识别车辆电池设备中的外来单体和/或外来模块的方法、电池设备和具有电池设备的机动车与流程

文档序号:26802951发布日期:2021-09-29 02:10阅读:175来源:国知局

1.本发明涉及一种用于识别电池设备中的外来单体和/或外来模块的方法和一种具有用于识别电池设备中的外来单体和/或外来模块的监控设备的电池设备。此外,本发明还涉及一种具有这种电池设备的机动车。


背景技术:

2.在车辆、特别是电驱动车辆中使用电池设备来提供电能。该电池设备优选是高压电池(hv电池),其通常由各个电池模块构成。典型地,这样的电池模块具有多个电池单体、例如十二个至十三个电池单体。
3.已知地,该电池设备模块化地由多个电池模块和/或电池单体构成,以便可以在维修情况更换单个的电池模块或电池单体,而不是更换整个电池设备。以优选的方式,使得电池模块和电池单体与电池设备和车辆相适配,从而可以从电池设备调取或消耗最大的电功率并且同时遵守用于电池设备的运行的安全边界。
4.在更换电池模块和/或电池单体时可能发生的是,例如出于成本或可用性的原因将外来供应商的外来模块和/或外来单体安装到电池设备中。因为不能使这样的外来模块或这样的外来单体与电池设备或车辆相适配,所以电池设备的制造商不能确保外来模块和/或外来单体不会给电池设备或车辆带来危险。例如,这种外来单体或这样的外来模块可能具有另外的电压限制,由此特别是在对电池设备充电时可能产生损害整个电池设备的过压。因此力求,在电池设备中提早识别外来单体和/或外来模块。
5.由文献us 2018/0364311 a1已知了用于移动测量电池或其它储能设备的特性的系统、方法和部件。特别是为了测量高压电池、例如0.1千伏特

1千伏特的高压电池的特性和/或在电动车辆或混合动力车辆中使用的汽车电池的特性。
6.由文献de 11 2016 002 999 t5已知了一种分布式装备的异常探测系统,用于监控基本上相同类型的多个装备的物理量,和用于探测多个装备中的每个装备的异常。
7.由文献us 2013/0069661 a1已知了一种能量管理模块,其测量电池的可观察的各种尺寸并且基于所述测量来确定电池的电压响应。


技术实现要素:

8.本发明的目的在于,识别电池设备中的外来单体和/或外来模块。
9.该目的通过独立权利要求的主题来实现。本发明的有利的改进方案通过从属权利要求、下面的说明以及附图公开。
10.本发明基于以下认识,即,各个电池单体在充电或放电过程中的电压变化曲线具有特性曲线,该特性曲线例如与单体化学成分、阴极和/或阳极化合物、容量和内阻相关。因此,外来单体与其它电池单体相比具有不同的电压变化曲线。因此,可以根据电池单体的电压变化曲线的比较来识别外来单体。
11.通过本发明提供了一种用于识别车辆的电池设备中的外来单体和/或外来模块的方法。所述电池设备具有至少一个电池模块,其中,所述至少一个电池模块具有多个电池单体、也就是说至少两个电池单体。该方法包括:作为步骤a),确定电池模块的相应的电池单体的相应的电压变化曲线;作为步骤b),检查相应的电压变化曲线是否满足至少一个预先给定的偏差条件;作为步骤c),如果满足了预先给定的偏差条件,则识别出外来单体和/或外来模块。
12.换言之,对于电池模块的每个电池单体测量在充电和/或放电过程中的电压变化曲线。电压变化曲线可以通过多个在预先确定的时间段中测量的电压测量值来确定。例如每十秒钟可以本地或外部地存储相应的电池单体的电压,也就是说在车辆内部存储在存储器中、例如存储在电池设备的存储器中,或存储在车辆外来、例如存储在云存储器中,由此可以确定相应的电池单体的电压变化曲线。随后,可以检查相应的电压变化曲线是否满足至少一个预先给定的偏差条件。也就是说,可以针对通过预先给定的偏差条件确定的标准来检查相应的电压变化曲线。例如,可以将相应的电压变化曲线相互比较。如果这样的比较得出:相应的电池单体的电压变化曲线彼此偏差,则可以满足预先给定的偏差条件,因为可以预期的是,各个电池单体的电压变化曲线彼此相似。
