用于測試和維護高壓電池的設施和該設施的應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于測試和維護高壓電池的設施和該設施的應用。
【背景技術】
[0002]DE 10 2010 035553公開了一種設施、例如車輛或地面輸送機械，其利用高壓電池來運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部具有帶有多個鋰離子電池單元和兩個電池接觸部的電池、用于監控電池充電狀態和用于在電池和設施控制裝置或充電設備之間進行數據交換的電池管理系統、以及用于將診斷設備連接到電池或其電池管理系統上的多極插座。在此規定: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行設施的電池容納空間。
[0003]當前，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計的高壓電池充電設備。此外，還有用于讀出高壓電池的電池管理系統、也即所謂的高壓電池診斷設施的單獨的設施。
[0004]在此，高壓電池理解為電池單個單元復合體或電池模塊復合體，該復合體的總電壓大于60V。此外，在此為了簡化表述方式將術語“高壓電池”理解為整個高壓電池或各個或分割的高壓電池模塊。
[0005]目前沒有能夠將高壓電池(也即整個高壓電池或各個高壓電池模塊)引入較高的充電狀態并且在此附加地通過分析來自高壓電池的電池管理系統的數據來生成高壓電池的診斷和/或將高壓電池引入到定義的較低的充電狀態他即放電)的設備。
【發明內容】
[0006]本發明實現了一種用于測試并且維護具有所附獨立權利要求1的特征的高壓電池的設施和根據權利要求15的設施的使用。該設施的有利的實施方式是從屬權利要求的主題。
[0007]本發明的核心思想是分別在唯一的設備中將高壓電池充電裝置連同根據隨后公開的第一變型的高壓電池診斷裝置或者連同根據后面公開的第二變型的高壓電池充電裝置相聯合。自然也可以在唯一的設備中聯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并且保養可連接到該設施上的高壓電池(包括分割的模塊)的設施。在此，可連接到該設施上的高壓電池被構造為電池單個單元的復合體或被構造為電池模塊的復合體并且包括高壓正極端子和高壓負極端子和帶有數據傳輸端子的電池管理系統，所述數據傳輸端子用于在電池管理系統和相對于高壓電池(包括分割的模塊)外部的信息處理單元之間進行電池管理系統數據的雙向傳輸。所需要的設施現在包括至少兩個或三個裝置，所述裝置從包含下列項的組中選擇: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造用于將連接到該設施上的高壓電池引入到較高的充電狀態中，并且包括下列項:高壓正端子，其被構造用于與高壓電池的高壓正極端子連接；以及高壓負端子，其被構造用于與高壓電池的高壓負極端子連接。
[0010]高壓電池診斷裝置被構造用于:關于內部錯誤的存在檢查連接到該設施上的高壓電池和該設施，顯示識別的內部錯誤，優選也產生關于高壓電池狀態的診斷數據并且觸發以下功能，所述功能目的在于將該設施和高壓電池安全地引入到另外的狀態中、運行和/或測試該設施和高壓電池，并且該高壓電池診斷裝置包括帶有數據傳輸端子的信息處理裝置，所述數據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之間進行電池管理系統數據的雙向傳輸。按照第一種變型，根據本發明的設施能夠實現，高壓電池能夠利用僅僅一個唯一的設備、正是該設施被引入到任意較高的充電狀態中并且能夠與高壓電池的電池管理系統結合地執行對所述高壓電池的診斷功能。
[0011]高壓電池放電裝置被構造用于將連接到該設施上的高壓電池引入到較低的充電狀態中，并且包括下列項:高壓正端子，其被構造用于與高壓電池的高壓正極端子連接；以及高壓負端子，其被構造用于與高壓電池的高壓負極端子連接。按照第二變型，根據本發明的設施能夠實現，高壓電池能夠利用僅僅一個唯一的設備、正是該設施被引入到任意較高也或者較低的充電狀態中。按照第二變型，根據本發明的設施能夠實現，高壓電池能夠利用僅僅一個唯一的設備、正是該設施被引入任意較高也或者較低的充電狀態中。
[0012]該設施還包括為高壓電池所需的端子、激勵發生器(Stimul igenerator)、激勵引線，它們是必需的，以便為高壓電池模擬車輛環境。對于作為電動或混合動力車輛的行駛電池的高壓電池，下面的、技術人員已知的信號屬于為此由激勵發生器產生并且借助激勵引線傳輸的激勵數據或激勵信號、也即為運行高壓電池所需的來自運行環境的信號:點火(接線端15)、持續正(接線端30)、接地(接線端31)和聯鎖信號。。
[0013]該設施還被構造用于:執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對高壓電池聯合的上面描述的功能。
[0014]在此術語“高壓電池的充電狀態”理解為如下參數組，該參數組由高壓電池的當前電壓和電池管理系統(也即電池控制設備)的確定的輸出值得出。
[0015]在此術語“高壓電池的維護”理解為對高壓電池的干涉或改變，例如包括在錯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入正常充電狀態，只要這被電池制造商允許。
[0016]在此術語“高壓電池的保養”理解為電池單個單元或電池模塊的電荷狀態的改變，例如包括在電池單個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下降到預定義的值之下。
[0017]在此術語“高壓電池的診斷”理解為一組對高壓電池實施的研宄步驟，其包括下面的研宄的至少之一:高壓電池的目視檢驗、從高壓電池的電池管理系統中讀出參數(尤其是包括錯誤參數)、在讀出錯誤之后對高壓電池的錯誤評估和由電池管理系統提供的具有測量值的值的合理性檢驗，所述測量值必要時已經由組件、即根據本發明的設施的高壓電池充電裝置和高壓電池放電裝置確定。
[0018]本發明的另外的優點當設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，該設施還可以包括高壓電池放電裝置。當設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，該設施還可以包括高壓電池診斷裝置。并且當設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，該設施還可以包括高壓電池充電裝置。這些構型能夠實現:高壓電池或分割的高壓模塊能夠利用僅僅一個唯一的設備、正是利用根據本發明的設施被引入到任意的較高也或較低的充電狀態中并且可以與高壓電池的電池管理系統結合地執行對所述高壓電池、對分割的高壓模塊和/或在該設施中的診斷功能。
[0019]該設施還可以包括設置在信息處理單元內部的安全裝置，該安全裝置被構造用于分析由高壓電池診斷裝置產生的診斷數據并且產生反應數據，所述反應數據可以例如通過相對于該設施基本上在外部的數據總線系統、例如控制器局域網(CAN)被傳輸給連接到該設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/或該設施運行到安全狀態中和/或測試該高壓電池和/或該設施，并且該安全裝置被構造用于例如通過相對于該設施基本上在內部的數據總線系統將診斷數據和/或反應數據在安全裝置和高壓電池診斷裝置之間進行雙向傳輸。所述安全裝置識別預定義的安全風險，所述安全風險的發生基于由診斷裝置傳輸的診斷數據和/或測量數據來識別，并且所述安全裝置識別預定義的反應，所述反應目的在于，將高壓電池或分割的高壓模塊或設施從識別的安全風險情況轉移到安全狀態中。因此，安全裝置能夠實現為了保養或維護而連接到該設施上的高壓電池的安全運行。
[0020]該設施還可以包括帶有下列項的被設置在信息處理單元內部的人機接口:用于輸出或顯示電池管理系統數據、診斷數據和反應數據的輸出裝置、用于通過使用者輸入使用者控制數據的輸入裝置、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造用于將由使用者輸入的使用者控制數據輸出以便傳輸給高壓電池的電池管理系統、診斷裝置或安全裝置。對此代替地或附加地，人機接口可以包括遠程操作裝置，該遠程操作裝置具有用于輸出或顯示電池管理系統數據、診斷數據和反應數據的輸出裝置、和/或用于通過使用者輸入使用者控制數據的輸入裝置。
[0021]對該人機接口代替地或附加地，該設施可以包括設置在信息處理單元內部的網絡端子，該網絡端子被構造用于讀入由使用者產生的使用者控制數據以便傳輸給高壓電池的電池管理系統、傳輸給診斷裝置或傳輸給安全裝置。人機接口或網絡端子能夠實現:為設施的操作者輸出或顯示關于連接到該設施上的高壓電池的狀態的信息，并且由操作者輸入控制數據，例如用于開始預先確定的對高壓電池的保養或維護過程。
[0022]尤其是，人機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的組中選擇:監視器、放映機、觸摸屏、打印機和/或顯示器。人機接口的輸入裝置可以包括輸入媒介，所述輸入媒介從包括