具有蓄电池保护器和诊断装置的蓄电池系统及其诊断方法

具有蓄电池保护器和诊断装置的蓄电池系统及其诊断方法
【专利摘要】公开了一种蓄电池系统(10)，其具有包括多个蓄电池单元(21)的蓄电池(20)和诊断装置(70)，蓄电池在输入侧可经由至少一个保护器(50、60)与直流中间电路连接，诊断装置用于至少一个保护器(50、60)的状态诊断。蓄电池系统(10)包括第一支路(151、161)和与之并联的第二支路(152、162)的监控电路(150、160)，在第一支路中设置有至少一个保护器(50、60)，在第二支路中连接有用于生成参考电压(UR1、UR2)的电压源(154、164)。诊断装置(70)被设置为分析与参考电压(UR1、UR2)相关的并且在监控电路(150、160)中流动的诊断电流(ID1、ID2)并且根据测量的电流值或者诊断电流的电流曲线确定至少一个保护器(50、60)的状态，尤其是故障状态。
【专利说明】具有蓄电池保护器和诊断装置的蓄电池系统及其诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蓄电池系统，所述蓄电池系统具有包括多个蓄电池单元的蓄电池和诊断装置，所述蓄电池在输入侧可经由至少一个保护器与直流中间电路连接，所述诊断装置用于所述至少一个保护器的状态诊断。此外，本发明涉及一种所属的用于蓄电池保护器的状态诊断的方法。
【背景技术】
[0002]将来，无论是在诸如风力发电设备的静态的应用还是在诸如混合动力和电动机动车的机动车中，都将越来越多地应用新型的蓄电池系统，在可靠性方面对这些蓄电池系统提出了极高的要求。这样的高的要求的背景在于所使用的蓄电池系统的蓄电池的故障将能够导致安全相关的问题。在图1中示出了这样的蓄电池系统10的原理图。为了借助于蓄电池系统10达到所要求的功率和能量数据，在蓄电池系统10的蓄电池(蓄电池组)20中将单个的蓄电池单元21串联连接并且部分附加地并联连接。为了简化图示，在图1中仅设计了唯一的具有附图标记21的蓄电池单元。在图1中所示出的方案的问题在于其中串联连接多个蓄电池单元21，在该串联电路中产生的高的输出电压UB中，从而形成了蓄电池(高压蓄电池)20，该输出电压在无需应用合适的措施的情况下持续地施加在机动车的车载电网(高压车载电网)40之上。在该车载电网40上所施加的电压，即所谓的“左电压”，在图1中以UBN来标记。在图1中所示出的蓄电池系统10中，蓄电池20借助于直流中间电路的电容器30与机动车的车载电网40相连接。
[0003]因为高的电压UBN在不采取合适的措施的情况下将持续地施加在机动车的车载电网40上，所以通常应用保护器50、60，它们在需要时将蓄电池20从车载电网40分离。在此，出于安全缘由，在蓄电池20的正极处和负极处应该分别存在单独的保护器50、60，它们既被设置用于高的蓄电池单元UB并且在必要时也能够分离超过1000A的短路电流。保护器50在其极51上与蓄电池20并且在其极52上与车载电网40连接。保护器60在其极61上与蓄电池20并且在其极62上与车载电网40连接。
[0004]为了确保将具有高的蓄电池电压UB的蓄电池20从车载电网40分离，前述的安全要求之一在于检验保护器50、60的功能并且准确地诊断故障功能。所以，保护器50、60的一个特别危险的必须被诊断出的故障功能例如为保护器50、60或者其保护器接触在实际的操控时粘接(kleben)并且不会如操控的那样断开。保护器50、60也能够被如此地摧毁，即它们不会如操控的那样断开。对于诊断功能的实现来说，需要使用合适的装置和算法。
[0005]依据当前的现有技术已知了用于实现保护器粘接诊断功能的拓扑结构，其被构造为用于实现在两个保护器的四个接触极上的电压测量的电路装置，这两个保护器分别在正的或者负的蓄电池极处被设置在相应的蓄电池极和车载电网之间。这样的电路拓扑结构例如由文献EP2308714A2已知。在已知的电路拓扑结构中还能够含有参考电压，在确定的诊断态势时接通该参考电压。在接触器断开时将分析在两个保护器的四个极之间的电势差。将部分地通过限定的阻抗或者电阻分压器/分压器来预先给定该电势差。[0006]由现有技术已知的用于诊断保护器的粘接状态的方法具有以下缺点(保护器根据开关状态考虑电压差)，即这样的保护器对于极电势间的电压过耦反应太敏感了。此外，该方法对于蓄电池极和车载电网极之间的阻抗改变太敏感了。再者，在同时分析电压差时对于完整的诊断来说必须执行开关频率。这样的川页序通常在行驶周期开始或者结束时执行。在此，因为必须维持开关时间并且瞬态分析扮演一个角色，通常能够根据方法的不同得出起始延时，即直至诊断结束。
