用于測試和維護(hù)高壓電池的設(shè)施和該設(shè)施的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于測試和維護(hù)高壓電池的設(shè)施和該設(shè)施的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]DE 10 2010 035553公開了一種設(shè)施、例如車輛或地面輸送機(jī)械，其利用高壓電池來運(yùn)行并且具有電池容納空間以用于容納高壓電池。高壓電池是一種能量模塊，該能量模塊在其殼體內(nèi)部具有帶有多個(gè)鋰離子電池單元和兩個(gè)電池接觸部的電池、用于監(jiān)控電池充電狀態(tài)和用于在電池和設(shè)施控制裝置或充電設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的電池管理系統(tǒng)、以及用于將診斷設(shè)備連接到電池或其電池管理系統(tǒng)上的多極插座。在此規(guī)定:用于高壓電池的充電站具有電池容納空間，該電池容納空間等于高壓電池運(yùn)行設(shè)施的電池容納空間。
[0003]當(dāng)前，在用于對高壓電池充電的市場上只有僅僅針對高壓電池的充電功能來設(shè)計(jì)的高壓電池充電設(shè)備。此外，還有用于讀出高壓電池的電池管理系統(tǒng)、也即所謂的高壓電池診斷設(shè)施的單獨(dú)的設(shè)施。
[0004]在此，高壓電池理解為電池單個(gè)單元復(fù)合體或電池模塊復(fù)合體，該復(fù)合體的總電壓大于60V。此外，在此為了簡化表述方式將術(shù)語“高壓電池”理解為整個(gè)高壓電池或各個(gè)或分割的高壓電池模塊。
[0005]目前沒有能夠?qū)⒏邏弘姵?也即整個(gè)高壓電池或各個(gè)高壓電池模塊)引入較高的充電狀態(tài)并且在此附加地通過分析來自高壓電池的電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來生成高壓電池的診斷和/或?qū)⒏邏弘姵匾氲蕉x的較低的充電狀態(tài)他即放電)的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種用于測試并且維護(hù)具有所附獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的高壓電池的設(shè)施和根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)施的使用。該設(shè)施的有利的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的主題。
[0007]本發(fā)明的核心思想是分別在唯一的設(shè)備中將高壓電池充電裝置連同根據(jù)隨后公開的第一變型的高壓電池診斷裝置或者連同根據(jù)后面公開的第二變型的高壓電池充電裝置相聯(lián)合。自然也可以在唯一的設(shè)備中聯(lián)合高壓電池充電裝置連同高壓電池診斷裝置和高壓電池放電裝置。
[0008]如所需要地，提供了一種用于維護(hù)并且保養(yǎng)可連接到該設(shè)施上的高壓電池(包括分割的模塊)的設(shè)施。在此，可連接到該設(shè)施上的高壓電池被構(gòu)造為電池單個(gè)單元的復(fù)合體或被構(gòu)造為電池模塊的復(fù)合體并且包括高壓正極端子和高壓負(fù)極端子和帶有數(shù)據(jù)傳輸端子的電池管理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)傳輸端子用于在電池管理系統(tǒng)和相對于高壓電池(包括分割的模塊)外部的信息處理單元之間進(jìn)行電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。所需要的設(shè)施現(xiàn)在包括至少兩個(gè)或三個(gè)裝置，所述裝置從包含下列項(xiàng)的組中選擇:高壓電池充電裝置、高壓電池放電裝置和高壓電池診斷裝置。
[0009]高壓電池充電裝置被構(gòu)造用于將連接到該設(shè)施上的高壓電池引入到較高的充電狀態(tài)中，并且包括下列項(xiàng):高壓正端子，其被構(gòu)造用于與高壓電池的高壓正極端子連接；以及高壓負(fù)端子，其被構(gòu)造用于與高壓電池的高壓負(fù)極端子連接。
[0010]高壓電池診斷裝置被構(gòu)造用于:關(guān)于內(nèi)部錯(cuò)誤的存在檢查連接到該設(shè)施上的高壓電池和該設(shè)施，顯示識別的內(nèi)部錯(cuò)誤，優(yōu)選也產(chǎn)生關(guān)于高壓電池狀態(tài)的診斷數(shù)據(jù)并且觸發(fā)以下功能，所述功能目的在于將該設(shè)施和高壓電池安全地引入到另外的狀態(tài)中、運(yùn)行和/或測試該設(shè)施和高壓電池，并且該高壓電池診斷裝置包括帶有數(shù)據(jù)傳輸端子的信息處理裝置，所述數(shù)據(jù)傳輸端子用于在信息處理裝置和高壓電池的電池管理系統(tǒng)之間進(jìn)行電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。按照第一種變型，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)施能夠?qū)崿F(xiàn)，高壓電池能夠利用僅僅一個(gè)唯一的設(shè)備、正是該設(shè)施被引入到任意較高的充電狀態(tài)中并且能夠與高壓電池的電池管理系統(tǒng)結(jié)合地執(zhí)行對所述高壓電池的診斷功能。
[0011]高壓電池放電裝置被構(gòu)造用于將連接到該設(shè)施上的高壓電池引入到較低的充電狀態(tài)中，并且包括下列項(xiàng):高壓正端子，其被構(gòu)造用于與高壓電池的高壓正極端子連接；以及高壓負(fù)端子，其被構(gòu)造用于與高壓電池的高壓負(fù)極端子連接。按照第二變型，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)施能夠?qū)崿F(xiàn)，高壓電池能夠利用僅僅一個(gè)唯一的設(shè)備、正是該設(shè)施被引入到任意較高也或者較低的充電狀態(tài)中。按照第二變型，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)施能夠?qū)崿F(xiàn)，高壓電池能夠利用僅僅一個(gè)唯一的設(shè)備、正是該設(shè)施被引入任意較高也或者較低的充電狀態(tài)中。
[0012]該設(shè)施還包括為高壓電池所需的端子、激勵(lì)發(fā)生器(Stimul igenerator)、激勵(lì)引線，它們是必需的，以便為高壓電池模擬車輛環(huán)境。對于作為電動(dòng)或混合動(dòng)力車輛的行駛電池的高壓電池，下面的、技術(shù)人員已知的信號屬于為此由激勵(lì)發(fā)生器產(chǎn)生并且借助激勵(lì)引線傳輸?shù)募?lì)數(shù)據(jù)或激勵(lì)信號、也即為運(yùn)行高壓電池所需的來自運(yùn)行環(huán)境的信號:點(diǎn)火(接線端15)、持續(xù)正(接線端30)、接地(接線端31)和聯(lián)鎖信號。。
[0013]該設(shè)施還被構(gòu)造用于:執(zhí)行高壓電池充電裝置、高壓電池診斷裝置和/或高壓電池放電裝置對分割的高壓模塊或?qū)Ω邏弘姵芈?lián)合的上面描述的功能。
[0014]在此術(shù)語“高壓電池的充電狀態(tài)”理解為如下參數(shù)組，該參數(shù)組由高壓電池的當(dāng)前電壓和電池管理系統(tǒng)(也即電池控制設(shè)備)的確定的輸出值得出。
[0015]在此術(shù)語“高壓電池的維護(hù)”理解為對高壓電池的干涉或改變，例如包括在錯(cuò)誤情況之后電池模塊的更換和接著的全部高壓電池的組建或者例如深放電電池的再進(jìn)入正常充電狀態(tài)，只要這被電池制造商允許。
[0016]在此術(shù)語“高壓電池的保養(yǎng)”理解為電池單個(gè)單元或電池模塊的電荷狀態(tài)的改變，例如包括在電池單個(gè)單元或電池模塊之間的電荷均衡，使得例如高壓電壓從不會(huì)下降到預(yù)定義的值之下。
[0017]在此術(shù)語“高壓電池的診斷”理解為一組對高壓電池實(shí)施的研宄步驟，其包括下面的研宄的至少之一:高壓電池的目視檢驗(yàn)、從高壓電池的電池管理系統(tǒng)中讀出參數(shù)(尤其是包括錯(cuò)誤參數(shù))、在讀出錯(cuò)誤之后對高壓電池的錯(cuò)誤評估和由電池管理系統(tǒng)提供的具有測量值的值的合理性檢驗(yàn)，所述測量值必要時(shí)已經(jīng)由組件、即根據(jù)本發(fā)明的設(shè)施的高壓電池充電裝置和高壓電池放電裝置確定。
[0018]本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)設(shè)施按照第一變型包括高壓電池充電裝置和高壓電池診斷裝置時(shí)，該設(shè)施還可以包括高壓電池放電裝置。當(dāng)設(shè)施按照第二變型包括高壓電池充電裝置和高壓電池放電裝置時(shí)，該設(shè)施還可以包括高壓電池診斷裝置。并且當(dāng)設(shè)施按照第三變型包括高壓電池放電裝置和高壓電池診斷裝置時(shí)，該設(shè)施還可以包括高壓電池充電裝置。這些構(gòu)型能夠?qū)崿F(xiàn):高壓電池或分割的高壓模塊能夠利用僅僅一個(gè)唯一的設(shè)備、正是利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)施被引入到任意的較高也或較低的充電狀態(tài)中并且可以與高壓電池的電池管理系統(tǒng)結(jié)合地執(zhí)行對所述高壓電池、對分割的高壓模塊和/或在該設(shè)施中的診斷功能。
[0019]該設(shè)施還可以包括設(shè)置在信息處理單元內(nèi)部的安全裝置，該安全裝置被構(gòu)造用于分析由高壓電池診斷裝置產(chǎn)生的診斷數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生反應(yīng)數(shù)據(jù)，所述反應(yīng)數(shù)據(jù)可以例如通過相對于該設(shè)施基本上在外部的數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)、例如控制器局域網(wǎng)(CAN)被傳輸給連接到該設(shè)施上的高壓電池并且定義以下功能，所述功能目的在于將該高壓電池和/或該設(shè)施運(yùn)行到安全狀態(tài)中和/或測試該高壓電池和/或該設(shè)施，并且該安全裝置被構(gòu)造用于例如通過相對于該設(shè)施基本上在內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)將診斷數(shù)據(jù)和/或反應(yīng)數(shù)據(jù)在安全裝置和高壓電池診斷裝置之間進(jìn)行雙向傳輸。所述安全裝置識別預(yù)定義的安全風(fēng)險(xiǎn)，所述安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生基于由診斷裝置傳輸?shù)脑\斷數(shù)據(jù)和/或測量數(shù)據(jù)來識別，并且所述安全裝置識別預(yù)定義的反應(yīng)，所述反應(yīng)目的在于，將高壓電池或分割的高壓模塊或設(shè)施從識別的安全風(fēng)險(xiǎn)情況轉(zhuǎn)移到安全狀態(tài)中。因此，安全裝置能夠?qū)崿F(xiàn)為了保養(yǎng)或維護(hù)而連接到該設(shè)施上的高壓電池的安全運(yùn)行。
[0020]該設(shè)施還可以包括帶有下列項(xiàng)的被設(shè)置在信息處理單元內(nèi)部的人機(jī)接口:用于輸出或顯示電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)和反應(yīng)數(shù)據(jù)的輸出裝置、用于通過使用者輸入使用者控制數(shù)據(jù)的輸入裝置、以及輸入輸出接口，輸出裝置和輸入裝置連接到該輸入輸出接口上，并且該輸入輸出接口被構(gòu)造用于將由使用者輸入的使用者控制數(shù)據(jù)輸出以便傳輸給高壓電池的電池管理系統(tǒng)、診斷裝置或安全裝置。對此代替地或附加地，人機(jī)接口可以包括遠(yuǎn)程操作裝置，該遠(yuǎn)程操作裝置具有用于輸出或顯示電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)和反應(yīng)數(shù)據(jù)的輸出裝置、和/或用于通過使用者輸入使用者控制數(shù)據(jù)的輸入裝置。
[0021]對該人機(jī)接口代替地或附加地，該設(shè)施可以包括設(shè)置在信息處理單元內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)端子，該網(wǎng)絡(luò)端子被構(gòu)造用于讀入由使用者產(chǎn)生的使用者控制數(shù)據(jù)以便傳輸給高壓電池的電池管理系統(tǒng)、傳輸給診斷裝置或傳輸給安全裝置。人機(jī)接口或網(wǎng)絡(luò)端子能夠?qū)崿F(xiàn):為設(shè)施的操作者輸出或顯示關(guān)于連接到該設(shè)施上的高壓電池的狀態(tài)的信息，并且由操作者輸入控制數(shù)據(jù)，例如用于開始預(yù)先確定的對高壓電池的保養(yǎng)或維護(hù)過程。
[0022]尤其是，人機(jī)接口的輸出裝置可以包括輸出媒介，所述輸出媒介從包括下列項(xiàng)的組中選擇:監(jiān)視器、放映機(jī)、觸摸屏、打印機(jī)和/或顯示器。人機(jī)接口的輸入裝置可以包括輸入媒介，所述輸入媒介從包括