电池组系统和用于运行电池组系统的方法技术方案

技术编号:14872699 阅读:72 留言:0更新日期:2017-03-23 20:27
本发明专利技术涉及用于运行电池组系统(2)的方法,该电池组系统由多个电池组电池(8)和用于监视和控制电池组电池(8)的电池组管理系统,其中,电池组管理系统具有主控制器(4)和多个电池控制单元(10),其中,每个电池控制单元(10)被配设给一个电池组电池(8)且被构造和设置用于,检测所配设的电池组电池(8)的测量数据以及将所配设的电池组电池(8)与电池组电池(8)的电子的电路接通和断开。在此规定,每个电池控制单元(10)识别,电池组系统(2)在当前是否被充电或放电,以此据此将所配设的电池组电池(8)与电池组电池(8)的电子的电路接通或断开。此外说明了这样的电池组系统(2)和机动车。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于运行电池组系统的方法,该电池组系统带有多个电池组电池和一个用于监视及控制电池组电池的电池组管理系统。此外说明了一种电池组系统,其尤其被设置用于执行所述方法。
技术介绍
US2013/241471公开了一种用于监视包括多个串联的电池组电池在内的电池组电路的充电的充电控制电路,其中,充电控制电路包括多个开关元件,该开关元件分别平行地与多个电池组连接,充电控制电路还包括充电控制器,以便减小对各电池组的充电电流。US2001/019256公开了一种用于在使用消耗性的电流回路下平衡多个串联的电池组电池的充电的方法,该电流回路与每个电池组电池的终端连接。
技术实现思路
在一种按本专利技术的用于运行电池组系统的方法中,该电池组系统带有多个电池组电池和一个用于监视和控制电池组电池的电池组管理系统,其中,电池组管理系统具有一个主控制器和多个电池控制单元,其中,每个电池控制单元配设于一个电池组电池且被构造和设置用于,检测所配设的电池组电池的测量数据以及接通和断开所配设的电池组电池与电池组电池的电子的电路,在该方法中规定:每个电池控制单元识别电池组系统在当前是否被充电或放电,以及据此将所配设的电池组电池与电池组电池的电子的电路接通或断开。有利地在按本专利技术的电池组系统中,分散地在各电池控制单元中进行有关电池组电池的开关状态的决定。原来的调节功能通过主控制器的能以很少耗费实现的中央的调节器来实施。为了调节电池组系统,主控制器这样地趋近所述控制参量:使得在电池组系统的当前的和期望的输出电压之间出现尽可能小的调节差。控制信号因此被这样选择:使得已接通的电池组电池的相加的电压趋近电池组系统的预定的输出电压。电池组系统的控制参量的预定可以有利地通过单向的接口完成,其中,控制参量的预定可以由主控制器作为仅一个惟一的消息被发送给所有的电池控制单元。所有的电池控制单元接收这个消息且自主地、也就是说也尤其独立于彼此地要么接通串联电路的所配设的电池要么借助电池控制单元的能够电操控的开关来跨接电池。在本公开文本的框架内,当电池组系统被充电时,电流方向标注为正,当电池组系统被放电时,电流方向标注为负。为了产生电池组系统的更小的总输出电压,单个电池组电池借助电池控制单元以正的或负的极性接入串联电路或被断开。串联电路中的正的和负的极性被相对于总输出电压的取用来考虑。所述极性由主控制器预定。针对电池组电池被断开的情况,电池组电池与串联电路分离且从属的电池电子装置的联接夹头被电连接,因而产生了“跨接”状态。按照一个有利的实施方式,电池控制单元识别电池组系统是否被充电或放电,即,将已接通的电池组电池的电池电压与已断开的电池组电池的电池电压相比较。在本专利技术的框架内,电池电压也可以被称为端电压。此外,在本专利技术的框架内,当电池被跨接时,已断开的电池组电池的电池电压等于端电压。这种措施以电池的一种简化的等效电路图为基础,该电池包括电压源和该电池的内电阻,且在该等效电路图中,下列相互关系成立:(1)其中,UZelle,on是已接通的电池组电池的电池电压,UZelle,off是已断开的电池组电池的电池电压,IZelle是流过电池的电流以及RZelle是电池的内电阻。在此,可以通过下列规定确定电流方向:当UZelle,on大于UZelle,off时,那么电流方向为正。当UZelle,on小于UZelle,off时,那么电流方向为负。在公式(1)中的正负号被有意选择。参数UZelle,on和UZelle,off优选以规律的间隔由每个电池上的电池控制单元检测。在所说明的电池组系统中,电池组电池典型地经常被接通且又被跨接,以便通过电池组系统产生预定的输出电压。主控制器优选借助对所有电池控制单元的控制信号来调节电池组电池的接通和断开。典型的调节频率在此为1至20kHz。按照一种特别优选的实施方式,主控制器借助发送给所有的电池控制单元的控制信号调节电池组电池的接通和断开,其中,电池控制单元将控制信号解释为概率值。在一个可能的实现方案中,主控制器预定了两个数值,这两个数值通过通信路径从主控制器传递到电池控制单元且以相同方式被所有的电池控制单元接收。控制信号在此优选具有正好一个第一数值Pan=[0,1]和正好一个第二数值Paus=[0,1],其中,电池控制单元将第一数值解释为接通概率以及将第二数值解释为断开概率。在此,接通概率指的是已断开的电池接通的概率,断开概率指的是已接通的电池被断开的概率。按照一个实施方式,在每个电池控制单元中执行特别是优选相同地分配的随机过程,其中,根据随机过程和概率值将所配设的电池组电池与电池组电池的电子的电路接通或断开。控制信号被这样选择:使得已接通的电池组电池的相加的电压趋近电池组系统的预定的输出电压。为了调节电池组系统,主控制器这样地趋近所述控制参量Pan和Paus:使得在电池组系统的当前的和期望的输出电压之间出现尽可能小的调节差。当额定值大于当前的输出电压时,把经提高的接通概率Pan转达给电池。若额定值小于当前的输出电压,那么转达经提高的断开概率Paus。按照一个优选的实施方式,在电池组系统被放电的情况下,电池控制单元根据品质因数的大小接通和断开所配设的电池组电池,电池控制单元借助所配设的电池组电池的充电状态和/或老化状态求出该品质因数。由此达到了充电状态平衡(均衡),因而控制算法有利地被拓展。电池组电池在此用品质因数给根据电池电子器件的开关状态相应相关的所接收到的值Pan或Paus标度。在此,有高品质因数的已断开的电池比有较小品质因数的已断开的电池有更大概率来接通。此外,有低品质因数的电池在此有更大概率被断开。因此在时间平均中,有较小品质因数的电池较为不频繁地被加荷,从而实现主动的充电状态平衡。按照所述方法的一个实施方式,在电池组系统被充电的情况下,当达到预定的最大的电池电压时,电池控制单元断开所配设的电池组电池。在此,在接通的以及断开的电池中进行测量。在锂离子电池组的情况下,已接通的电池组电池的预定的最大的电池电压例如为4.2V。但因为这取决于技术,所以未来完全可能是另一个值。按照方法的一个实施方式,在电池组系统被放电的情况下,在达到预定的最小的电池电压时,电池控制单元断开所配设的电池组电池。在锂离子电池组的情况下,已接通的电池组电池的预定的最小电池电压例如为2.5V、2.8V或3V。此外,按照本专利技术,提供一种电池组系统,其有多个电池组电池和一个用于监视和控制电池组电池的电池组管理系统,其中,电池组管理系统具有主控制器和多个电池控制单元,这些电池控制单元通过控制通道相互处于连接,其中,每个电池控制单元都被配设给一个电池组电池,且被构造和设置用于检测所配设的电池组电池的测量数据以及将所配设的电池组电池与电池组电池的电子的电路接通或和断开。在此规定,每个电池控制单元被构造和设置用于,识别电池组系统在当前是否被充电或放电,以及据此将所配设的电池组电池与电池组电池的电子的电路接通或断开。电池组管理系统的单元被理解为是功能性的单元,该单元无需在物理上彼此分离。因此例如当软件中的多个功能在一个控制器上实施时,电池组管理系统的多个单元可以在惟一一个物理的单元内实现。电池组管理系统的单元也可以在硬件组件中实施,例如通过传感器单元、存储单本文档来自技高网...
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【技术保护点】
用于运行电池组系统(2)的方法,该电池组系统具有多个电池组电池(8)和一个用于监视和控制该电池组电池(8)的电池组管理系统,其中,该电池组管理系统具有一个主控制器(4)和多个电池控制单元(10),其中,每个电池控制单元(10)被配设给一个电池组电池(8)且被构造和设置用于:检测所配设的电池组电池(8)的测量数据以及将所配设的电池组电池(8)与电池组电池(8)的电子的电路接通和断开,其特征在于,每个电池控制单元(10)识别:电池组系统(2)在当前是否被充电或放电,并且据此将所配设的电池组电池(8)与电池组电池(8)的所述电子的电路接通或断开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.08 DE 102014215773.01.用于运行电池组系统(2)的方法,该电池组系统具有多个电池组电池(8)和一个用于监视和控制该电池组电池(8)的电池组管理系统,其中,该电池组管理系统具有一个主控制器(4)和多个电池控制单元(10),其中,每个电池控制单元(10)被配设给一个电池组电池(8)且被构造和设置用于:检测所配设的电池组电池(8)的测量数据以及将所配设的电池组电池(8)与电池组电池(8)的电子的电路接通和断开,其特征在于,每个电池控制单元(10)识别:电池组系统(2)在当前是否被充电或放电,并且据此将所配设的电池组电池(8)与电池组电池(8)的所述电子的电路接通或断开。2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电池控制单元(10)识别:所述电池组系统(2)是否被充电或放电,办法是:将已接通的电池组电池(8)的电池电压与已断开的电池组电池(8)的电池电压相比较。3.按照前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于,主控制器(4)借助于对所有电池控制单元(10)的控制信号来调节电池组电池(8)的接通和断开,其中,电池控制单元(10)将控制信号解释为概率值。4.按照权利要求3所述的方法,其特征在于,所述电池控制单元(10)执行随机过程且根据该随机过程和所述概率值将所配设的电池组电池(8)与该电池组电池(8)的电子的电路接通或断开,且这样来选择所述控制信号:使得已接通的电池组电池(8)的相加的电压趋近电池组系统(2)的预定的输出电压。5.按照权利要求3或4所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:P希伦布兰德P哈特曼
申请(专利权)人:罗伯特·博世有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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