用于给电蓄能器充电的充电装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于给电蓄能器（2）充电的充电装置（1）和方法，其中所述充电装置（1）具有控制单元（12）和调节单元（9），其中所述充电装置（1）被设立用于在预先给定的充电时间之内将所述电蓄能器（2）充电到所限定的充电状态并且为此而调节所述电蓄能器（2）的充电电流和副反应电流。流。流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于给电蓄能器充电的充电装置和方法


[0001]本专利技术涉及用于给电蓄能器充电的一种充电装置和一种方法。

技术介绍

[0002]US 2014/0091772 A1公开了一种用于对电动车中的电池包或者超级电容中的热进行动态管理的系统。
[0003]WO 2012/0054864 A1说明了用于给电池超快充电的一种装置和一种方法。
[0004]US 2013/0179061 A1说明了一种用于对具有用于电动车的充电站的电力网进行管理的系统。
[0005]论文“Design of a Model
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based Fractional
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Order Controller for Optimal Charging of Batteries（用于电池的最佳充电的基于模型的分数阶控制器的设计）”（IFAC
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在线论文，第51卷，第28号，第97
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102页，2018年）说明了一种用于电池的充电装置，所述充电装置使用电热的电池老化模型。
[0006]论文“A Fractional
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Order Electro
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Thermal Aging Model for Lifetime Enhancement of Lithium
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ion Batteries（用于锂离子电池的使用寿命提升的分数阶电热的老化模型）”（IFAC
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在线论文，第51卷，第2号，第220r/>‑
225页，2018年）说明了一种用于模拟对输入电流的电压响应的电池模型。

技术实现思路

[0007]对于用于电蓄能器的充电装置来说，本专利技术的核心在于，所述充电装置具有控制单元和调节单元，其中所述充电装置被设立用于在预先给定的充电时间之内将所述电蓄能器充电到所限定的充电状态并且为此而调节所述电蓄能器的充电电流和副反应电流。
[0008]本专利技术的背景是，能够同时运行所述控制单元和所述调节单元。借助于所述控制单元来如此控制充电电流，从而能够在预先给定的充电时间之内将所述电蓄能器充电到所限定的充电状态。同时，所述调节单元使用电蓄能器的当前的状态参数，以用于如此调节充电电流，从而使所述电蓄能器的老化最小化。
[0009]有利的是，所述充电器能够使充电电流快速地与电蓄能器的动态的状态变化相匹配。由此，能够在降低老化的情况下缩短充电时间或者给所述电蓄能器快速充电。
[0010]本专利技术的另外的有利的实施方式是从属权利要求的主题。
[0011]按照一种有利的设计方案，所述充电装置具有测评单元，所述测评单元具有至少一个用于电蓄能器的传感器的接头。由此，所述电蓄能器的状态参数能够由测评单元来测评并且能够由充电装置来调节。有利的是，所述接头适合于温度传感器和/或电压传感器。
[0012]有利的是，所述测评单元被设立用于：借助于电蓄能器的简化的线性的电热的老化模型、尤其是借助于用伏尔特拉级数来约计的老化模型来至少确定所述电蓄能器的老化。这种模型能够以良好的精度实现老化的快速确定，使得所述充电装置能够快速地对所述电蓄能器的状态变化作出反应。
[0013]在此有利的是，所述测评单元传导信号地与所述控制单元和/或调节单元相连接。由此，所述充电状态和/或老化状态能够由所述控制单元和/或调节单元来测评，并且所述充电电流能够匹配于或者调节到当前的充电状态或者当前的老化状态上。
[0014]有利的是，所述控制单元被设立用于如此控制第一充电电流和第一副反应电流，从而在预先给定的充电时间之内将所述电蓄能器充电到所限定的充电状态。
[0015]按照另一种有利的设计方案，所述控制单元具有优化器件，尤其其中所述优化器件被设立用于优化充电分布、尤其是仿射的充电分布或者多项式的充电分布，方法尤其是：尤其借助于梯度方法以用数字表示的方式确定所述充电分布的参数的损失函数的最小值。有利的是，所述充电分布仅仅具有唯一的参数，所述参数能够由所述优化器件借助于用数字表示的方法、尤其是梯度方法来快速地确定。
[0016]在此，有利的是，所述控制单元具有充电控制器件，尤其其中所述充电控制器件被设立用于按照经过优化的充电分布来控制第一充电电流。
[0017]在此，有利的是，所述调节单元被设立用于如此调节第三充电电流，从而使所述电蓄能器的第二副反应电流最小化。由此，能够降低所述电蓄能器的老化。
[0018]此外，有利的是，所述充电装置具有合计器件，所述合计器件布置在一方面所述控制单元及调节单元与另一方面所述充电装置的输出接头之间，尤其其中所述合计器件被设立用于将来自控制单元的第一充电电流或者第二充电电流与来自调节单元的第三充电电流相加并且作为总和来产生第四充电电流。由此，如果仅仅所述第一或者第二充电电流可用，则其能够用于充电。如果第三充电电流不等于零，则所述第四充电电流能够用于充电。
[0019]在此，有利的是，所述充电装置具有低通滤波器，所述低通滤波器布置在控制单元与合计器件之间，尤其其中所述低通滤波器被设立用于将第一充电电流平滑成第二充电电流。
[0020]有利的是，所述充电装置具有比较器件，所述比较器件布置在一方面所述控制单元及老化测评器件与另一方面所述合计器件之间，尤其其中所述比较器件被设立用于将第一副反应电流和第二副反应电流进行比较。由此，通过所述控制单元引起的副反应电流能够与所述电蓄能器中的当前的副反应电流进行比较，并且所述电蓄能器的老化能够由调节单元来调节。
[0021]有利的是，所述比较器件被设立用于确定第一副反应电流与第二副反应电流之间的差。
[0022]对于用于尤其借助于如前所述的充电装置、或者根据与充电装置相关的权利要求中任一项所述的充电装置给电蓄能器充电的方法来说，本专利技术的核心在于，所述方法具有在时间上并行地进行的控制方法步骤和调节方法步骤，其中在预先给定的充电时间之内将所述电蓄能器充电到所限定的充电状态并且为此而调节所述电蓄能器的充电电流和副反应电流。
[0023]本专利技术的背景是，所述调节和控制时间一致地进行。由此，能够使所述充电过程快速地与所述电蓄能器的动态变化相匹配。
[0024]有利的是，能够在降低老化的情况下缩短所述电蓄能器的充电时间或者给所述电蓄能器快速充电。
[0025]按照一种有利的设计方案，尤其借助于所述电蓄能器的简化的线性的电热的老化
模型从所述电蓄能器的传感器数据中获取当前的充电状态和当前的老化状态和/或第二副反应电流，尤其所述线性的电热的老化模型借助于伏尔特拉级数来约计。由此，能够以小的开销和良好的精度来快速地确定所述电蓄能器的当前的参数。
[0026]此外，有利的是，对充电分布、尤其是仿射的或者多项式的充电分布进行优化，方法尤其是：尤其是借助于梯度方法通过用数字表示的方式确定所述充电分布的参数的损失函数的最小值。其中按照经过优化的充电分布对第一充电电流和第一副反应电流进行控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于电蓄能器（2）的充电装置（1），其特征在于，所述充电装置（1）具有控制单元（12）和调节单元（9），其中所述充电装置（1）被设立用于在预先给定的充电时间之内将所述电蓄能器（2）充电到所限定的充电状态并且为此而调节所述电蓄能器（2）的充电电流和副反应电流。2.根据权利要求1所述的充电装置（1），其特征在于，所述充电装置（1）具有测评单元（5），所述测评单元具有至少一个用于电蓄能器（2）的传感器的接头，尤其其中所述测评单元（5）被设立用于：借助于所述电蓄能器（2）的简化的线性的电热的老化模型、尤其是借助于用伏尔特拉级数来约计的老化模型来至少确定所述电蓄能器（2）的老化。3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述测评单元（5）传导信号地与所述控制单元（12）和/或调节单元相连接。4.根据前述权利要求中任一项所述的充电装置（1），其特征在于，所述控制单元（12）被设立用于如此控制第一充电电流（I1）和第一副反应电流（J1），从而在预先给定的充电时间之内将所述电蓄能器（2）充电到所限定的充电状态。5.根据前述权利要求中任一项所述的充电装置（1），其特征在于，所述控制单元（12）具有优化器件（3），尤其其中所述优化器件（3）被设立用于优化充电分布、尤其是仿射的充电分布或者多项式的充电分布，方法尤其是：尤其借助于梯度方法以数字表示的方式确定所述充电分布的参数（d）的损失函数的最小值。6.根据前述权利要求中任一项所述的充电装置（1），其特征在于，所述控制单元（12）具有充电控制器件（11），尤其其中所述充电控制器件（11）被设立用于按照经过优化的充电分布来控制所述第一充电电流（I1）。7.根据前述权利要求中任一项所述的充电装置（1），其特征在于，所述调节单元（9）被设立用于如此调节第三充电电流（I3），从而使所述电蓄能器（2）的第二副反应电流（J2）最小化。8.根据前述权利要求中任一项所述的充电装置（1），其特征在于，所述充电装置（1）具有合计器件（8），所述合计器件布置在一方面所述控制单元（12）及调节单元（9）与另一方面所述充电装置（1）的输出接头（13）之间，尤其其中所述合计器件（8）被设立用于将来自所述控制单元（12）的第一充电电流（I1）或者第二充电电流（I2）与来自所述调节单元（9）的第三充电电流（I3）相加并且产生第四充电电流（I4）。9.根据权利要求8所述的充电装置（1），其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：