)對(duì)所述預(yù)充電電阻(18)的所述溫度的估計(jì)，所述溫度模型根據(jù)所獲取的運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)所述預(yù)充電電阻(12)的自動(dòng)加熱。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中如果所述預(yù)充電電阻的所估計(jì)的溫度超過(guò)第一溫度閾值(S13)，則產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)(S15)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中如果所述預(yù)充電電阻(12)的所估計(jì)的溫度超過(guò)第二溫度閾值(S14)，則通過(guò)所述預(yù)充電電阻阻止對(duì)所述電負(fù)載的預(yù)充電(S16)。
6.一種用于在電氣網(wǎng)絡(luò)，尤其是高壓電網(wǎng)中限制接通電流的裝置，其具有蓄電池(100)和預(yù)充電電阻(12)，其中所述裝置用于通過(guò)所述預(yù)充電電阻(12)為電負(fù)載預(yù)充電，其特征在于，所述裝置包括監(jiān)控單元(18)并且用于實(shí)施前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述裝置包括控制裝置，并且所述監(jiān)控單元(18)是所述控制裝置的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述控制裝置和所述蓄電池連接至現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(24)，尤其是CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的裝置，其中第一繼電器(14)與所述預(yù)充電電阻(12)串聯(lián)連接和/或第二繼電器(16)與所述預(yù)充電電阻(12)并聯(lián)連接。
10.一種具有預(yù)充電電阻(12)的蓄電池(100)，其中所述蓄電池(100)用于通過(guò)所述預(yù)充電電阻(12)為電負(fù)載預(yù)充電，其特征在于，所述蓄電池(100)包括監(jiān)控單元(18)，所述監(jiān)控單元用于定期獲取至少一個(gè)會(huì)影響所述預(yù)充電電阻(12)的溫度的參數(shù)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并在其基礎(chǔ)上估計(jì)所述預(yù)充電電阻(12)的所述溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的蓄電池(100)，其特征在于，所述蓄電池(100)用于實(shí)施權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的方法。
12.—種機(jī)動(dòng)車(chē)，尤其是電動(dòng)的機(jī)動(dòng)車(chē)，其包括根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的裝置或根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的蓄電池(100)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在由蓄電池(100)供電的電氣網(wǎng)絡(luò)中限制接通電流的方法。在接通過(guò)程中，將電負(fù)載連接至電氣網(wǎng)絡(luò)并且通過(guò)預(yù)充電電阻(12)來(lái)預(yù)充電電負(fù)載。監(jiān)控單位(18)定期獲取至少一個(gè)會(huì)影響預(yù)充電電阻(12)的溫度的參數(shù)(S11)的運(yùn)行數(shù)據(jù)并在其基礎(chǔ)上估計(jì)預(yù)充電電阻(12)的溫度。本發(fā)明還涉及用于實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的方法的裝置和蓄電池(100)。
文檔編號(hào)B60L3/00GK103052526SQ201180037931
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者A·施特克, R·皮斯科 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司, Sb鋰摩托有限公司, Sb鋰摩托德國(guó)有限公司