[0007]此外，由文献DE102004041998A1已知了一种用于预报继电器或者保护器的可用性的方法，其中，重复测量流过该继电器或者保护器的电流。在这样的方法中，借助于所测量的电流值并且基于继电器或者保护器的已知的电流-温度-特征曲线估计保护器的继电器的当前温度。然后，借助于所估计的温度作出关于继电器或者保护器的可用性，尤其是关于粘接状态的预报。

【发明内容】

[0008]依据本发明公开了一种蓄电池系统和用于蓄电池保护器的状态诊断的方法。
[0009]依据本发明提供了一种蓄电池系统，其具有包括多个蓄电池单元的蓄电池，所述蓄电池在其输入侧可经由至少一个保护器与直流中间电路连接。此外，在所述蓄电池系统中设置有诊断装置，所述诊断装置用于所述至少一个保护器的状态诊断。再者，在所述蓄电池系统中设置有监控电路，其包括第一支路和与之并联连接的第二支路，在所述第一支路中设置有所述至少一个保护器，在所述第二支路中连接有用于生成参考电压的电压源。所述诊断装置被设置为分析与所述参考电压相关的并且在所述监控电路中流动的诊断电流并且根据测量的电流值或者所述诊断电流的电流曲线确定所述至少一个保护器的状态，尤其是故障状态。
[0010]依据根据本发明所述的、用于蓄电池的蓄电池保护器的状态诊断的方法将借助于监控电路执行所述保护器中的至少一个保护器的状态诊断，所述监控电路具有第一支路和第二支路，在所述第一支路中设置有所述至少一个保护器，在所述第二支路中连接有用于生成参考电压的电压源。依据本方法将分析与所述参考电压有关的、在所述监控电路中流动的诊断电流。
[0011]更直观地说，公开了一种具有专用的附加的监控电路和诊断装置的蓄电池系统，其中，所述诊断装置被构造为诊断所述保护器的故障状态。更确切地说，所述蓄电池系统和所述诊断装置被构造为针对所述保护器处于假定为断开的开关状态的第一状态和处于假定为闭合的开关状态的第二状态分别测量流经所述监控电路的所接通的第二支路的诊断电流并且借助于所测量的诊断电流能够诊断所述保护器的故障功能，尤其是所述保护器的粘接状态。
[0012]由此，依据本发明提供了 一种成本优化的并且资源优化的电路拓扑结构,其能够特别鲁棒地诊断所使用的保护器在断开的或者闭合的状态。通过依据本发明所述的电路拓扑结构能够实现在闭合状态下对所使用的保护器和保护器接触的状态的连续的监控并且在断开状态下实现快速的检验，这将引起极小的启动延时，因为对于每个保护器分别仅需要开关过程和测量过程。
[0013]特别地，依据本发明所述的蓄电池系统能够包括两个保护器，它们分别被设置在一个蓄电池极处并且分别引入到附加的监控电路之中，并且所述诊断装置被构造为分别测量流经所述两个监控电路的所述第二接通的支路的诊断电流，而两个保护器分别处于假定为闭合的开关状态的第二状态并且借助于所测量的诊断电流来分别诊断所述保护器的可能的故障功能。
[0014]当两个保护器均是能用的并且处于闭合的开关状态之下时，那么在每个监控电路之中必须流动一个由相应的监控电路的结构来限定的诊断电流。借助于所测量的诊断电流的值能够得出相应的保护器的功能状态。如果在两个监控电路中测量到期望的诊断电流，那么能够由此得出两个保护器按规定地已经闭合。如果在至少一个监控电路中测量到异常的诊断电流，那么能够通过对所测量的诊断电流的分析诊断出相应的保护器的故障状态，在所述故障状态下该保护器未闭合。
[0015]依据本发明所述的蓄电池系统能够包括两个保护器，它们分别被设置在一个蓄电池极上并且分别引入到附加的监控电路之中，并且所述诊断装置被构造为分别测量流经处于假定为断开的开关状态的第一状态的至少一个保护器的监控电路的接通的第二支路的诊断电流，而另一个保护器的监控电路处于假定为闭合的开关状态的第二状态并且借助于所测量的诊断电流来诊断所述相应的保护器的可能的粘接状态。
[0016]有利地，所述诊断装置被构造为直接地在两个监控电路处于假定为闭合的开关状态的第二状态之后执行通过处于假定为断开的开关状态的第一状态的保护器的监控电路的所述第二接通的支路的诊断电流的测量。