13.针对所提供的预先给定的偏差条件,例如可以借助于已知的数学方法执行检查,预先给定的偏差条件例如可以是预先给定的绝对阈值或相对阈值,所述绝对阈值或相对阈值说明相应的电压变化曲线彼此偏差的程度。例如可以比较积分面积;可以检查两个电压变化曲线是否在预先给定的公差之内;可以检查电压变化曲线的各个电压值之间的方差之和的阈值;或可以检查各个测量值(采样)的所有相对偏差的平均值超过阈值还是低于阈值。然而,也可以参照可以预期的电压变化曲线、例如参考电压变化曲线检查各个电压变化曲线,并且与该参考电压变化曲线的偏差可以满足预先给定的偏差条件。
14.如果满足了预先给定的偏差条件,则识别出,外来模块和/或外来单体位于该电池设备中。特别是,多个外来单体和/或外来模块也可以位于电池设备中,这些外来单体和/或外来模块可以借助于该方法被识别。优选地,于是可以发出通知或警告。该通知或警告可以被发送到车辆或用户的移动终端。另选地或附加地,也可以将通知传送给车辆或电池设备的制造商。
15.优选地,电池设备可以是车辆的动力电池、特别是用于电运行的车辆或用于混合动力车辆的hv电池。优选可以规定,所确定的电压变化曲线通过滤波函数(filterfunktion)变平滑。这特别是在确定放电过程中的电压变化曲线时是有利的,因为在此可能出现更高的电压波动。
16.测量电压值以确定电压变化曲线可以例如由监控设备执行,该监控设备测量电池设备的物理参数,例如电流、电压、容量和温度。检查相应的电压变化曲线是否满足预先给定的偏差条件,且例如可以由车辆中的控制设备或电池设备执行对外来单体的识别,然而也可能的是,将电压变化曲线发送到车辆外来的计算设备,该计算设备执行检查。
17.通过本发明得到的优点是,外来单体和/或外来模块在充电或放电过程之后已经可以自动地被识别,而不必例如在保养日期时人工地检查电池设备。因此可以在车辆运行期间提前识别出对电池设备的危害,并且可以采取对策以使对电池设备和车辆的危害最小化。
18.本发明还包括产生附加优点的实施方式。
19.一个实施方式规定,在对电池设备充电时在步骤a)中执行相应的电压变化曲线的确定。也就是说,当电池设备例如连接到充电桩上并为该电池设备输送电能时,确定电压变化曲线。在此,各个电池单体的电压变化曲线更均匀,这是因为没有出现过多的电压波动。充电过程通常以恒定的充电功率进行,由此各个电池单体的电压变化曲线更有特征性。由此得到的优点是,更容易地针对所提供的至少一个预先给定的偏差条件检查这些电压变化曲线。优选地,从充电的开始时刻到充电的结束时刻可以存在完整的电压变化曲线,由此对预先给定的偏差条件的检查比在单个或较少的电压测量点的情况下更准确。因此,可以改善对于外来单体和/或外来模块的识别率。
20.另一实施方式规定,在步骤b)中将相应的电压变化曲线彼此进行比较,并且相应的电压变化曲线中的至少两个相对彼此的偏差满足预先给定的偏差条件。换言之,例如可以将第一电池单体的第一电压变化曲线与第二电池单体的第二电压变化曲线进行比较。如果第一电池单体的电压变化曲线与第二电池单体的电压变化曲线彼此偏差特定的值、例如超过10%,那么可以满足预先给定的偏差条件,由此识别出存在外来单体。在相应的电压变化曲线之间的比较例如可以利用上述数学方法来执行。通过该实施方式得到如下优点,即,在电池模块中的各个电池单体形成其自参照/自比较,并且因此可以提供用于识别外来单体的有效方法。此外,所有电池单体经受相同的环境条件,由此所有电池单体的电压变化曲线受到相同影响。环境条件例如是指相同的或类似的充电或放电电流和相同的外部温度。
