用于运行蓄能器单体的方法和装置、电池模块以及车辆制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于运行蓄能器单体的方法以及装置，所述蓄能器单体包括：至少一个阴极；至少一个阳极；电解质；至少一个第一参考电极，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第一电容；以及至少一个第二参考电极，所述第二参考电极具有用于存储电荷的第二电容；其中，第二电容大于第一电容，其中，所述方法具有以下步骤：检测在所述至少一个阴极或阳极与第二参考电极之间的至少一个电极电压；根据所述至少一个电极电压确定蓄能器单体的荷电状态；检测在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压；将电流源与第一参考电极和第二参考电极连接，从而第一参考电极和第二参考电极的荷电状态改变，以及将电流源与第一参考电极和第二参考电极分离，其中将电流源与第一参考电极和第二参考电极连接和分离的时刻取决于参考电压与预定电压值的比较的结果。本发明专利技术此外还涉及一种相应的电池模块以及具有电池模块的车辆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行蓄能器单体的方法和装置、电池模块以及车辆
本专利技术涉及一种用于运行蓄能器单体的方法以及装置；电池模块以及车辆。
技术介绍
用于存储电能的电池在日常生活的几乎每个方面扮演着重要的角色，例如在时钟中、可携带电子装置中并且在无线通信的领域上。主要重要之处特别是在于所谓的电动汽车领域中，不仅在于具有纯电驱动装置的车辆中，而且在于具有混合驱动装置的车辆中。特别是在此特别重要的是，能够准确求取电池的运行状态、例如荷电状态或寿命。为了确定电池的运行状态，特别是荷电状态(所谓的“StateofCharge”，SOC)，考虑不同的方法，例如利用已知的充电电压曲线简单校正测量的电压、通过对已经流经的电流积分直接测量流失的电荷，或者利用计算机支持地实时计算电池模块在运行中出现的过压电位而对积分的电流进行校正。运行状态的确定可以通过测量相对于参考电极的阴极或阳极电压来改善。不过参考电极的电位可能在电池运行期间改变，由此歪曲所测量的阴极或阳极电压。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提出用于运行蓄能器单体的方法和装置以及电池模块以及车辆，其能实现尽可能可靠地确定荷电状态。在按照本专利技术用于运行蓄能器单体的方法中，所述蓄能器单体包括：至少一个阴极；至少一个阳极；电解质；至少一个第一参考电极，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第一电容；以及至少一个第二参考电极，所述第二参考电极具有用于存储电荷的第二电容；其中，第二电容大于第一电容，检测在所述至少一个阴极或阳极与第二参考电极之间的至少一个电极电压以及根据所述至少一个电极电压确定蓄能器单体的荷电状态。此外检测在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压以及将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极连接，从而第一参考电极和第二参考电极的荷电状态改变，以及接着将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极又分离。将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极连接和分离的时刻在此取决于参考电压与至少一个预定电压值的比较的结果。按照本专利技术用于运行蓄能器单体的装置，所述蓄能器单体包括：至少一个阴极；至少一个阳极；电解质；至少一个第一参考电极，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第一电容；以及至少一个第二参考电极，所述第二参考电极具有用于存储电荷的第二电容；其中，第二电容大于第一电容，所述装置具有：至少一个电流源或至少一个电流宿，其设计为，给第一和第二参考电极充电或放电。此外还设有控制机构，其构成为，根据在所述至少一个阴极或阳极与第二参考电极之间的至少一个电极电压确定蓄能器单体的荷电状态，以及将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极连接，从而第一参考电极和第二参考电极的荷电状态改变，以及将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极又分离，其中，将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极连接和分离的时刻取决于参考电压与至少一个预定电压值的比较的结果。按照本专利技术的电池模块具有一个或多个按照本专利技术的装置。按照本专利技术的车辆、特别是机动车具有电驱动装置或混合驱动装置以及至少一个按照本专利技术的电池模块。本专利技术基于如下方案，设有第一和第二参考电极，它们具有用于存储电荷的不同电容，其中，第二参考电极的电容大于第一参考电极的电容。通过测量在具有较大电容的第二参考电极相比于具有较小的电容的第一参考电极之间的参考电压可以监控在电池单体的运行期间第二参考电极的电位的可能的漂移。因为第二参考电极的电容大于第一参考电极的电容，所以第一参考电极的荷电状态在蓄能器单体的运行期间比第二参考电极的荷电状态更快地变化，从而第一参考电极的电位相应地相比于第二参考电极更快地变化。如果测量的参考电压是正的，那么由此示出，第一参考电极的电位小于第二参考电极的电位，或者第一参考电极的电位相比于第二参考电极的电位下降。相应地可以由负的参考电压推断出：第一参考电极的电位大于第二参考电极的电位，或者第一参考电极的电位相对于第二参考电极的电位上升。在蓄能器单体的运行期间、亦即特别是在提取存储在阳极或阴极中的电荷期间，第一和第二参考电极的荷电状态也可以变化。根据参考电位的材料通过小的泄漏电流——其特别是在测量在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压时出现——输出或吸收第一和第二参考电极的电荷。如果第一和第二参考电极在蓄能器单体的运行中放电，那么可以由上升到预定的特别是正的第一电压值或超过该第一电压值的参考电压不仅推断出第一参考电极的完全或几乎完全的放电而且也推断出第二参考电极随即的完全或几乎完全的放电以及与之联系的第二参考电极电位随即的下降。如果相对地第一和第二参考电极在蓄能器单体的运行中充电，那么可以由下降到至少一个预定的第三特别是负的电压值或低于该电压值的参考电压不仅推断出第一参考电极的完全或几乎完全的充电而且也推断出第二参考电极随即的完全或几乎完全的充电以及与之联系的第二参考电极电位随即的上升。为了阻止第二参考电极的电位的这样的下降或上升亦即相对强的变化，第一和第二参考电极的荷电状态通过与电流源或电流宿的连接亦即施加充电电流或负载而又充电或放电。实施这样的主动充电，直至参考电压达到或低于预定的第二特别是负的电压值，相比之下实施这样的主动放电，直至参考电压达到或超过预定的特别是正的第四电压值。由此可靠地阻止在蓄能器单体的运行期间第二参考电极的完全或几乎完全的充电或放电，从而第二参考电极的电位保持基本上不变。总之通过本专利技术确保：第二参考电极具有基本上不变的电位，从而根据在一方面阴极或阳极与另一方面第二参考电极之间的电极电压可以在电池单体的运行的每个阶段中可靠确定蓄能器单体的荷电状态。此外，应用特别是具有相同化学成分和不同电容的第一和第二参考电极也能实现监控参考电极自身的功能或状态，因为根据参考电压例如可以推断所述两个参考电极中之一的线路中断、至阳极或阴极或其他带电位的部分的短路或所述两个参考电极中之一的化学变化。优选地，所述第一参考电极和/或所述第二参考电极由具有如下电位曲线的材料制成，该电位曲线具有平台，特别是显著的平台。由此可以通过检测在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压来特别可靠控制和/或监控第二参考电极的电位变化，或者在第二参考电极与阴极或阳极之间的检测的电极电压可以特别可靠地用于确定蓄能器单体的运行状态。此外第一参考电极和第二参考电极优选由相同材料组成，从而如果所述两个参考电极中都没有完全或几乎完全充电或放电，那么在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压为基本上0伏特。在本专利技术的意义上，参考电极的“放电”表示通过参考电极输出载流子、例如离子。相应地，在本专利技术的意义上，参考电极的“充电”或“充上电”表示通过参考电极吸收载流子、例如离子。参考电极的“电容”在本专利技术的意义上说明特别是离子的(电荷)量，如果参考电极置入在电介质中所述参考电极可以吸收所述离子量。在一个优选实施方案中，将电流源与第一参考电极和第二参考电极连接，从而如果参考电压大于第一预定电压值，那么给第一参考电极和第二参考电极充电。如果参考电压小于第二预定电压值，那么电流源又与第一参考电极和第二参考电极分离。电流源可以构成为电压源、例如电池。特别优选地，电流源是蓄能器单体自身，亦即通过阴极和阳极截取的功率用于给第一和第二参考电极充电。由此可靠地避免第二参考电极的完全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于运行蓄能器单体(1)的方法，该蓄能器单体包括：至少一个阴极(2)；至少一个阳极(3)；电解质；至少一个第一参考电极(4)，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第一电容；以及至少一个第二参考电极(5)，所述第二参考电极具有用于存储电荷的第二电容；其中，第二电容大于第一电容，其中，该方法具有以下步骤：a)检测在所述至少一个阴极(2)或阳极(3)与第二参考电极(5)之间的至少一个电极电压；b)根据所述至少一个电极电压确定蓄能器单体(1)的荷电状态；c)检测在第二参考电极(5)与第一参考电极(4)之间的参考电压；d)将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接，从而第一参考电极(4)和第二参考电极(5)的荷电状态改变，以及将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)分离，其中，将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接和分离的时刻取决于参考电压与至少一个预定电压值的比较的结果。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.09 DE 102016207926.31.用于运行蓄能器单体(1)的方法，该蓄能器单体包括：至少一个阴极(2)；至少一个阳极(3)；电解质；至少一个第一参考电极(4)，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第一电容；以及至少一个第二参考电极(5)，所述第二参考电极具有用于存储电荷的第二电容；其中，第二电容大于第一电容，其中，该方法具有以下步骤：a)检测在所述至少一个阴极(2)或阳极(3)与第二参考电极(5)之间的至少一个电极电压；b)根据所述至少一个电极电压确定蓄能器单体(1)的荷电状态；c)检测在第二参考电极(5)与第一参考电极(4)之间的参考电压；d)将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接，从而第一参考电极(4)和第二参考电极(5)的荷电状态改变，以及将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)分离，其中，将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接和分离的时刻取决于参考电压与至少一个预定电压值的比较的结果。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤d)中将电流源(9)与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接，从而如果参考电压大于第一预定电压值，那么给第一参考电极(4)和第二参考电极(5)充电；以及如果参考电压小于第二预定电压值，那么电流源(9)又与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)分离。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤d)中将电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接，从而如果参考电压小于第三预定电压值，那么给第一参考电极(4)和第二参考电极(5)放电；以及如果参考电压大于第四预定电压值，那么电流源(9)又与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)分离。4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述至少一个预定的电压值，特别是第一和/或第二和/或第三和/或第四预定电压值为大约0伏特。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一预定电压值是正的，而所述第二预定电压值是负的。6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第三预定电压值和所述第四预定电压值是正的。7.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在步骤a)至d)之前实施如下步骤：·将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·施密特，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE