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DE102012204966A1 - Battery system used in e.g. electric car, has PTC resistor which is located in close proximity to resistor to switch ON transistor to increase resistance value of PTC resistor while decreasing voltage value by heat action of resistor - Google Patents

Battery system used in e.g. electric car, has PTC resistor which is located in close proximity to resistor to switch ON transistor to increase resistance value of PTC resistor while decreasing voltage value by heat action of resistor Download PDF

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DE102012204966A1
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Germany
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ptc
battery system
battery
close proximity
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Brem Kumar Saravanan
Stefan Butzmann
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Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
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Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
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Abstract

The battery system has a balancing circuitry (22) which is provided with series arrangement of a resistor (24) and a transistor (14). A PTC resistor (26) is located in close proximity to the resistor to switch ON the transistor to increase PTC resistance value of the resistor while decreasing voltage value by heat action of the resistor. The current flow is limited by series arrangement by dimensioning fixed value of components.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem und ein Verfahren zum Balancieren der Batteriezellen eines Batteriesystems.The present invention relates to a battery system and a method for balancing the battery cells of a battery system.

Stand der TechnikState of the art

Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft sowohl bei stationären Anwendungen (z. B. bei Windkraftanlagen) als auch in Fahrzeugen (z. B. in Hybrid- und Elektrofahrzeugen) vermehrt neue Batteriesysteme zum Einsatz kommen werden, an die sehr hohe Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit gestellt werden. Hintergrund für diese hohen Anforderungen ist, dass ein Ausfall der Batterie zu einem Ausfall des Gesamtsystems führen kann (z. B. ein Ausfall der Traktionsbatterie bei einem Elektrofahrzeug) oder sogar zu einem sicherheitsrelevanten Problem führen kann (bei Windkraftanlagen werden z. B. Batterien eingesetzt, um bei starkem Wind die Anlage durch eine Rotorblattverstellung vor unzulässigen Betriebszuständen zu schützen).It is becoming apparent that in the future, both in stationary applications (eg in wind turbines) and in vehicles (eg in hybrid and electric vehicles), new battery systems will increasingly be used, to which very high reliability requirements will apply be put. The background to these high requirements is that failure of the battery can lead to a failure of the entire system (eg failure of the traction battery in an electric vehicle) or even to a safety-related problem (for example, wind turbines use batteries in order to protect the system from impermissible operating conditions in a strong wind by a rotor blade adjustment).

1 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Batteriesystems gemäß dem Stand der Technik. Zwischen dem Pluspol 10 und dem Minuspol 12 des Batteriesystems sind eine Lade- und Trenneinrichtung 14, eine Vielzahl von Batteriezellen Z1, ..., Zn sowie optional eine weitere Trenneinrichtung 16 in Reihe geschaltet. Die Lade- und Trenneinrichtung 14 umfasst einen Trennschalter 18, einen Ladeschalter 20 sowie einen Ladewiderstand 22. Die optionale Trenneinrichtung 16 umfasst einen Trennschalter 24. Um die Anforderungen an die Leistungs- und Energiedaten mit dem Batteriesystem zu erfüllen, werden eine Vielzahl von Batteriezellen Z1, ..., Zn in Reihe geschaltet werden; es ist auch bekannt, Batteriezellen oder in Reihe geschaltete Gruppen von Batteriezellen parallel zu schalten. 1 shows a schematic diagram of a battery system according to the prior art. Between the positive pole 10 and the negative pole 12 the battery system are a charging and disconnecting device 14 , a plurality of battery cells Z 1 , ..., Z n and optionally a further separating device 16 connected in series. The loading and separating device 14 includes a circuit breaker 18 , a charging switch 20 as well as a charging resistance 22 , The optional separator 16 includes a circuit breaker 24 , To meet the requirements of the power and energy data with the battery system, a plurality of battery cells Z 1 , ..., Z n are connected in series; It is also known to connect battery cells or series-connected groups of battery cells in parallel.

Ein Problem beim Einsatz vieler einzelner in Reihe geschalteter Batteriezellen besteht darin, dass die Batteriezellen nicht perfekt gleich sind, was zu ungleichen Zellspannungen führen kann, insbesondere über längere Zeitspannen von der Größenordnung der Lebensdauer der Batterie. Da insbesondere bei Lithium-Ionen-Batterien das Überladen oder das Tiefentladen einzelner Zellen zu einer irreversiblen Schädigung der Batterie führt, muss in regelmäßigen Zeitabständen ein sogenanntes Zell-Balancing durchgeführt werden. Zu diesem Zweck werden die einzelnen Zellen durch externe Beschaltungsmaßnahmen so ge- oder entladen, dass sie wieder gleiche Zellspannung besitzen.A problem with the use of many individual series-connected battery cells is that the battery cells are not perfectly equal, which can lead to unequal cell voltages, especially over extended periods of the life of the battery. Since overcharging or total discharge of individual cells leads to irreversible damage to the battery, in particular in the case of lithium-ion batteries, so-called cell balancing must be carried out at regular intervals. For this purpose, the individual cells are charged or discharged by external wiring measures so that they again have the same cell voltage.

Stand der Technik ist dabei das sogenannte Widerstandsbalancing, bei dem ein Widerstand oder eine Widerstandskombination über Schalter einzelne Zellen so lange belastet, bis alle Zellen das gleiche Spannungsniveau erreicht haben. Figur 2 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Batteriesystems nach diesem Prinzip. Die in Reihe geschalteten Batteriezellen Z1, ..., Zn werden über die Schalter S1, ..., Sn mit den Widerständen R1, ..., Rn belastet. Beispielsweise wird die Batteriezelle Z1 über die Widerstände R1 und R2 entladen, wenn der Schalter S1 eingeschaltet ist. Bei diesem Verfahren werden zunächst alle Zellspannungen gemessen, die Spannungen der einzelnen Zellen miteinander verglichen und über eine zentrale Steuersoftware die Schalter so lange eingeschaltet, bis die zu entladenden Zellen auf das gewünschte Niveau entladen sind.The state of the art in this case is the so-called resistance balancing, in which a resistor or a combination of resistors loads individual cells via switches until all cells have reached the same voltage level. Figure 2 shows a schematic diagram of a battery system according to this principle. The series-connected battery cells Z 1 ,..., Z n are charged via the switches S 1 ,..., S n to the resistors R 1 ,..., R n . For example, the battery cell Z 1 is discharged via the resistors R 1 and R 2 when the switch S 1 is turned on. In this method, first all cell voltages are measured, the voltages of the individual cells compared with each other and switched on a central control software, the switches until the cells to be discharged are discharged to the desired level.

3 zeigt das Widerstandsbalancing nach dem Stand der Technik, mit einer Balancing-Schaltung 10, welche eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 12 und einem Schaltmittel 14 sowie dazu parallel geschaltet eine Batteriezelle 16 sowie ebenfalls dazu parallel geschaltet ein ASIC 20 umfasst. 3 shows the resistance balancing of the prior art, with a balancing circuit 10 , which is a series connection of a resistor 12 and a switching means 14 as well as connected in parallel a battery cell 16 as well as also parallel connected an ASIC 20 includes.

Das Balancieren von Batteriezellen nach dem Stand der Technik hat den Nachteil, dass in der Batterie gespeicherte Energie durch Verlustleistung in den Widerständen in Wärme umgewandelt wird, um den gewünschten Ladungsausgleich zu erreichen. Diese Wärme kann zu einer Überhitzung der Widerstände und somit zu einer Beschädigung selbiger führen bzw. in einer verfrühten Alterung der betroffenen Bauteile resultieren.The prior art balancing of battery cells has the disadvantage that energy stored in the battery is converted to heat by power dissipation in the resistors to achieve the desired charge balance. This heat can lead to overheating of the resistors and thus damage selbiger or result in premature aging of the affected components.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem mit einer Vielzahl von Batteriezellen, denen jeweils eine Balancing-Schaltung zugeordnet ist. Die Balancing-Schaltung umfasst eine Reihenschaltung aus wenigstens einem Widerstand und mindestens einem Schaltmittel sowie einer, zu der Reihenschaltung parallel geschalteten Batteriezelle, und mindestens einem, zu der Reihenschaltung parallel geschalteten ASIC. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Kaltleiter, der sich in unmittelbarer Nähe zu dem wenigstens einen Widerstand befindet, dazu ausgelegt ist, nach dem Einschalten des mindestens einen Schaltmittels, durch die Hitzeeinwirkung des wenigstens einen Widerstands, seinen Widerstandswert mindestens so weit zu erhöhen, dass die Spannung an dem wenigstens einen Widerstand so weit abfällt, dass sie sich in einem für diesen wenigstens einen Widerstand zulässigen Spannungsbereich bewegt und den Stromfluss durch die Reihenschaltung auf einen zuvor durch die Dimensionierung der Bauteile festgelegten Wert begrenzt.The invention relates to a battery system with a plurality of battery cells, each of which is associated with a balancing circuit. The balancing circuit comprises a series circuit comprising at least one resistor and at least one switching means and a battery cell connected in parallel with the series connection, and at least one ASIC connected in parallel with the series connection. It is characterized in that a PTC thermistor, which is in close proximity to the at least one resistor, is adapted, after switching on the at least one switching means, by the action of heat of the at least one resistor, to increase its resistance at least so far that the voltage across the at least one resistor drops so far that it moves in a voltage range permissible for this at least one resistor and limits the current flow through the series connection to a value previously determined by the dimensioning of the components.

Die Erfindung geht demnach aus von einem Batteriesystem mit einer Vielzahl von Batteriezellen, die jeweils über eine Balancing-Schaltung auf insgesamt identischen Ladungsstand (State of Charge, SOC) gebracht werden können. Die Balancing-Schaltung einer Batteriezelle umfasst eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Widerstand, der mit geringem Abstand, in Reichweite seiner Wärmestrahlung, direkt vor oder hinter einem Kaltleiter positioniert ist und einem Schaltmittel, mit welchem das Balancing eingeleitet und beendet werden kann. Die Reihenschaltung ist parallel geschaltet zu der Batteriezelle selbst und zu mindestens einem ASIC. Gekennzeichnet ist die Balancing-Schaltung dadurch, dass nach dem Einschalten des mindestens einen Schaltmittels der Batteriezelle elektrische Energie in Form von Strom entnommen und über den Widerstand in Wärme umgewandelt wird. Kaltleiter und Widerstand sind bezüglich ihres Abstands zueinander und ihrer charakteristischen Eigenschaften so angeordnet und ausgelegt, dass bei zu starker Erhitzung des Widerstands, der Kaltleiter, welcher der von dem Widerstand abgestrahlten Wärme ausgesetzt ist, seinen Widerstandswert entsprechend seiner Kennlinie derart erhöht, dass der Stromfluss durch die Reihenschaltung auf einen Wert begrenzt wird, welcher sich für alle Widerstände der Reihenschaltung im Rahmen ihrer zulässigen Betriebstoleranzen bewegt und sich die elektrische Leistung am erhitzten Widerstand verringert und somit seine Temperatur fällt.The invention is therefore based on a battery system with a plurality of battery cells, which can be brought via a balancing circuit to a total identical state of charge (SOC). The balancing Circuit of a battery cell comprises a series circuit consisting of a resistor which is positioned at a short distance, within range of its thermal radiation, directly in front of or behind a PTC thermistor and a switching means with which the balancing can be initiated and terminated. The series connection is connected in parallel to the battery cell itself and to at least one ASIC. The balancing circuit is characterized in that, after switching on the at least one switching means of the battery cell, electrical energy is taken in the form of electricity and converted into heat via the resistor. PTC resistor and resistance are arranged and designed with respect to their distance from each other and their characteristics that too much heating of the resistor, the PTC, which is exposed to the radiated heat from the resistor, its resistance value according to its characteristic such that the current flow through the series connection is limited to a value which moves for all the resistors of the series connection within their permissible operating tolerances and the electrical power at the heated resistor decreases and thus its temperature drops.

Ein Kaltleiter wie in dem obigen Zusammenhang ist ein Strom leitendes Material, das bei tiefen Temperaturen den Strom besser leiten kann als bei hohen.A PTC thermistor, as in the above context, is a current conducting material that can conduct the current better at low temperatures than at high temperatures.

Der Wert, auf den der Kaltleiter den Stromfluss durch die Reihenschaltung begrenzt, liegt innerhalb der Betriebstoleranz des Widerstands der Reihenschaltung mit dem geringsten Widerstandswert. The value at which the PTC restricts the current flow through the series connection is within the operating tolerance of the resistance of the series circuit with the lowest resistance value.

Vorzugsweise ist das Schaltmittel des Batteriesystems ein bipolarer Transistor, da dieser mit seiner steilen Kennlinie und seiner geringen Einsatzspannung das Verhalten eines Schalters besonders gut approximiert. Preferably, the switching means of the battery system is a bipolar transistor, since this particularly well approximates the behavior of a switch with its steep characteristic and its low threshold voltage.

Ferner ist es bevorzugt, eine Balancing-Schaltung mit zwei Widerständen zu verwenden, welche sich in unmittelbarer Nähe zum Kaltleiter, vor und nach ihm in der Reihenschaltung positioniert, befinden. Die unmittelbare Nähe bemisst sich in diesem Fall nach der Wärme-Abstrahlung der zwei Widerstände. Die Doppelanordnung zweier Widerstände unmittelbar vor und nach dem Kaltleiter führt aufgrund einer räumlich günstigeren Anordnung der Widerstände zu einer schnelleren, beidseitigen Erwärmung des Kaltleiters. Dadurch kommt es zu einem schnelleren Anstieg des Widerstandswerts des Kaltleiters und somit zu einer schnelleren Reduktion des Stromflusses durch die Reihenschaltung, was einen besseren Schutz der Widerstände der Balancing-Schaltung vor Überhitzung bedeutet. Furthermore, it is preferred to use a balancing circuit with two resistors, which are in close proximity to the PTC, before and after positioned in the series circuit. The immediate vicinity is measured in this case after the heat radiation of the two resistors. The double arrangement of two resistors immediately before and after the PTC leads due to a spatially favorable arrangement of the resistors to a faster, two-sided heating of the PTC thermistor. This results in a faster increase of the resistance value of the PTC thermistor and thus a faster reduction of the current flow through the series circuit, which means a better protection of the resistors of the balancing circuit from overheating.

Ferner ist es bevorzugt, ein Batteriesystem zu verwenden, bei dem die Batteriezelle eine Lithium-Ionen-Batteriezelle ist.Furthermore, it is preferable to use a battery system in which the battery cell is a lithium-ion battery cell.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings with reference to embodiments. Show it:

1 ein Prinzipschaltbild eines Batteriesystems mit einer Vielzahl von Batteriezellen gemäß dem Stand der Technik, 1 1 is a schematic diagram of a battery system having a plurality of battery cells according to the prior art;

2 ein Prinzipschaltbild eines Batteriesystems, in dem die Batteriezellen gemäß dem Stand der Technik balanciert werden, 2 1 is a schematic diagram of a battery system in which the battery cells are balanced according to the prior art,

3 ein Prinzipschaltbild einer Balancing-Schaltung für eine Batteriezelle gemäß dem Stand der Technik, 3 a schematic diagram of a balancing circuit for a battery cell according to the prior art,

4 ein Prinzipschaltbild einer Balancing-Schaltung für eine Batteriezelle gemäß der Erfindung, und 4 a schematic diagram of a balancing circuit for a battery cell according to the invention, and

5 ein Prinzipschaltbild einer Balancing-Schaltung für eine Batteriezelle gemäß der Erfindung mit zwei Widerständen. 5 a schematic diagram of a balancing circuit for a battery cell according to the invention with two resistors.

Die 1 bis 3 wurden bereits erläutert.The 1 to 3 have already been explained.

4 zeigt das Widerstandsbalancing gemäß der Erfindung mit einer Balancing-Schaltung 22, welche eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 24, einem Schaltmittel 14 und einem Kaltleiter 26, sowie dazu parallel geschaltet eine Batteriezelle 16 sowie ebenfalls dazu parallel geschaltet ein ASIC 20 umfasst. 4 shows the resistance balancing according to the invention with a balancing circuit 22 , which is a series connection of a resistor 24 , a switching means 14 and a PTC thermistor 26 , as well as a battery cell connected in parallel 16 as well as also parallel connected an ASIC 20 includes.

Der Aufbau der Balancing-Schaltung 22 entspricht dabei dem der Balancing-Schaltung 10 aus 3, ohne den Widerstand 12 und erweitert um einen Kaltleiter 26, der sich in unmittelbarer Nähe zu einem Widerstand 24 befindet.The construction of the balancing circuit 22 corresponds to that of the balancing circuit 10 out 3 without the resistance 12 and extended by a PTC thermistor 26 that is in close proximity to a resistance 24 located.

5 zeigt das Widerstandsbalancing gemäß der Erfindung mit einer Balancing-Schaltung 28, welche eine Reihenschaltung aus einem Kaltleiter 32, der in unmittelbarer Nähe zu je zwei Widerständen 30 und 34 befindlich angeordnet ist sowie einem Schaltmittel 14, und dazu parallel geschaltet eine Batteriezelle 16 sowie ebenfalls dazu parallel geschaltet ein ASIC 20 umfasst. Der Aufbau der Balancing-Schaltung 28 nach 5 entspricht dabei dem der Balancing-Schaltung 22 aus 4, ohne den Widerstand 24 und den Kaltleiter 26 und erweitert um eine Kombination aus sich in unmittelbarer Nähe zu einem Kaltleiter 32 befindlich angeordneten Widerständen 30 und 34. 5 shows the resistance balancing according to the invention with a balancing circuit 28 , which is a series connection of a PTC thermistor 32 that is in close proximity to each two resistors 30 and 34 is located located and a switching means 14 , and connected in parallel to a battery cell 16 as well as also parallel connected an ASIC 20 includes. The construction of the balancing circuit 28 to 5 corresponds to that of the balancing circuit 22 out 4 without the resistance 24 and the PTC thermistor 26 and extended by a combination of in close proximity to a PTC thermistor 32 located located resistors 30 and 34 ,

Zu 4 und 5: Über das Schließen des Schaltmittels 14 wird der Stromkreis der Balancing-Schaltung geschlossen und bei geladener Batteriezelle ein Stromfluss von dem positiven Pol der Batterie zu dem negativen Pol über die Reihenschaltung gestartet (technische Stromrichtung). Durch den Stromfluss durch den Widerstand/die Widerstände kommt es aufgrund der Wechselwirkung der den Stromfluss darstellenden, bewegten Elektronen mit den Ionen des Widerstandsmaterials zu einer Wärmeentwicklung (Umwandlung elektrischer Energie in Wärme) in den Widerständen, welche selbige nach einer gewissen Zeit erhitzt. Diese Wärme wird von dem Widerstand/den Widerständen in Form von thermischer Strahlung isotrop inhomogen abgestrahlt. Der sich in unmittelbarer Nähe zu dem Widerstand/den Widerständen befindende Kaltleiter wird von einem Teil dieser thermischen Strahlung erfasst. Durch die Absorption dieses Strahlungsanteils erwärmt sich der Kaltleiter zusätzlich zu der Erwärmung, die er durch die Wechselwirkung der ihn durchfließenden Elektronen mit den Atomen/Ionen seines eigenen Materials erfährt. Die Erwärmung führt nach dem Verlauf einer für das jeweilige Kaltleiter-Material sowie den inneren Aufbau des Kaltleiters charakteristischen Kennlinie zu einer Erhöhung des Widerstandswerts des Kaltleiters. Proportional zu dieser Erhöhung des Widerstands des Kaltleiters verringert sich der Stromfluss durch die Reihenschaltung, wodurch dem Effekt der Erwärmung entgegengewirkt wird. Der Widerstand bzw. die Widerstände kühlen sich aufgrund des geringeren Stromflusses wieder ab und sind somit an einer Überhitzung gehindert.To 4 and 5 : About closing the switching device 14 the circuit of the balancing circuit is closed and, when the battery cell is charged, a current flow is started from the positive pole of the battery to the negative pole via the series connection (technical current direction). The flow of current through the resistor (s) causes heat to develop (electrical energy to heat conversion) in the resistors due to the interaction of the moving electrons that represent the current flow with the ions of the resistive material, which heats the same after a period of time. This heat is radiated isotropically inhomogeneous by the resistance (s) in the form of thermal radiation. The PTC resistor located in close proximity to the resistor (s) is detected by a portion of this thermal radiation. Due to the absorption of this radiation component, the PTC thermistor heats up in addition to the heating that it experiences through the interaction of the electrons flowing through it with the atoms / ions of its own material. The heating leads to the course of a characteristic of the respective PTC resistor material and the internal structure of the PTC thermistor characteristic to an increase in the resistance value of the PTC thermistor. Proportional to this increase in the resistance of the PTC thermistor, the current flow through the series circuit decreases, whereby the effect of heating is counteracted. The resistor or the resistors cool down again due to the lower current flow and are therefore prevented from overheating.

Claims (4)

Batteriesystem mit einer Vielzahl von Batteriezellen, denen jeweils eine Balancing-Schaltung (22, 28) zugeordnet ist, umfassend eine Reihenschaltung aus wenigstens einem Widerstand (24, 30, 34); und mindestens einem Schaltmittel (14), sowie einer, zu der Reihenschaltung parallel geschalteten, Batteriezelle (16); und mindestens einem, zu der Reihenschaltung parallel geschalteten ASIC (20), dadurch gekennzeichnet, dass ein Kaltleiter (26, 32), befindlich in unmittelbarer Nähe zu dem wenigstens einen Widerstand (24, 30, 34), dazu ausgelegt ist, nach dem Einschalten des mindestens einen Schaltmittels (14), durch die Hitzeeinwirkung des wenigstens einen Widerstands (24, 30, 34), seinen Widerstandswert mindestens so weit zu erhöhen, dass die Spannung an dem wenigstens einen Widerstand (24, 30, 34) so weit abfällt, dass sie sich in einem, für diesen wenigstens einen Widerstand (24, 30, 34) zulässigen Spannungsbereich bewegt und den Stromfluss durch die Reihenschaltung auf einen zuvor durch die Dimensionierung der Bauteile festgelegten Wert begrenzt.Battery system with a plurality of battery cells, each with a balancing circuit ( 22 . 28 ), comprising a series connection of at least one resistor ( 24 . 30 . 34 ); and at least one switching means ( 14 ), as well as a parallel to the series connection, battery cell ( 16 ); and at least one ASIC connected in parallel to the series connection ( 20 ), characterized in that a PTC thermistor ( 26 . 32 ) located in close proximity to the at least one resistor ( 24 . 30 . 34 ), is designed, after switching on the at least one switching means ( 14 ), by the action of heat of at least one resistor ( 24 . 30 . 34 ) to increase its resistance at least so far that the voltage across the at least one resistor ( 24 . 30 . 34 ) so far that they are in one, for this at least one resistance ( 24 . 30 . 34 ) permissible voltage range and limits the current flow through the series connection to a previously determined by the dimensioning of the components value. Batteriesystem nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Schaltmittel (14) ein Transistor ist.A battery system according to claim 1, wherein the at least one switching means ( 14 ) is a transistor. Batteriesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Balancing-Schaltung (28) zwei Widerstände (30, 34) umfasst, welche sich in unmittelbarer Nähe zum Kaltleiter (32), vor und nach ihm in der Reihenschaltung positioniert, befinden. Battery system according to claim 1 or 2, wherein the balancing circuit ( 28 ) two resistors ( 30 . 34 ), which are in close proximity to the PTC thermistor ( 32 ), positioned in front of and behind it in the series circuit. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Batteriezelle (16) eine Lithium-Ionen-Batteriezelle ist.Battery system according to one of the preceding claims, in which the battery cell ( 16 ) is a lithium-ion battery cell.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104333090A (en) * 2014-11-19 2015-02-04 惠州Tcl移动通信有限公司 MT (Mobile Terminal) for realizing large current charging and charging method thereof
WO2017201957A1 (en) * 2016-05-24 2017-11-30 北京新能源汽车股份有限公司 Protective device and method for bms power source loop, and electric vehicle
CN109910682A (en) * 2019-02-22 2019-06-21 华为技术有限公司 A kind of temperature control module, electric vehicle and system applied to battery power supply system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19717105A1 (en) * 1996-04-24 1997-11-06 Fuji Heavy Ind Ltd Battery charge control system
EP0814556A2 (en) * 1996-06-21 1997-12-29 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for battery charge balancing
WO2011024477A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 三洋電機株式会社 Battery module, battery system and electrically driven vehicle
DE102009041005A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for balancing an energy store

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19717105A1 (en) * 1996-04-24 1997-11-06 Fuji Heavy Ind Ltd Battery charge control system
EP0814556A2 (en) * 1996-06-21 1997-12-29 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for battery charge balancing
WO2011024477A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 三洋電機株式会社 Battery module, battery system and electrically driven vehicle
DE102009041005A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for balancing an energy store

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104333090A (en) * 2014-11-19 2015-02-04 惠州Tcl移动通信有限公司 MT (Mobile Terminal) for realizing large current charging and charging method thereof
CN104333090B (en) * 2014-11-19 2017-03-08 捷开通讯(深圳)有限公司 For realizing mobile terminal and its charging method of large current charge
WO2017201957A1 (en) * 2016-05-24 2017-11-30 北京新能源汽车股份有限公司 Protective device and method for bms power source loop, and electric vehicle
CN109910682A (en) * 2019-02-22 2019-06-21 华为技术有限公司 A kind of temperature control module, electric vehicle and system applied to battery power supply system

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