一種用于預(yù)報(bào)繼電器或者保護(hù)器的可用性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于預(yù)報(bào)繼電器或者保護(hù)器的可用性的方法以及一種觀察單元，該觀察單元被構(gòu)造用于實(shí)施依據(jù)本發(fā)明所述的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在將來(lái)，無(wú)論在靜態(tài)的應(yīng)用(例如在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備之中)還是在車(chē)輛(諸如混合動(dòng)力車(chē)輛和電動(dòng)車(chē)輛)中，將應(yīng)用更多的蓄電池系統(tǒng)，這也在可靠性方面對(duì)蓄電池系統(tǒng)提出了非常高的要求。這樣的高要求的背景在于，一個(gè)蓄電池的故障能夠?qū)е抡麄€(gè)系統(tǒng)的故障(例如電動(dòng)車(chē)輛之中的牽引蓄電池的故障)或者甚至導(dǎo)致安全相關(guān)的問(wèn)題(在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備之中例如使用蓄電池在強(qiáng)風(fēng)時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)子葉片調(diào)節(jié)來(lái)保護(hù)該設(shè)備免于不被允許的運(yùn)行狀態(tài))。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)將蓄電池系統(tǒng)從所連接的用電器分離，例如從車(chē)載電網(wǎng)分離，通常設(shè)置將繼電器(或者保護(hù)器)串聯(lián)連接至兩個(gè)蓄電池極。這樣的繼電器必須在有負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)多次關(guān)斷這樣的系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)這樣的高要求，則必須能夠診斷并且預(yù)報(bào)這樣的繼電器的功能性。
[0004]在該繼電器和保護(hù)器之中，作為對(duì)觸點(diǎn)的操控的驅(qū)動(dòng)的可控的電磁鐵用于接通、斷開(kāi)和切換電氣負(fù)載。在此，該觸點(diǎn)在連接電氣負(fù)載時(shí)基本上遭受不同程度大小的磨損，該磨損在加載中等至高的功率時(shí)顯著地加大。其中，也能夠?qū)е掠|點(diǎn)相互焊上并由此粘結(jié)，這能夠?qū)е戮薮蟮奈ｋU(xiǎn)情形。因此，監(jiān)控開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的狀態(tài)并且引入電氣負(fù)載的相應(yīng)的附加的關(guān)斷措施是必要的。
[0005]在DE 20310043 Ul中描述了一種監(jiān)控裝置，在該監(jiān)控裝置之中，用于該繼電器的線(xiàn)圈的控制元件與待監(jiān)控的繼電器相關(guān)聯(lián)。該控制裝置在此提供線(xiàn)圈是否被觸發(fā)的信息。這能夠通過(guò)使得該控制元件包括磁場(chǎng)敏感的構(gòu)件并且將該控制元件如此地安置在該線(xiàn)圈的附近來(lái)實(shí)現(xiàn)，即在線(xiàn)圈接通時(shí)使得由該線(xiàn)圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)該構(gòu)件，由此使得該線(xiàn)圈的磁場(chǎng)激活該控制元件。在此將簧片觸點(diǎn)設(shè)置為控制元件。這樣的裝置的缺點(diǎn)在于必須在待監(jiān)控的繼電器處必要地設(shè)置附加的構(gòu)件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]依據(jù)本發(fā)明的用于預(yù)報(bào)繼電器或者保護(hù)器的可用性的方法基本上包括以下步驟:反復(fù)地測(cè)量流經(jīng)所述繼電器或者所述保護(hù)器的電流并且將測(cè)量值傳輸至觀察單元。所述觀察單元基于所述測(cè)量值和模型進(jìn)行關(guān)于所述繼電器或者所述保護(hù)器的可用性的預(yù)報(bào)。
[0007]類(lèi)似地，所述方法也能夠通過(guò)測(cè)量施加在所述繼電器或者所述保護(hù)器上的電壓來(lái)實(shí)施，因?yàn)閷?duì)流經(jīng)所述繼電器或者所述保護(hù)器的電流的推斷是允許的，反之亦然。當(dāng)在不同的階段(在閉合期間和在閉合狀態(tài)期間)中已知所述繼電器或者所述保護(hù)器的(等效)電阻時(shí)，所述方法原則上也是可能的。所以，能夠通過(guò)所述觀察單元或者分析電流測(cè)量值或者分析電壓測(cè)量值，其中，典型地，所述觀察單元由此計(jì)算在所述繼電器或者在所述保護(hù)器上的有功功率。也能夠通過(guò)所述觀察單元同時(shí)分析兩個(gè)物理量的測(cè)量值，這由于其與之相連的冗佘性也能夠是有利的。
[0008]由所述觀察單元所使用的模型能夠基于以下特征線(xiàn)，該特征線(xiàn)例如將所連接的電功率或者由于所施加的電勢(shì)差所引起的電弧與在所述繼電器或者在所述保護(hù)器處的變化建立聯(lián)系。
[0009]依據(jù)本發(fā)明的方法能夠尤其是被用于計(jì)算老化或者用于預(yù)報(bào)所述繼電器或者所述保護(hù)器的觸點(diǎn)粘結(jié)。
[0010]優(yōu)選地，所述觀察單元基于所述測(cè)量值和所述模型估計(jì)所述繼電器或者所述保護(hù)器的當(dāng)前的溫度。通過(guò)在所述觀察單元中計(jì)算所述繼電器或者所述保護(hù)器的所述當(dāng)前的溫度，使得通過(guò)在所述繼電器或者在所述保護(hù)器處設(shè)置的溫度獲取裝置來(lái)測(cè)量溫度失去了必要性。更確切地說(shuō)，本發(fā)明基本上能夠在不使用溫度獲取裝置的情況下實(shí)現(xiàn)。但是，通過(guò)測(cè)量所述繼電器或者所述保護(hù)器的環(huán)境溫度并且將環(huán)境溫度測(cè)量值傳輸至所述觀察單元，能夠改善所述繼電器或者所述保護(hù)器的所述當(dāng)前的溫度的估計(jì)。然而，在此將溫度獲取裝置安置在所述繼電器或者所述保護(hù)器之外甚至不安置在其附近也是足夠的。例如，在將本方法應(yīng)用于蓄電池之中時(shí)，本來(lái)由蓄電池管理單元所獲取的蓄電池溫度能夠被傳輸至所述觀察單元。
[0011]能夠在不同的階段測(cè)量流經(jīng)所述繼電器或者所述保護(hù)器的電流或者測(cè)量施加在所述繼電器或者所述保護(hù)器之上的電壓:在所述繼電器或者所述保護(hù)器的開(kāi)關(guān)過(guò)程期間，在此期間所述繼電器或者所述保護(hù)器從斷開(kāi)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合的狀態(tài)(或者相反地)，或者在閉合的狀態(tài)期間。
[0012]當(dāng)所述繼電器或者所述保護(hù)器的所述估計(jì)溫度超過(guò)溫度閾值時(shí)生成報(bào)警信號(hào)。由此或者通過(guò)相似的措施能夠避免所述繼電器或者所述保護(hù)器的觸點(diǎn)粘結(jié)，這表現(xiàn)了安全性好處和可靠性好處。
[0013]本發(fā)明的另一方面涉及一種觀察單元，其被構(gòu)造用于實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的方法；還涉及一種蓄電池，其優(yōu)選地為鋰離子蓄電池，其具有依據(jù)本發(fā)明的觀察單元；以及涉及一種具有依據(jù)本發(fā)明的蓄電池的機(jī)動(dòng)車(chē)。
[0014]除了其在機(jī)動(dòng)車(chē)的蓄電池系統(tǒng)之中的應(yīng)用之外，本發(fā)明還能夠有利地應(yīng)用于其他系統(tǒng)，例如電機(jī)-停止-啟動(dòng)系統(tǒng)，以便預(yù)報(bào)繼電器或者保護(hù)器的使用壽命。在電機(jī)-停止-啟動(dòng)系統(tǒng)之中，繼電器被設(shè)置用于啟動(dòng)控制，該繼電器被連接在啟動(dòng)電機(jī)之前。在此，在接通過(guò)程期間也流過(guò)高的電流，該電流能夠損壞該繼電器的觸點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]將借助于附圖和后續(xù)的說(shuō)明書(shū)進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施例。其中:
[0016]圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的蓄電池的一個(gè)實(shí)施例；以及
[0017]圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1以方塊圖示出了總體上以100標(biāo)記的蓄電池。多個(gè)蓄電池單元10串聯(lián)以及可選地附加并聯(lián)連接，以便達(dá)到對(duì)于各個(gè)應(yīng)用所期望的高的輸出電壓和蓄電池容量。在蓄電池單元的正極和正的蓄電池端子14之間連接有充電和分離裝置16。附加地，在蓄電池單元10的負(fù)極和負(fù)的蓄電池端子15之間連接有分離裝置17。該分離和充電裝置16和分離裝置17分別包括保護(hù)器18或19，該保護(hù)器18或19被設(shè)置用于將蓄電池單元從蓄電池端子14、15分離，以便無(wú)電壓地連接該些蓄電池端子。由于所串聯(lián)連接的蓄電池單元10存在高的直流電壓，所以另一方面來(lái)說(shuō)也會(huì)給維修人員或者諸如此類(lèi)的人員帶來(lái)極大的潛在危險(xiǎn)。附加地，在該充電和分離裝置16中，充電保護(hù)器20被設(shè)置具有與該充電保護(hù)器20串聯(lián)連接的充電電阻21。在該蓄電池被連接至未示出的直流中間電路時(shí)，該充電電阻21限制充電電流。為此，首先將保護(hù)器18斷開(kāi)并且僅閉合保護(hù)器20。當(dāng)在正的蓄電池端子14處的電壓達(dá)到蓄電池單元10的電壓時(shí)，保護(hù)器19能夠閉合并且在必要時(shí)斷開(kāi)保護(hù)器20。保護(hù)器18、19和充電保護(hù)器20不會(huì)顯著提高蓄電池100的成本，因?yàn)閷?duì)其可靠性和從其輸出的電流提出了高的要求。
[0019]在保護(hù)器18、19、20處的每次合閘和接通過(guò)程均會(huì)使其老化。因此，需要估計(jì)其使用壽命，以便能夠預(yù)防其出現(xiàn)故障，并且診斷何時(shí)該些保護(hù)器18、19、20中的一個(gè)必須被更換。為此，將實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的方法，該方法可被應(yīng)用于保護(hù)器18、19、20中的每個(gè)保護(hù)器，然而在此僅考慮(負(fù)的)保護(hù)器19來(lái)加以闡述。
[0020]蓄電池100或者未