21.另一个实施方式规定,通过不满足预先给定的偏差条件的相应的电压变化曲线来提供标准电压变化曲线,并且在步骤c)中通过相应的电压变化曲线中的至少一个与标准电压变化曲线的偏差识别出:多个电池单体中的哪个是外来单体和/或哪个电池模块是外来模块。换言之,电池单体的彼此不偏差或仅稍微偏差的所有电压变化曲线都可以被概括为标准电压变化曲线。该标准电压变化曲线描绘了原始电池单体在充电或放电时必然经历可预期电压变化曲线。如果电池单体的电压变化曲线与该标准电压变化曲线有偏差,则不仅可以识别出存在外来单体和/或外来模块,而且可以准确地识别出哪个电池单体是外来单体。例如,标准电压变化曲线可以是在彼此无偏差的电压变化曲线上的平均值
±
标准差,并且为了识别外来单体可以借助于统计学方法检查:待检查的电压变化曲线是否相对于标准电压变化曲线具有显著的偏差。通过该实施方式得到的优点是,可以精确地查明外来单体,由此可以更容易地执行对策、例如更换该外来单体。
22.另一个实施方式规定,在步骤b)中,将相应的电压变化曲线与参考电压变化曲线进行比较,其中,如果相应的电压变化曲线中的至少一个与参考电压变化曲线有偏差,则满足预先给定的偏差条件。换言之,针对所提供的预先给定的偏差条件,可以将所确定的电压变化曲线与所存储的参考电压变化曲线进行比较。如果电压变化曲线之一与该参考电压变化曲线有偏差,则可以将对应于该电压变化曲线的电池单体识别为外来单体。通过该实施方式也可以识别出外来单体替换了多个电池单体。例如,如果多个外来单体或整个外来模块位于该电池设备中,则这些电压变化曲线可以是类似的并且通过将这些电压变化曲线相互比较不再能确定,是否存在外来单体,这是因为不能满足预先给定的偏差条件。然而如果这些电压变化曲线确实与参考电压变化曲线有偏差,则由此满足预先给定的偏差条件并且可以识别外来单体和/或外来模块。相应地,也可以在电池设备中识别出多个外来模块。通
过该实施方式得到如下优点,即,也可以识别出外来模块替换了整个电池模块,这是因为例如在外来模块中的各个电池单体的电压变化曲线可以是类似的并且因此在将各个电压变化曲线相互比较时不满足预先给定的偏差条件。然而,通过与参考电压变化曲线的比较满足了预先给定的偏差条件,因此也可以识别出整个电池模块被外来模块所替换。
23.优选地规定,从电池模块的各个电池单体在预先确定的环境条件下的先前电压变化曲线中确定所述参考电压变化曲线,其中,仅当在检查相应的电压变化曲线是否满足至少一个预先给定的偏差条件时附加地存在预先确定的环境条件时,才满足预先给定的偏差条件。也就是说,在预先确定的环境条件下测量用于电池单体的参考电压变化曲线并且将其作为参考存储,其中,预先确定的环境条件例如可以包括相同的充电电流和外部温度。例如,可以在制造商处或在维修日期时进行该测量。优选地,在与参考电压变化曲线进行比较时也可以检查,是否存在相同的预先确定的环境条件,也就是说在电池设备的运行期间存在与在确定参考电压变化曲线时相同的条件。例如,在充电过程中存在相同的充电电流以及例如存在20摄氏度的环境温度。特别优选地,可以针对不同的参数记录预先确定的环境条件,从而针对不同的预先确定的环境条件存在参考电压变化曲线。通过该实施方式,可以改善参考电压变化曲线,由此可以实现对外来单体和/或外来模块的更准确的识别。
24.在一个有利的实施方式中可以规定,在外部预先给定参考电压变化曲线。换言之,例如可以由电池设备的制造商为电池模块存储参考电压变化曲线。例如可能发生的是,由制造商更换电池模块,其中,所更换的电池模块可以具有与之前存储的参考电压变化曲线不同的电压变化曲线。例如,制造商的新电池模块可以具有比所更换的电池模块高的容量。因为可以由制造商使新的电池模块适配于电池设备并且也使其满足安全条件,所以可以预先给定参考电压变化曲线,以便避免故障警告。
25.另一个实施方式规定,该电池设备具有传输设备,通过该传输设备将相应的电压变化曲线发送到车辆外部的计算设备,其中,车辆外部的计算设备执行步骤b)和c)。换言之,将所测量的电压变化曲线发送到车辆外部的计算设备、例如服务器,所述服务器分析是否存在至少一个预先给定的偏差条件。电池设备的传输设备例如可以包括用于传输数据的无线电模块,例如蓝牙、wlan、根据4g和/或5g的无线电标准。然而也可以规定,传输设备是通向车辆的数据传输设备的接口,因此相应电压变化曲线的数据由该传输设备发送至车辆外部的计算设备。通过该实施方式得到的优点是,在车辆外部的计算设备中,也就是说在后端,可以更简单地提供计算资源、例如存储器和计算功率并且由此可以节省车辆的资源。
26.本发明的另一方面涉及一种电池设备,其具有用于识别电池设备中的外来单体和/或外来模块的监控设备,其中,电池设备具有至少一个电池模块并且至少一个电池模块包括多个电池单体。监控设备被设计为用于,确定电池模块的各个电池单体的各自的电压变化曲线、检查相应的电压变化曲线是否满足至少一个预先给定的偏差条件,如果满足了至少一个预先给定的偏差条件,则识别出外来单体和/或外来模块。在此得到与在该方法中相同的优点和变型。监控设备具有处理器装置,所述处理器装置被设置为用于,执行根据本发明的方法的实施方式。为此,处理器装置可以具有至少一个微处理器和/或至少一个微控制器和/或至少一个fpga(field programmable gate array、现场可编程门阵列)和/或至少一个dsp(digital signal processor、数字信号处理器)。此外,处理器装置可以具有程序代码,该程序代码被设置为用于,在通过处理器装置执行时执行根据本发明的方法的实
施方式。程序代码可以存储在处理器装置的数据存储器中。
27.根据本发明,还提供一种具有电池设备的机动车。根据本发明的机动车优选地被设计为汽车、特别是乘用车或载货汽车,或被设计为客车或摩托车。
28.本发明还包括根据本发明的电池设备的改进方案,这些改进方案具有如已经结合根据本发明的方法的改进方案所描述的特征。出于这个原因,在这里不再赘述根据本发明的电池设备的相应的改进方案。
29.本发明还包括所描述的实施方式的特征的组合。
附图说明
30.下面描述本发明的实施例。为此示出:
31.图1示出具有根据一个示例性实施方式的电池设备的机动车;
32.图2a示出具有外来单体的电池模块的电池单体电压变化曲线,该外来单体具有另外的单体化学物质;
33.图2b示出具有外来单体的电池模块的电池单体电压变化曲线,该外来单体具有另外的阴极化合物;
34.图2c示出具有外来单体的电池模块的电池单体电压变化曲线,该外来单体具有较小的容量;
35.图2d示出具有外来单体的电池模块的电池单体电压变化曲线,该外来单体具有较大的容量;
36.图2e示出具有外来单体的电池模块的电池单体电压变化曲线,该外来单体具有另外的内阻;
37.图2f示出电池模块的电池单体的参考电压变化曲线和具有另外的单体化学物质的外来模块的外来单体的电压变化曲线;
38.图3示出根据一个示例性实施方式的示意性方法流程图。
具体实施方式
39.下面说明的实施例是本发明的优选实施方式。在实施例中,实施方式的所描述的各部分分别是本发明的各个可彼此独立地考虑的特征,这些特征也分别彼此独立地改进本发明。因此,本公开内容也应该包括与实施方式的特征的所示组合不同的组合。此外,所述实施方式也可以通过本发明的已经描述的特征中的其它特征来补充。
40.在附图中,相同的附图标记分别表示功能相同的元件。
41.在图1中示意性示出具有根据一个示例性的实施方式的电池设备12的机动车10。机动车10可以是具有电池设备12的电动车辆或混合动力车辆。电池设备12——其例如可以是用于驱动机动车10的高压电池或动力电池——可以具有至少一个电池模块14,该电池模块又可以包括多个电池单体16。
