用于蓄电池的充电平衡的方法及用于为蓄电池充电的方法技术

本发明专利技术涉及用于蓄电池的充电状态平衡的方法，该蓄电池具有多个蓄电池单元。该方法具有以下步骤：在多个蓄电池单元的已发生的充电之后确定每个蓄电池单元的放电深度，在多个蓄电池单元的待进行的充电之前确定每个蓄电池单元的可用的电荷，借助于每个蓄电池单元的所确定的充电深度和所确定的可用的电荷来确定充电状态平衡需求值以及基于所确定的充电状态平衡需求值来控制每个蓄电池单元的放电。本发明专利技术还涉及一种用于为蓄电池充电的方法，该蓄电池具有多个蓄电池单元。此外给出了一种计算机程序产品和一种蓄电池管理系统，它们被设置用于执行上述方法，以及涉及一种蓄电池和一种机动车，该机动车的驱动系统与此类的蓄电池相连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于蓄电池的充电平衡的方法，该蓄电池具有多个蓄电池单元。本专利技术还涉及一种为具有多个蓄电池单元的蓄电池充电的方法。此外，本专利技术涉及被设置用于执行上述方法计算机程序产品和蓄电池管理系统，以及涉及一种蓄电池和一种机动车，该机动车的驱动系统与此类的蓄电池相连接。
技术介绍
已知了在蓄电池组中的多个蓄电池单元的单独的充电状态(SOC：state of charge)能够相互偏移。由DE 10 2008 002 190 A1中例如已知了一种用于车辆蓄电池的充电状态平衡的方法，其中，在行驶运行期间首先通过确定单个的单池的充电状态然后针对至少两个这样的单池来确定这些单池应该放电的电荷量的方式来执行充电状态平衡。这些单池将依据所计算的电荷量来得以放电。在DE 10 2009 002 466 A1中也描述了所谓的电阻式均衡方法。在该文献之中替代地也描述了所谓的电感式单池均衡，其中，用于平衡单池电压的电路构思基于在其中所传输的电能的电感式的中间存储装置。蓄电池单元的充电状态相互偏移的理由在于例如蓄电池单元的不同的自身放电率、不同的充电效率或者不同的容量。这些效应不必相互耦合。蓄电池单元在运行中具有高的自身放电也是可能的，也就是说，在放电时也能够在充电时也具有高的充电效率，也就是说，能够比其他单池作为充电电流的可使用的电荷吸收更多的电荷。在这种情况下，两种效应将部分地单独地加以平衡。当前的充电状态平衡方法并未考虑这种效应并且因此必须必然地平衡更多的电荷。
技术实现思路
依据本专利技术的用于具有多个蓄电池单元的蓄电池的充电平衡的方法包括以下步骤：a)在所述多个蓄电池单元的已发生的充电之后确定每个蓄电池单元的放电深度；b)在所述多个蓄电池单元的待进行的充电之前确定每个蓄电池单元的可用的电荷；c)借助于每个蓄电池单元的所确定的充电深度和所确定的可用的电荷来确定充电状态平衡需求值；以及d)基于所确定的充电状态平衡需求值来控制每个蓄电池单元的放电。步骤a)在充电之后进行，优选地在所述蓄电池单元完全充电之后才进行，也就是说当所述蓄电池组已经充电时。在步骤a)和步骤b)之间发生所述蓄电池单元的部分放电或者完全的放电。优选地，步骤b)直接在再次充电之前进行。在进行充电之后的时间点将在以下的表格中以索引1来描述并且在待进行充电之前的时间点将以索引2来描述。在确定充电状态平衡需求值时将考虑所述蓄电池单元的不同的自身放电率和不同的充电效率。所使用的电荷的份额与所流过的电荷的充电电流的电荷的份额的比值被描述为充电效率。借助于本专利技术的解决方案，在总量上将不会有任何电荷不是必须地加以平衡的，而是仅仅对称化关于所有效应的净需求，该些效应将会引起蓄电池单元的不同的单独的充电状态。这将尤其是具有以下优点，即所述充电状态平衡电子装置的构件不会不必要地加热并且快速地老化。典型地，该充电状态平衡时的温度提升能够为约40K。此外，能够避免焊接连接处的快速的老化，该老化是由于由充电状态平衡所引起的温度交替所造成的。包括在充电之后的充电状态与在充电之前的充电状态的比较的伺服回路此外被适配性地加以构造并且能够在必要时通过老化来适配在容量、自身放电率和所述蓄电池单元的充电效率之上的有条件的改变。在独立权利要求中所给出的方法的有利的改进方案和变型方案将通过从属权利要求中所列出的措施成为可能。根据一个优选的实施形式，在步骤a)中以以下步骤来确定所述放电深度：a1)确定每个蓄电池单元的充电状态；a2)确定具有最大的充电状态的蓄电池单元；以及a3)确定相对于具有最大的充电状态的所述蓄电池单元的每个蓄电池单元的第一电荷差值。特别优选地，在步骤b1)中借助于所述蓄电池单元的充电电流和开放的终端电流积分的确定来确定所述充电状态。特别地，例如能够电脑控制地来计算放电电流积分，进而例如借助于图1中的模块的借助于合适的模块来确定每个蓄电池单元的尚可用的电荷。在步骤b2)中将确定在本专利技术的范围之中也称作mini(Q2,i)的最小的充电状态，从而确定每个蓄电池单元相对于具有依据步骤b3)所示出的最小充电状态的蓄电池单元的第二电荷差值为：△Q2,i＝Q2,i-mini(Q2,i)。借助于每个蓄电池单元的所确定的放电深度和所确定的可用的电荷依据步骤c)将依据优选的实施形式地确定所述充电状态平衡需求值为：△Qi＝△Q2,i-△Q1,i。特别优选地，因为在典型的充电状态平衡方法中诸如电阻式平衡或者电感式平衡来说仅仅能够从蓄电池单元中提取一定的电荷，所以△Qi持续地大于等于设定值。这将示出为：△Qi＝max(△Q2,i-△Q1,i，0)。依据本专利技术的另一方面，用于为具有多个蓄电池单元的蓄电池充电的方法包括在依据在本专利技术的公开范围之内所描述的方法的第一步骤中用于充电状态平衡所述蓄电池并且在第二步骤中未所述蓄电池单元充电。有利地，在所述充电之前建立所述充电状态平衡，从而使得所述蓄电池单元在所述才点之后具有相同量的可用的电荷。由此能够达到：在所述充电之前的充电状态平衡之中已经考虑了由于所述蓄电池单元通过所述充电而形成的不同的充电效率自身所产生电荷非对称性时的比例。所述用于为蓄电池充电的方法相应地包括伺服回路，其在下一次充电状态平衡时反馈所述预报的所达到的充电状态平衡已发生，从而使得经平衡的电荷的总量保持尽可能的小。通过在所述蓄电池充电之前的充电状态平衡能够将在所述充电之后的系统带入最大可用的电荷的状态。根据一个优选的实施形式，在用于为所述蓄电池充电的方法的第二步骤之中通过所述蓄电池单元的有效的放电深度的最小值(有效的DOD，有效的放电深度)来限制所有的蓄电池单元的充电。其中，每个蓄电池单元的所述有效的放电深度将借助于所述蓄电池单元的充电效率和放电深度(DOD)来加以确定。依据本专利技术此外提供了一种计算机程序，依据该计算机程序将执行在此所描述的方法，当所述计算机程序在可编程的计算机设备上实施时。该计算机程序尤其是能够涉及一种用于实现蓄电池平衡系统的模块或者一种用于实现车辆的蓄电池管理系统的模块。根据另一个方面，具有多个蓄电池单元的蓄电池的蓄电池管理系统包括用于在所述蓄电池单元已发生充电之后确定每个蓄电池单元的放电深度的单元、用于在所述蓄电池单元待进行的充电之前确<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蓄电池的充电状态平衡的方法，所述蓄电池具有多个蓄电池单元(1)，该方法具有以下步骤：a)在所述多个蓄电池单元(1)的已发生的充电之后确定每个蓄电池单元(1)的放电深度；b)在所述多个蓄电池单元(1)的待进行的充电之前确定每个蓄电池单元(1)的可用的电荷；c)借助于每个蓄电池单元(1)的所确定的放电深度和所确定的可用的电荷来确定充电状态平衡需求值；以及d)基于所确定的充电状态平衡需求值来控制每个蓄电池单元(1)的放电。

【技术特征摘要】
2013.09.23 DE 102013219082.41.一种用于蓄电池的充电状态平衡的方法，所述蓄电池具有多
个蓄电池单元(1)，该方法具有以下步骤：
a)在所述多个蓄电池单元(1)的已发生的充电之后确定每个蓄
电池单元(1)的放电深度；
b)在所述多个蓄电池单元(1)的待进行的充电之前确定每个蓄
电池单元(1)的可用的电荷；
c)借助于每个蓄电池单元(1)的所确定的放电深度和所确定的
可用的电荷来确定充电状态平衡需求值；以及
d)基于所确定的充电状态平衡需求值来控制每个蓄电池单元(1)
的放电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中借
助于以下步骤来确定所述放电深度：
a1)确定每个蓄电池单元(1)的充电状态；
a2)确定具有最大的充电状态的蓄电池单元；以及
a3)确定每个蓄电池单元(1)相对于具有最大的充电状态的所
述蓄电池单元的第一电荷差值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤a1)中借
助于所述蓄电池的充电电流和开放的终端电压的确定来确定所述充
电状态。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步
骤b)中借助于以下步骤来确定尚可用的电荷：
b1)确定每个蓄电池单元(1)的充电状态；
b2)确定具有最小的充电状态的蓄电池单元；以及
b3)确定每个蓄电池单元(1)相对于具有最小的充电状态的所
述蓄电池单元的第二电荷差值。
5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·格莱特，J·C·威廉，C·科恩，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：德国;DE