在供能设备中损耗均衡地运行多个使用单元的方法及供能设备技术

本发明专利技术涉及用于运行包括多个使用单元(12)的电气供能设备(10)的方法，每个使用单元(12)设置成产生或暂存电能，控制装置(19)设置成，控制在供能设备(10)与至少一个与供能设备(10)联接的设备(100)之间的能量交换(E)，方法是控制装置在每个使用单元(12)中调节至少一个电气运行参量的各一个额定值。本发明专利技术设定，控制装置(19)在能量交换(E)之前为每个使用单元(12)确定使用单元(12)的相应的损耗值，且对于每个使用单元(12)基于均衡标准确定至少一个运行参量的相应的额定值，均衡标准规定，通过调节每个额定值使用单元(12)总体上完全进行能量交换(E)，在此将由所有损耗值计算的使用单元(12)的耗损的差别保持最小。

The method and energy supply equipment of running multiple using units evenly in energy supply equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在供能设备中损耗均衡地运行多个使用单元的方法及供能设备
本专利技术涉及一种用于在供能设备中运行多个使用单元的方法。供能设备例如可以是基于电池模块的静态蓄能器或用于电动车辆的车辆用电池，其中那么使用单元是电池的电池模块。为了在供能设备与至少一个连接在其上的设备之间的能量交换，控制装置在每个使用单元中调节至少一个运行参数、例如电流的额定值。能量交换可以设有能量接收或能量输出。本专利技术也包括一种供能设备，其可以实施按照本专利技术的方法。
技术介绍
包括作为使用单元的电容器的供能设备例如由文献US6522031B2已知。电容器经由汇流排与用于连接设备或电网的连接端连接。包括多个使用单元的供能设备也由文献US5610802A已知。使用单元在彼处设置在架子中且可以单个地相互无关地从架子移除。由文献US6424119B1已知一种供能设备，其中多个电池模块经由直流电压总线相互联接。借助于整流器可以将经整流地充电电压馈入到直流电压总线中，用以给电池充电。借助于逆变器可以将直流电压转换为用于电网设备的运行的电网电压。由文献DE102014200329A1已知供能设备，其中使用单元设置在并联连接的支路中，其中每个支路包括使用单元中的一些。每个支路可以经由开关单元连接到汇流排装置。在每个支路内，所谓的负载平衡对于在其中串联连接的使用单元是必要的。但是这表示：具有最大损耗的使用单元限制了在每个使用单元上可设定的电压。如果一个使用单元比另一使用单元更快速地损耗，那么这影响供能设备的总功率能力。换言之，最弱的使用单元损害供能设备的总寿命或总使用期。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，在包括多个使用单元的供能设备中提供延长供能设备的总使用期或总寿命的措施。该任务通过独立权利要求的主题解决。本专利技术有利的改进通过从属权利要求、以下说明以及附图提出。本专利技术提供一种方法，用以运行包括多个使用单元的供能设备。每个使用单元一般设置成，产生或暂存或动态再分配电能(如电容器)。此外设有控制装置，该控制装置设置成，控制在供能设备与至少一个与供能设备联接的设备或连接到供能设备上的设备之间的能量交换。在供能设备上可以连接有例如可电驱动的车辆，用以给其牵引用电池充电。对于能量交换电流必须流过，用以传输电功率。这可以通过调节装置控制。所述控制装置为此对于每个使用单元各自预先设定至少一个电气运行参量的额定值或调节该额定值。额定值例如可以预先规定用户单元的电流的电流强度，其借助于电流调节装置是可调节的。使用单元可以在这样的能量交换中损耗或老化。例如，在电池模块形式的使用单元中其内阻可以变差，亦即不可逆地增大。现在为了不如此大程度地发生单个使用单元的这样的损耗，使得使用单元失效且因此干扰供能设备总体上的运行，按照本专利技术规定如下。控制装置在所述能量交换之前和/或在能量交换期间一次或重复地实施如下步骤。对于每个使用单元确定使用单元的相应的损耗值。损耗值说明相应的使用单元的耗损程度或耗损状态。这样的损耗值可以根据技术(例如电池模块或电容器)表示使用单元的另一技术参量。可以通过简单的试验来确定哪个技术参量适用于损耗的描述。随后，对于每个使用单元基于损耗值确定至少一个运行参量(例如运行电流)的相应的额定值，其方法是如此选出额定值，使得额定值满足预定的均衡标准。均衡标准的目的在于，均衡使用单元的损耗状态。均衡标准为此设定，如此选出额定值，使得将由所有损耗值计算的使用单元的耗损的差别至少保持相同或甚至减小。这表示，通过如下方式调节各使用单元的额定值，使得在不同使用单元的耗损中的差别至少不增大、亦即保持相同或甚至减小。使用单元用于能量交换的运行那么引起损耗均衡(英语：WearLeveling)。均衡标准自然也规定，通过调节额定值总体上完全实现能量交换。换言之确保：提供或接收如对于能量交换所必要的那么多的能量，亦即例如用于电动车的充电过程。通过调节额定值随后可以在能量交换中涉及或利用各使用单元中的一些或所有，其方法是相应地预先规定其额定值。对于每个其余的使用单元，额定值可以为0。如果供能设备包含剧烈耗损的使用单元和不太剧烈耗损的使用单元，那么对于这两个使用单元如此调节额定值，使得不太剧烈耗损的使用单元在能量交换时相比于已经剧烈耗损的使用单元负载更多。由此保护该已经剧烈耗损的使用单元，同时在能量交换时更剧烈地耗损不太剧烈耗损的那个使用单元。由此总体上这两种使用单元的耗损得以均衡。通过本专利技术那么产生如下优点，即均衡各使用单元的损耗值，假如损耗值已经相同，那么可以将其保持相同。因此避免了：在供能设备中产生这样的使用单元，该使用单元被耗损直至完全失效，而同时还存在如下这样的使用单元，该使用单元还具有完全的功能能力且随时准备好用于多个运行小时。这一个使用单元的完全失效那么也可以意味着供能设备的失效。通过所述方法相比之下通过均匀利用由使用单元组成的区域或装置产生所有使用单元的均匀的损耗。由此实现在各使用单元运行时的损耗均衡。这可以视为等同于来自闪存技术的Wear-Leveling(参见互联网链接https://en.wikipedia.org/wiki/Wear_leveling)。例如可以基于至少一个微处理器和/或至少一个微控制器提供设置用于实施方法的控制装置。按照本专利技术的方法步骤例如可以实现为程序代码，其设置成，在通过控制装置执行时实施按照本专利技术的方法步骤。程序代码可以存储在存储机构的数据存储器中。本专利技术也包括各改进，通过这些改进的特征产生附加的优点。均衡标准可以如下设计。在此应用各使用单元中的这样的使用单元，其具有表明最小的耗损的损耗值。那么应用具有当前最小的耗损的使用单元。在此，应用使用单元中的如此多的使用单元，使得利用这些使用单元可实施能量交换。亦即可以在使用单元中以最小的耗损开始且选出各下一个使用单元，其在剩余的使用单元中又具有最小的耗损。通过这种方式选出如此多的使用单元，使得总地能实现能量交换。一般地，使用单元是电源或用于转换或再分配能量的流出点/漏极(Senke)。一种改进设定，使用单元包括各至少一个电池单体(蓄电池单体)、特别是电池单体模块或多个(例如并联连接的)电池单体模块构成的组合和/或至少一个燃料电池和/或至少一个太阳能电池板和/或至少一个电容器和/或至少一个发电机。也可以设定，使用单元包括多个电池单体或多个燃料电池、亦即燃料电池堆或多个太阳能电池或多个电容器。使用单元那么可以是例如包括多个电池单体的电池模块。使用单元也可以设有多个电池模块的连接电路，例如由多个串联连接的电池模块组成的支路或由并联连接组成的串联连接组成的支路，其中每个并联连接又包括多个电池模块。换言之，使用单元中的至少一些设置成用于暂存电能，亦即例如通过电池模块和/或电容器形成。这样的使用单元的至少一个运行参数那么包括如下中的一个：荷电状态SoC(StateofCharge)、放电深度DoD(DepthofDischarge)、充电电流强度、放电电流强度、充电电压。荷电状态和/或放电深度可以根据在使用单元中提供的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行包括多个使用单元(12)的电气供能设备(10)的方法，其中，每个使用单元(12)设置成产生或暂存或动态再分配电能，以及其中，控制装置(19)设置成，通过在每个使用单元(12)中分别调节至少一个电气运行参量的额定值来控制在供能设备(10)与至少一个与供能设备(10)联接的设备(100)之间的能量交换(E)，其特征在于，所述控制装置(19)在能量交换(E)之前和/或在能量交换(E)期间一次或重复地：/n·对于每个使用单元(12)确定所述使用单元(12)的相应的损耗值，其中，所述损耗值表明所述使用单元(12)的耗损；/n·对于每个使用单元(12)基于均衡标准确定所述至少一个运行参量的相应的额定值，其中，所述均衡标准规定，通过调节每个额定值总体使所述使用单元(12)中之一或一些或全部完全进行能量交换(E)，以及在此使由所有损耗值计算出的、所述使用单元(12)的耗损的差别保持相同或减小。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170623 DE 102017210616.61.一种用于运行包括多个使用单元(12)的电气供能设备(10)的方法，其中，每个使用单元(12)设置成产生或暂存或动态再分配电能，以及其中，控制装置(19)设置成，通过在每个使用单元(12)中分别调节至少一个电气运行参量的额定值来控制在供能设备(10)与至少一个与供能设备(10)联接的设备(100)之间的能量交换(E)，其特征在于，所述控制装置(19)在能量交换(E)之前和/或在能量交换(E)期间一次或重复地：
·对于每个使用单元(12)确定所述使用单元(12)的相应的损耗值，其中，所述损耗值表明所述使用单元(12)的耗损；
·对于每个使用单元(12)基于均衡标准确定所述至少一个运行参量的相应的额定值，其中，所述均衡标准规定，通过调节每个额定值总体使所述使用单元(12)中之一或一些或全部完全进行能量交换(E)，以及在此使由所有损耗值计算出的、所述使用单元(12)的耗损的差别保持相同或减小。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述均衡标准规定，应用使用单元(12)中具有表明耗损最小的损耗值的使用单元，以及在此总地应用如此多的使用单元(12)，使得能实施与这些使用单元的能量交换(E)。


3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述使用单元(12)包括至少一个电池单体和/或至少一个燃料电池和/或至少一个太阳能电池板和/或至少一个电容器。


4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述使用单元(12)中的至少一些使用单元设置成用于暂存电能，这些使用单元(12)的至少一个运行参数包括如下参数中的一个或多个：荷电状态SoC、放电深度DoD、充电电流强度、放电电流强度、充电电压。


5.根据上述权利要求之一所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·辛特伯格，B·海伦塔尔，A·布鲁姆，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE