多个电池单元的单元对称化方法和执行该方法的电池系统的制作方法_2

文档序号:9719189阅读:来源:国知局
,电池单元也通过所述过程放电到一定的份额。因此,自放电率是相应的 电池单元在确定的时间段中的自放电。
[0019] 在此,原则上此外还会有利的是,在时间点^与〖2之间不对充电状态进行补偿或 不进行单元对称化,以便这样特别准确地实现自放电或自放电差异的算出。
[0020] 详细而言,为了确定自放电差异,首先可以确定参考单元,其中该参考单元是多个 电池单元的部分。参考单元是如下电池单元,相应的电池单元的所有自放电差异都被联系 到该电池单元并且该电池单元是多个电池单元的部分。基于所算出的在时间点tdP 12时 的充电状态,进而可以确定各个单元、即多个电池单元的除了参考单元之外的所有单元关 于参考单元的自放电差异。换言之,可以优选地设置,方法步骤c)在从多个电池单元中选 出参考单元的情况下并且在比较多个电池单元的其余电池单元的自放电率与参考单元的 自放电率的情况下来进行。在此,当参考单元在两个测量时间点tJP 12时具有相同的条 件、如相同的充电状态和相同的弛豫状态(Relaxationszustand)时,算出其他电池单元的 充电状态并且这样确定其余电池单元(即多个电池单元的除了参考单元之外的所有电池单 元)对于参考单元的自放电的差异。
[0021] 此外,前面所描述的方法还包括方法步骤d),据此确定多个电池单元中的每个电 池单元在时间点t 3时的充电状态。因此,在该步骤中算出电池单元尤其是在时间点t3时并 且由此在应执行单元对称化或应算出单元对称化的需求的时间点时的瞬时充电状态。
[0022] 根据方法步骤e)对多个电池单元进行单元对称化。在该方法步骤中,因此各个电 池单元被同步或电池单元的充电状态彼此相适应。该步骤原则上可以如从现有技术中公知 的那样被执行。例如,具有相对地说较高的充电状态的电池单元可以被放电直至如下值:所 述值与具有多个电池单元的相对地说最低的充电状态的电池单元的充电状态相对应。
[0023] 在此在前面所描述的方法中设置,单元对称化并不一定按照预确定的方法或限定 地算出的需求来进行,而是单元对称化更确切地说基于在现存的条件下尽可能精确地可算 出的需求变化。
[0024] 详细而言设置的是,根据方法步骤el),电池单元的单元对称化基于如下需求进 行:当电池单元在时间点t 3时的充电状态在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的 边界条件的前提下可被算出时,该需求在直接考虑电池单元在时间点t 3时的充电状态的情 况下被算出。在前面所描述的方法中,此外还设置,根据方法步骤e2),电池单元的单元对称 化基于如下需求进行:当电池单元在时间点1: 3时的充电状态不在存在预定义的用于算出电 池单元的充电状态的边界条件的前提下可被算出时,该需求在考虑多个电池单元的自放电 率的相对差异的情况下被算出。
[0025] 前面所描述的方法因此基于的是,单元对称化或电池单元的充电状态彼此间的适 应不是必然依靠尤其是串联连接的电池单元的当前所测量到的充电状态,而是只有当在需 求确定的时间点时对充电状态的测量满足预定义的边界条件并且因而可以足够精确地算 出需求时才依靠所述充电状态。换言之,单元对称化仅仅基于充电状态的如下值:所述值在 特别有利的时间点时被测量,使得测量特别可靠。因此,通过预先给定边界条件可以限定测 量的精度,其方式是可以排除比方说使测量失真的因素。
[0026] 基于电池单元的电池状态补偿电池单元的充电状态在此可以通过如下方式进行: 直接比较充电状态并且所有单元被放电到与所测量到的最低的充电状态相对应的充电状 态上。
[0027] 在前面所描述的方法中,基于电池单元的自放电差异或自放电针对如下情况来执 行对电池单元的充电状态的补偿:在时间点1 3时确定需求的情况下测量充电状态时不能遵 守预确定的边界条件,并且因此当不能算出在瞬时时间点〖3时的充电状态的可靠的值时, 那么不能遵守预确定的边界条件,而且充电状态的补偿因此潜在地会是不准确的或者不合 比例的。由此,可以明显地改善充电状态的匹配的可靠性。换言之,电池单元的充电状态的 补偿在该情况下可以基于如下的值进行:所述值能够实现充电状态的相对地说更精确的或 更可靠的补偿,因为自放电率差异在最佳条件下已被算出。相对应的数据在此比方说可以 被寄存在控制系统中,例如被寄存在电池管理系统中。
[0028] 基于自放电或相对自放电差异来对电池单元的充电状态的补偿在此可以意思是: 从充电状态的最后的测量为出发点或者从充电状态的最后的匹配为出发点基于所存储的 自放电率来计算,充电状态在某一时间段上已改变多少,以便这样估计各个电池单元的充 电状态处于何种水平上。在此,对自放电差异进行考虑就足够了,因为在单元对称化时基本 上不需要使用绝对值,而是仅仅需要使用相对值。基于该值接着可以相对地说精确地补偿 电池单元的充电状态。尤其是,该步骤相比于基于对电池单元的充电状态的不准确测量到 的当前的或瞬时的值来对充电状态的补偿可以更准确。由此,电荷损失可以通过充电状态 补偿或单元对称化被减小到最小值。
[0029] 通过前面所描述的方法因此可以防止,电池单元以不是必需的方式持续地被补 偿,使得这些电池单元具有相同的充电状态。因此,可以防止丢失太大的量的电荷,使得电 池在较长的使用寿命上的性能由于减小的充电和放电过程而可被增大。尤其是可以防止, 充电状态的匹配直至甚至会不是必需的程度。这样的也作为虚假平衡(Scheinbalancing) 而公知的步骤可以通过前面所描述的方法正好被防止。
[0030] 此外,前面所描述的方法的出众之处在于,充电状态的调整或单元对称化即使在 单元的容量差异大的情况下并且在各个单元容量并非已知时也可以进行。前面所描述的方 法在此基本上与在使用通过容量估计算法测量到的容量的情况下一样精确,但不必包含容 量测量的误差。
[0031] 此外,前面所描述的方法可应用地与相对应的事件匹配,并且在此与功率状况 (Leistungsprofil)无关,例如在使用于至少部分电驱动的车辆中时与电池遭受的行驶状 况(Fahrprofi 1)无关。
[0032] 在扩展方案的范畴中,预确定的边界条件可以包括或者选自至少一个电池单元的 充电状态的量和至少一个电池单元的弛豫状态。例如,边界条件可以与参考单元有关。在一 种扩展方案中,充电状态因此可以接着被算出,或可以基于瞬时充电状态例如在至少一个 电池单元具有在预定义的值之上的充电状态时才确定单元对称化。例如,充电状态因此接 着可以被算出,或单元对称化可以基于瞬时的充电状态例如当至少一个电池单元(或者优 选地所有电池单元)具有大于或者等于90%、例如大于或者等于99%的充电状态(换言之即 充满电)时才被确定。可替选地或者附加地,如下情况可以被选出作为另一边界条件:至少 一个电池单元(优选地所有电池单元)已经历预定义的弛豫并且因此已经历预定义的静止 阶段,在该静止阶段中没有负载被供给能量或者对负载的能量供给至少在预定义的阈值之 下,或电池单元未曾被充电。尤其是,在该扩展方案中,可以特别可靠地确定充电状态并且 由此确定单元对称化的需求。当至少一个电池单元处于对于测量最佳的充电状态水平中时 和/或当电池单元已经历预定义的静止状态或处于静止状态下时,这尤其是这种情况。上 面提到的边界条件在此针对一个或者任意多个电池单元要被遵守。例如,上面提到的边界 条件可以针对所检查的电池单元的所有电池单元要被遵守。
[0033] 在另一扩展方案的范畴中此外还可以设置,该方法具有其他方法步骤: f) 通过方法步骤el)验证根据方法步骤e2)的对电池单元的单元对称化;以及 g) 必要时,重新确定多个电池单元的自放电率的相对差异。
[0034] 在该扩展方案中,因此可以当给出预给定的用于基于瞬时可算出的充电状态确定 单元对称化的需求的边界条件时,那么所执行的单元对称化被验证,该单元对称化在已不 存在边界条件的时间基于自放电率
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