[0017]换种表达方式来说，在两个保护器均闭合之后两个保护器中的一个保护器断开。在此，将测量和分析流过所述断开的保护器的监控电路的第二接通的支路的诊断电流。当所述相应的保护器按规定地断开，那么所述相应的诊断电流将减小，尤其是减小直至零，也就是说中断。当该保护器接触粘接时，所述保护器在断开后也将继续保持闭合并且所述相应的诊断电流等于在所述保护器的闭合的状态下时所期望的诊断电流。
[0018]依据本发明，借助于所测量的诊断电流能够以简单的方式诊断所研究的保护器所出现的粘接状态。该测量能够针对两个保护器中的任何一个保护器来执行。
[0019]特别地，依据本发明的一种实施形式，依据本发明所述的蓄电池系统包括两个保护器，它们分别设置在蓄电池极上并且分别引入附加的监控电路之中，并且所述诊断装置被构造为测量流经处于假定为断开的开关状态的第一状态的至少一个保护器的监控电路的所述接通的第二支路的诊断电流，而另一个保护器同样处于假定为断开的开关状态的第一状态之中并且所述另一个保护器的监控电路的第一支路关断所述另一个保护器的监控电路的所述第二支路。此外，所述诊断装置被构造为借助于所测量的诊断电流诊断所述相应的保护器的可能的粘接状态。
[0020]换句话说，将断开所述保护器中的一个保护器并且关断该保护器的监控电路的第二支路，而另一个保护器也被断开并且该另一个保护器的监控电路的第二支路被接通。其中将测量所述诊断电流、其流过相应的监控电路的所述第二接通的支路。当检测到没有诊断电流流过相应的监控电路的所述第二接通的支路时，能够由此得出两个保护器按规定地已经断开。当保护器接触粘接时，针对此情况来测量诊断电流，那么该保护器在断开后然后又将闭合并且相应的诊断电流与所述保护器处于闭合状态之下时期望的诊断电流相等。借助于该测量的诊断电流能够诊断所研究的保护器的粘接状态。该测量能够针对两个保护器中的任何一个保护器来执行。
[0021]特别地，在依据本发明所述的蓄电池系统的至少一个监控电路的所述第二支路中，与所述监控电路的附加的电压源串联连接有分流电阻。其中，所述诊断单元还被构造为测量在所述分流电阻上所施加的电压并且据此确定相应的流过所述分流电阻的诊断电流。
[0022]所以，依据本发明，所述诊断电流能够借助于简单的分析确定在相应的分流电阻上所施加的电压。
[0023]有利地，依据本发明所述的蓄电池系统的至少一个监控电路包括能够被构造为反激式转换器的线圈的单独的电压源。
[0024]通过将单独的电压源应用于至少一个监控电路，在依据本发明所述的电路拓扑结构中以非常简单的方式彻底地减小了在极电位间出现电压过耦的概率，所述电压过耦将显著地损害所应用的保护器的可能的故障状态的诊断。
[0025]根据本发明的一个优选的实施形式，所述电压源以与所述蓄电池电压的方向相反的方向来连接。在另一个实施形式中，所述电压源以和所述蓄电池相同的方向来连接。
[0026]此外，所述监控电路的所述第二支路具有多个参考电阻和/或一个二极管，所述多个参考电阻和一个二极管与所述电压源串联连接地设置。其中，优选地，所述二极管相对于其导通方向与所述蓄电池单元串联地来极化。
[0027]优选地，依据本发明所述的监控电路的第二支路被构造为尤其是借助于设置于所述第二支路中的开关而可控的。
[0028]在依据本发明所述的蓄电池系统的一个极其优选的实施形式中，所述诊断装置包括至少一个模数转换器和分析单元，所述分析单元用于分析数字信号，所述分析单元尤其是被构造为微控制器，其中，所述模数转换器被构造为将经检测的诊断电流或者施加在所述分流电阻上的并且经检测的电压转换为数字信号并且将所述数字信号尤其是电位分离地传输至所述分析单元。其中，所述微控制器能够被实现在所述蓄电池管理的电子装置之内。
[0029]由此，所述模数转换器被构造为电位分离地传输所述分析单元的数字信号，在依据本发明所述的电路拓扑结构中将以简单的方式来最小化在极电位间出现干扰电压过耦的概率。
[0030]根据依据本发明所述的方法的一个优选的改进方案，当所测量的诊断电流相应于预先定义的、与所述参考电压源和与设置在所述监控电路中尤其是设置在所述监控电路的所述第二支路中的电阻相关的电流，那么诊断出保护器的闭合状态，其中，当所测量的诊断电流的下降，尤其是下降至零值时诊断出所述保护器的断开。
[0031]能够借助于依据本发明所述的蓄电池系统来执行该依据本方法所述的改进方案，在所述蓄电池系统中，所述参考电压源与所述蓄电池相反地极化。否则，当所述参考电压源借助于所述蓄电池来极化时，那么所述方法也能够如此地执行，即首先持续上升的电流示出所述保护器的断开。
[0032]此外，依据本方法，当响应于所述第二支路的接通，所述接通例如通过设置在所述第二支路中的开关来实现，没测量到不为零的诊断电流，那么诊断出保护器的按规定的断开状态。其中，当响应于所述第二支路的接通测量到不为电流值零的诊断电流，那么诊断出故障功能，尤其是诊断为所述保护器的粘接。[0033]所述方法的该实施形式优选地如此地执行，使得在接通所述第二支路时，属于其他的保护器的其他的支路是断开的，即保持关断。
[0034]优选地，由依据本发明所述的蓄电池系统所包括的蓄电池为锂离子蓄电池。
[0035]本发明的又一方面涉及一种机动车，其具有依据本发明所述的蓄电池系统。通过在机动车中应用依据本发明所述的蓄电池系统，尤其是用于机动车的车载电网的供电，将显著地提高这样的机动车的行驶安全性。
[0036]将在从属权利要求中给出并且在说明书中描述本发明的有利的改进方案。
【专利附图】

【附图说明】
[0037]借助于附图和随后的说明书进一步阐述本发明的实施例。其中:
[0038]图1示出了由现有技术已知的具有蓄电池的蓄电池系统，蓄电池具有多个蓄电池单元，其中，在蓄电池极处分别设置有保护器；
[0039]图2示出了根据本发明的第一实施形式的具有蓄电池的蓄电池系统，该蓄电池具有多个蓄电池单元，其中，在蓄电池极处分别设置有在自身的监控电路中引入的保护器；
[0040]图3示出了根据本发明的第一实施形式的蓄电池系统以及在蓄电池极处为闭合的保护器时在监控电路处的电流；
[0041]图4示出了根据本发明的第一实施形式的蓄电池系统以及在正的蓄电池组极处为断开的保护器并且在负的蓄电池极处为闭合的保护器时在监控电路处的电流；
[0042]图5示出了根据本发明的第一实施形式的蓄电池系统，其中，监控电路示出为在两个蓄电池极处为断开的保护器时用于检验在负的蓄电池极处的保护器的非粘接状态；以及
[0043]图6示出了根据本发明的第一实施形式的蓄电池系统以及图5中在保护器在负的蓄电池极处粘接的情况下的在监控电路处的电流。
【具体实施方式】
[0044]在图2中示出了根据本发明的第一实施形式的蓄电池系统10的原理图。该蓄电池系统10包括具有多个蓄电池单元21的蓄电池20，该多个蓄电池单元21串联并且部分附加地并联连接。为了简化图示期间，在图1中仅设计了一个所示的蓄电池单元具有附图标记为21。在此，蓄电池20的输出电压也以UB来标记。在图1中所示出的蓄电池系统10中，蓄电池20借助于直流中间电路的电容器30与机动车的车载电网40可通过两个保护器50、60来连接。当两个保护器50、60均为能用的并且分别处于闭合的状态中时，蓄电池电压UB施加在机动车的车载电网(高压车载电网)40上。施加在该车载电网40之上的电压(左电压)在图2中以UBN来标识。
[0045]保护器50、60，当其为能用的并且处于断开的状态之中时，能够将蓄电池20从车载电网40分离。保护器50在其极51上与正的蓄电池极(未标注)连接并且在其极52上与车载电网40连接。保护器60在其极61上与负的蓄电池极(未标注)连接并且在其极62上与车载电网40连接。以UDl或UD2来标识在保护器50的极51、52或者保护器60的极61、62上施加的诊断电压。
[0046]在根据本发明的第一实施形式的蓄电池系统10中，两个保护器50、60中的每个保护器被引入附加的可关断的监控电路150、160之中。该监控电路150、160中的每个监控电路包括第一支路151、161，在其中设置有相应的保护器50、60，并且包括第二支路152、162，它们分别借助于开关153、163与相应的第一支路151、161并联连接并且包括自身的与相应的开关153、163串联连接的单独的电压源154、164，该电压源分别为相应的监控电路150、160供电。该单独的电压源154、164分别提供已知的参考电压URl或UR2。该单独的电压源154、164能够例如通过反激式转换器的自身的线圈来成本合适地实现。
[0047]当保护器50、60闭合时，那么限定的诊断电流将流入相应的监控电路150、160，该诊断电流能够借助于设置在蓄电池系统10中的诊断装置70来检测。这例如能够通过以下方式来实现，即监控电路150、160的第二支路152、162分别包括与相应的电流源154、164串联连接的分流电阻155、165并且借助于分析单元90来检测和分析施加在分流电阻155、165上的电压，该电压用于确定流过相应的分流电阻的诊断电流。分流电阻155、165的电阻值以RSl和RS2来标识。此外，监控电路150、160的第二支路152、162中的每个第二支路分别包括两个另外的与所属的第二支路152、162串联连接的电阻156、157或166、167，其电阻值在附图中以Rl、R2或者R3、R4来标识。
[0048]在分流电阻155、165上所施加的电压能够分别由设置在分析单元90中的具有电位分离装置的模数转换器81、82来提供，该模数转换器将该所提供的电压转换为经数字化的信号并且将该经数字化的信号电位分离地传输至设置在分析单元90中的用于分析的微控制器。通过该经数字化的信号的分析能够推断出被监控的保护器50、60的状态。
[0049]图3示出了在图2中示出的根据本发明的第一实施形式的蓄电池系统10以及在监控电路150、160处在两个蓄电池极处设置的两个保护器50、60和其所属的监控电路150、160闭合的情况下的电流。为了简化图示，在图3中所有对于在监控电路150、160的电流的描述重要的下降的电压和电 流仅仅在此主要讨论的其他的部件设计具有附图标记。
[0050]借助于图3和图4将进一步描述在目标状态“闭合”中的保护器的监控。
[0051]当保护器50、60闭合时，在每个监控电路150、160中流过限定的诊断电流。该流过第二支路152、162的诊断电流IDl、ID2的值将以关系式(I)和⑵给出。在图3中以250和260标识分别存在在监控电路150、160中的电流。在图3中还以100标识流经保护器60、蓄电池20、保护器50并且流经车载电网40的输入端的电流。属于电流100的电流将以I来标识。
[0052]以下的关系式⑴涉及在正的蓄电池极处设置的保护器50的监控电路150:
[0053]IDl = (URl-UDl)/(R1+R2+RS1)(I)
[0054]关系式⑵涉及在负的蓄电池极处设置的保护器60的监控电路160:
[0055]ID2 = (UR2-UD2) / (R3+R4+RS2) (2)
[0056]图4示出了在图2中示出的根据本发明的第一实施形式的蓄电池系统10以及在监控电路150、160处对于在所设置的正的蓄电池极处设置的保护器50断开、其所属的监控电路150的第二支路152接通并且在负的蓄电池极处设置的保护器60和其所属的监控电路160闭合的情况下的电流。为了简化图示，在图4中所有对于在监控电路150、160处的电流的描述重要的下降的电压和电流重新仅对选出的其他的部件设计有附图标记。流经监控电路150、160的第二支路152、162的诊断电流的值将以IDl和ID2来标注。以250标注在图4中的电流，该电流由于保护器50断开而流经监控电路150的第二支路152并且此外还流经蓄电池20、保护器60并且流经车载电网40的输入端。
[0057]在图4中，电流250、260针对以下情形示出，在这样的情形下直接在两个保护器50、60和其所属的监控电路150和160闭合之后，两个保护器50、60中的一个保护器(在此为设置在正的蓄电池极上的保护器50)被断开。
[0058]在此，当一个保护器断开时，只要车载电网电压UBN(即在车载电网上所施加的高压)小于蓄电池电压UB时，其所属的诊断电流为IDl将减小并且可能中断。
[0059]在以下的关系式(3)中给出了属于电流250的诊断电流皿的值:
[0060]IDl = ((UR1-UD2-(UB-UBN) )/(Rl+R2*RSl) (3)
[0061]只要车载电网电压UBN小于蓄电池电压UB和参考电压URl之间的差(UB-URl)JP么将完全中断电流250。
[0062]通过分析在测量分流电阻155上的经数字化的电压降(以RSl标记出了该测量分流电阻的电阻值)，能够监控诊断电流IDl并且只要该诊断电流变化或者完全消失，便会立即诊断出保护器50的断开。只要车载电压UBN相较于车载电压值在保护器50的闭合状态时改变，该诊断电流将在保护器50断开时立即改变。
[0063]当保护器60直接在保护器50、60和其所属的监控电路150、160闭合之后断开时，
相同的测量原理能够用于保护器60。
[0064]接下来借助于图5和图6将进一步描述在目标状态“断开”下的保护器50、60的监控。在目标状态“保护器断开”时，将诊断保护器50、60是否不是像其应该的那样是断开的而是粘接的。在此，应该针对每个保护器50、60执行测量。
[0065]图5对于监控电路150、160在断开的保护器时在蓄电池极处对于保护器60在负的蓄电池极处未粘接的检验的情况示出了在图2中所示出的、根据本发明的第一实施形式的蓄电池系统10。为了简化图示，在图5中所有对于在监控电路150、160的电流的描述重要的下降的电压和电流，而仅仅将基本上的其他的部件设计具有附图标记。在测量用于在负的蓄电池极处的保护器60的接触状态的诊断时，将闭合该保护器60的监控电路160的开关163并且将在正的蓄电池极处的保护器50的监控电路150的开关153设置于断开的开关状态。当两个保护器50、60断开时，不允许在任何的监控电路150、160中流过诊断电流ID1、ID2。然后，在这种情况下，对于诊断电流ID1、ID2来说适用以下关系式(4):
[0066]IDl = ID2 = O (4)
[0067]图6示出了根据本发明的第一实施形式的蓄电池系统10以及在以下情况下的在图5中所示出的监控电路150、160处的电流，在该情况下保护器60粘接在负的蓄电池极上。流经监控电路150、160的第二支路152、162的诊断电流的值在图6中也以IDl和ID2来标注。以260在图6中标注了电流，该电流由于保护器60粘接而在监控电路160中存在或者不会消失。
[0068]倘若在负的蓄电池极处设置的保护器60粘接了，那么诊断电流ID2将流过相应的监控电路160的第二支路162，该诊断电流ID2由关系式(5)给出。通过诊断电流ID2的监测能够在负的蓄电池极处的粘接的保护器60。在以下情况下没有任何诊断电流IDl流过设置在正的蓄电池极处的保护器50的监控电路150的第二支路152，由此该诊断电流IDl的
值将为零。
[0069]ID2 = (UR2-UD2) / (R3+R4+RS2) (5)[0070]用于诊断在正的蓄电池极处设置的保护器50的粘接状态的测量过程类似于在此介绍的用于诊断在负的蓄电池极处设置的保护器60的粘接状态的测量过程。
【权利要求】
1.一种蓄电池系统(10)，其具有包括多个蓄电池单元(21)的蓄电池(20)和诊断装置(70)，所述蓄电池在输入侧可经由至少一个保护器(50、60)与直流中间电路连接，所述诊断装置用于所述至少一个保护器(50、60)的状态诊断，其特征在于具有第一支路(151、161)和与之并联连接的第二支路(152、162)的监控电路(150、160)，在所述第一支路中设置有所述至少一个保护器(50、60)，在所述第二支路中连接有用于生成参考电压(UR1、UR2)的电压源(154、164)，其中，所述诊断装置(70)被设置为分析与所述参考电压(UR1、UR2)相关的并且在所述监控电路(150、160)中流动的诊断电流(皿、ID2)并且根据测量的电流值或者所述诊断电流(ID1、ID2)的电流曲线确定所述至少一个保护器(50、60)的状态，尤其是故障状态。
2.根据权利要求1所述的蓄电池系统(10)，其中，在所述蓄电池(10)的每个蓄电池极上设置有保护器(50、60)并且在所述蓄电池系统(10)中对于每个保护器存在有所述监控电路(150、160)的拷贝。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池系统(10)，其中，在所述监控电路(150、160)的所述第二支路(152、162)中，与所述监控电路(150、160)中的所述电压源(154、164)串联地连接有分流电阻(155、165)并且所述诊断装置(70)被构造为测量在所述分流电阻(155、165)上下降的电压并且根据所测量的电压确定所述诊断电流(ID1、ID2)，和/或其中，所述电压源(154、164)被设置为单独的电压源，例如为通过反激式转换器的线圈实现的电压源。
4.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池系统(10)，其中，所述电压源(154、164)以与所述蓄电池电压的方向相反的方向连接，和/或其中，所述监控电路(150、160)的所述第二支路(152、162)具有多个参考电阻(156、157、166、167)和/或二极管，所述多个参考电阻(156、157、166、167)和/或所述二极管与所述电压源(154、164)设置在串联电路中，其中，所述二极管相对于其导通方向与所述蓄电池单元(21)串联地来极化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池系统(10)，其中，所述监控电路(150、160)的所述第二支路(152、162)被构造为可关断的，尤其是借助于在所述第二支路(152、162)中设置的开关(153)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池系统(10)，其中，所述诊断装置(70)包括至少一个模数转换器(81、82)和用于分析数字信号的分析单元(90)，例如微控制器，其中，所述模数转换器(81、82)被构造为将检测到的诊断电流(ID1、ID2)或者施加在所述分流电阻(155、165)上的并且检测到的电压转换为数字信号并且数字地或者模拟地传输所述分析单元(90)的所述数字信号。
7.一种用于蓄电池的蓄电池保护器(50、60)的状态诊断的方法，其特征在于，借助于监控电路(150、160)来执行所述保护器(50、60)中的至少一个保护器的状态诊断，所述监控电路具有第一支路(151、161)和与之并联的第二支路(152、162)，在所述第一支路中设置有所述至少一个保护器(50、60)并且在所述第二支路中连接有用于生成参考电压(UR1、UR2)的电压源(154、164)，并且所述方法包括以下步骤，在所述步骤中分析与所述参考电压(UR1、UR2)相关的、在所述监控电路(150,160)中流动的诊断电流(ID1、ID2)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所测量的诊断电流(ID1、ID2)对应于预先定义的、与所述参考电压(UR1、UR2)并且与在所述监控电路(150、160)尤其是在所述监控电路(150、160)的所述第二支路(152、162)中所设置的参考电阻相关的电流时，则诊断为保护器(50、60)的闭合的状态，并且其中，当所测量的诊断电流下降，尤其是下降至零值时，则诊断为所述保护器(50、60)的断开。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，当响应于例如通过设置在所述第二支路中的开关(153、163)而实现的所述第二支路(152、162)的接通而未测量到和零有偏差的诊断电流(ID1、ID2)时，则诊断为按规定的保护器(50、60)的断开的状态，并且其中，当响应于所述第二支路(152、162)的接通而测量到与电流值零有偏差的诊断电流(IDl、ID2)时，则诊断为故障功能，尤其是诊断为所述保护器(50、60)的粘接。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，在所述方法应用在具有蓄电池(20)的蓄电池系统(10)上时，在所述蓄电池(20)中，两个蓄电池极都设置有保护器(50、60)，通过在一个时间上分析相应的诊断电流来执行状态诊断，在所述时间上两个保护器(50,60)处于假定为闭合的状态，和/或为了在一个时间上诊断保护器(50、60)的可能的粘接状态，在所述时间上一个保护器(50、60)处于假定为闭合的状态并且另一个保护器(50、60)处于假定为断开的状态，尤其是直接地在两个保护器(50、60)均处于假定为闭合的状态之后，和/或在一个时间上，在所述时间上两个保护器(50、60)处于假定为断开的状态并且恰好所述对应的第二支路(152、162)是关断的。
11.一种机动车，其具有根据权利要求1至6中任一项所述的蓄电池系统(10)，其中，所述蓄电池系统(10)被·设置在所述机动车的动力总成系统内。
【文档编号】B60L3/00GK103576046SQ201310323453
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2012年7月26日
【发明者】C·特兹瓦努普洛斯 申请人:罗伯特·博世有限公司, 三星Sdi株式会社