42.电池单体16优选地适配于电池设备12,并且特别是在电池设备12的充电过程中具有特有的电压变化曲线。电池单体16特别可以这样与电池设备12相匹配,使得电池单体处于针对电池设备12的安全规定之内并且因此不会对电池设备12造成危险。然而可能发生的是,由于不是由电池设备12的制造商执行的维修措施,电池模块14或电池单体16被外来单
体18替换,该外来单体不符合针对电池设备12的安全条例。该外来单体18例如可能由于不同的电压限制而对电池设备12造成危险。
43.为了提早识别出这种外来单体18,例如在机动车10运行期间,电池设备12可以具有用于识别外来单体18的监控设备20。监控设备20可以被设计为用于,测量相应的电池单体随时间的电压值并且因此确定每个电池单体16、18的相应的电压变化曲线。例如可以在电池设备12的充电或放电过程期间确定相应的电压变化曲线。然而特别优选地,在电池设备12的充电过程中确定该电压变化曲线,这是因为电池单体在充电过程中具有更具特征性的电压变化曲线并且在此在每个充电过程中环境条件、例如充电电流是类似的。
44.这样确定的电压变化曲线优选可以通过传输设备22发送到车辆外部的计算设备24。传输设备22可以是用于数据传输的模块、例如wlan模块和/或根据移动通信标准4g或5g之一的通信模块。特别优选地,所确定的电压变化曲线可以通过对电池设备12的实时监控来确定并且通过传输设备22发送到车辆外部的计算设备24。车辆外部的计算设备24可以是服务器,用于车辆监控的车辆数据被发送到该服务器,所述车辆数据特别是电池设备12的由监控设备20检测的数据。
45.在车辆外部的计算设备24中,于是可以随后检查相应的电池单体的电压变化曲线,以确定该电压变化曲线是否符合至少一个预先给定的偏差条件。预先给定的偏差条件例如可以包括:外来单体18的电压变化曲线与电池单体16之一的电压变化曲线彼此有偏差。例如可以是,相应的电压变化曲线之差的平均值较大,由此车辆外部的计算设备24可以识别出,在电池模块14中存在外来单体18。然而,另选或附加地,电压变化曲线的检查和外来单体18的识别也可以在机动车10中、特别是在监控设备20中执行。
46.特别优选地,电池单体16的电压变化曲线与在充电过程中特有的电压变化曲线不存在偏差、即不满足预先给定的偏差条件时,电池单体的该电压变化曲线可以被归纳成标准电压变化曲线,所述标准电压变化曲线例如是电压变化曲线的所有测量曲线的平均。如果电压变化曲线、特别是外来单体18的电压变化曲线与该标准电压变化曲线有偏差,则满足预先给定的偏差条件并且识别出外来单体18。这是特别有利的,因为不仅确定了在电池模块14中存在外来单体18,而且可以从多个电池单体16中准确地确定外来单体18,这是因为该外来单体是唯一一个与标准电压变化曲线有偏差的电池单体。
47.如果识别出外来单体18,则车辆外部的计算设备24例如可以向机动车10或向电池设备12的制造商发送通知并且指出外部单体18的可能的危险。也可以规定,车辆外部的计算设备24向机动车10和/或通过传输设备22向电池设备12发送控制命令,该控制命令激活车辆或电池设备12的安全模式。
48.另选地或附加地可以规定,在车辆外部的计算设备24和/或监控设备20中,将相应的电压变化曲线与参考电压变化曲线进行比较,其中,当相应的电压变化曲线中的至少一个与参考电压变化曲线有偏差时,则满足了另一预先给定的偏差条件。例如,当整个电池模块14被外来模块(未示出)替换并且各个外来单体18的电压变化曲线彼此不具有偏差,然而整体上不符合电池设备12的安全规定时,这是特别有利的。因此,多个外来单体的电压变化曲线可以被识别为外来模块,这是因为这些外来单体的电压变化曲线与参考电压变化曲线存在偏差。
49.参考电压变化曲线优选地可以由在预先确定的环境条件下测量的先前电压变化
曲线来确定。也就是说,在已知的条件下、即在已知的充电电流和环境温度下以原始电池模块检测的电压变化曲线,随后由此确定参考电压变化曲线。然而附加地或另选地,也可以从外部预先给定参考电压变化曲线。这在例如当制造商将新电池模块插入电池设备12中时是有利的,该新电池模块例如不具有老化现象或是电池模块的进一步改进。
50.除了识别外来单体和/或外来模块之外,另选地或附加地,也可以采用所示出的方法识别损坏的电池单体和/或电池模块。因此,例如可以提早更换损坏的电池模块,并且可以降低对电池设备12的危险。
51.在图2a至图2f中示出电池模块14的电池单体16的电压变化曲线连同外来单体18的电压变化曲线。在此,横坐标表示时间t,纵坐标表示电压u。
52.在图2a中示例性地示出在充电过程期间原始制造商的电池单体的电压变化曲线111、112、113。在该示例中,外来单体18可能位于电池模块14中,该电池模块例如具有不同的单体化学物质、例如lifepo。该电压变化曲线以虚线的曲线114示出。在此可以看出,电压变化曲线114具有与电压变化曲线111至113不同的充电特性。因此,在将电压变化曲线彼此进行比较时,可以确定电压变化曲线114的偏差,由此满足预先给定的偏差条件并且可以识别到外来单体。
53.在图2b中示出电压变化曲线,其中例如外来单体的阴极化合物与其余的电池单体不同。在该示例中,电压变化曲线111、112、113的阴极化合物可以是镍钴锰622阴极(nmc 622),而对于电压变化曲线114例如可以是镍钴锰811(nmc 811)。在此,在充电过程中的电压在确定的时间范围内仅部分地彼此重叠,但是该电压在其它时间范围内也可以部分地明显不同。从该示例中可以清楚看出,为什么将全部电压变化曲线相互比较是有利的,因为在单个的测量时刻仅会出现小的偏差,因此不能识别到外来单体。
54.图2c和图2d示出外来单体的电压变化曲线114,所述外来单体与具有电压变化曲线111、112、113的电池单体相比具有不同的容量。在此,在图2c中示出具有较小容量的外来单体的电压变化曲线114。在这种情况下,电压更快地达到充满电的状态并且特别可以在稍后的时间范围内确定偏差。在图2d中,外来单体18可以具有较大的容量,由此该外来单体不被这样快地充满电。因此,在该示例中,电压变化曲线114位于电压变化曲线111、112、113下方。
55.在图2e中,电池单体和外来单体可以具有相同的单体化学物质,然而内阻可能不同。由此,外来单体的电压变化曲线114可以具有特征性的偏差、特别是略微抬高的曲线,由此可以满足预先给定的偏差条件。
56.在图2f中示出具有多个外来单体的外来模块对于当前充电过程的电压变化曲线111、112、113、114。为了在这种情况下识别外来单体,可以将这些曲线与电池模块的参考电压变化曲线r1、r2、r3、r4进行比较,其中,参考电压变化曲线例如在相同的预先确定的环境条件下在先前的测量中被确定。因此,在用外来模块替换整个电池模块时也可以满足预先给定的偏差条件,这是因为在此可以确定与参考电压变化曲线r1、r2、r3、r4的偏差。
57.在图3中示出用于识别车辆的电池设备中的外来单体和/或外来模块的示例性方法图。在步骤s10中可以测量电池模块14的每个电池单体16的电压变化曲线,其方法是,例如每五秒确定各个电池单体16的电压值并且将其与时间相关地进行记录。
58.然后在步骤s12中可以检查所测量的电压变化曲线是否满足至少一个预先给定的
偏差条件。预先给定的偏差条件可以包括:将各个电压变化曲线彼此进行比较,并且如果确定了电压变化曲线彼此间存在偏差,则可以满足预先给定的偏差条件。
59.如果满足了预先给定的偏差条件,则因此可以在步骤s14中识别出,在电池设备12中存在外来单体18和/或外来模块,并且例如可以向电池设备的制造商和/或机动车车主发送通知。
60.本发明的另一方面在于,识别未被授权的第三方供应商的电池模块12或电池单体16是否被安装在hv电池(电池设备12)中。当今的hv电池(电池设备12)可以包括:典型地具有十二至十三个电池单体的各个电池模块14;自身的监控电子装置、用于一个或多个电池模块的所谓的单体模块控制器(cmc)。电池(电池设备12)被模块化,以便可以在维修情况下能更换单个电池模块,而不是更换整个电池(电池设备12)。
61.cmc本身部分地集成在组件保护装置中。然而尽管如此,其也可以与新的电池模块连接,而无需被识别或使组件保护装置激活。
62.预期的是,将替换模块(外来模块)装入电池中,然而不能确保这种外来模块不对电池设备12造成危险。因此,在损坏的情况下力求,可以证明第三方已经在电池设备12上进行了未经授权的改变。
63.迄今为止,这是有问题的,因为外来模块可以安装在hv电池中并且可以继续使用原始cmc。
64.通过例如在中国按照标准gb/t 32960进行实时监控(real time monitoring),存在获取和分析车辆的实时在线数据的可能性。通过各个单体电压在充电期间的变化曲线,可以在充电过程之后就识别出具有不同容量、不同的内阻或不同的单体化学物质的、已更换的电池单体或电池模块。这是可能的,因为电压变化曲线总是所使用的单体化学物质所特有的。在观察完整的曲线并且不仅观察单个点以获得可靠的结果之后,提供在后端(车辆外部的计算设备24)处进行比较,因为例如与在机动车10中的控制设备不同,在此可以简单地提供足够的资源(存储器、计算功率)。可以在识别出外来模块和/或外来单体时接着触发相应的警告、例如根据gb/t 32960的警告。
65.由此得到的优点是,在充电过程之后就已经可以识别具有不同的容量、内阻或单体化学物质的外来模块或外来单体。因此,可以快速地采取对策,以便使危险最小化。
66.例如,可以每十秒将每个单独的电池单体16的电压传输到后端。此外可以传输,车辆10当前是否在充电。此外,每个单个电池单体16的号码是已知的,并且因此可以推断出单体所处的电池模块,或在引起注意的电池单体分组的情况下,是否涉及完整的电池模块。在此,可以在两种路径中进行识别,是否涉及引起注意的电池单体/电池模块,该电池单体/电池模块表明电池模块更换或电池单体更换未被授权。
67.在第一路径中,可以在充电阶段期间在后端上比较各个单体电压的变化曲线。如果所有的电池单体16具有相同的化学物质、容量和近似的老化程度,则各个电池单体在整个充电期间的电压可能彼此非常接近。如果安装具有例如不同的单体化学物质的外来模块或外来单体18,那么这些单体的电压表现出不同的特性。因此,在该路径中可以将电池设备的各个电池单体的电压变化曲线相互比较。在此,不进行与所存储的参考的比较。这也可以在机动车的控制设备本身中实现。基于各个单体化学物质的已知特性,也可以直接推导出,在相应的电池设备中到底发生了什么以及是否存在采取行动的必要性,这是因为可能安全
机制不再能及时起作用。
68.在第二路径中,可以类似地将各个单体电压在充电阶段期间的变化曲线与具有类似的充电电流和类似温度的先前充电阶段进行比较,以便也可以识别出用外来模块替换所有模块。在这种情况下,所有电压表现相同,然而具有与原始的电池单体/电池模块不同的变化曲线。例如,在第二路径中,最后一次合适的充电过程可以用作参考。
69.由于ac充电和dc充电都以相对恒定的电流在没有大的叠加干扰的情况下进行,所以在此对电压的随时间的变化曲线的分析更简单。但是原则上该方法在放电中也是可行的。此外,除了hv电池之外,也可以监控48伏特电池。
70.总之,这些示例示出如何能够通过本发明提供用于识别hv电池中的外来单体/外来模块的方法。
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