用于对电蓄能器的电池单体充电或放电的方法、装置、系统、电动车、计算机程序和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术给出一种用于对电蓄能器(1)的电池单体充电的方法，所述方法具有：A1)将电池单体置于充电运行中，B1)确定分别代表电池单体的复数的交变电流阻抗的第一和第二阻抗特征值，C1)借助各阻抗特征值确定分别代表电池单体的温度的第一和第二温度特征值，D1)确定各所述温度特征值的偏差，并且E1)在所述偏差超过预定的温度阈值的情况中，减少电池单体的充电电流。此外给出另一个方法、一种对应的装置(3)、一种系统(10)、一种电动车(100)、一种计算机程序和一种计算机可读的存储介质。序和一种计算机可读的存储介质。序和一种计算机可读的存储介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对电蓄能器的电池单体充电或放电的方法、装置、系统、电动车、计算机程序和存储介质


[0001]用于电动车的加速充电的快速充电功能是当前发展的主题。在此，电动车的一个或多个蓄电池单体在其规范的界限上运行，这在超过所述界限的情况中会导致相应的蓄电池单体的潜在的损害。

技术实现思路

[0002]本专利技术的任务是，提供一种用于对电蓄能器的电池单体充电的同时有效率的以及可靠的方法，所述方法尤其是有助于，在没有充电电流的计算强化的控制装置时避免在(超)快速充电运行中的损害电池单体的充电电流强度。此外应该给出一种用于电池单体的有效率的并且可靠的放电的方法以及给出对应于所述方法的装置、系统、电动车、计算机程序和计算机可读的存储介质。
[0003]所述任务通过独立权利要求的特征解决。有利的设计方案是从属权利要求的特征。
[0004]按照第一方面，本专利技术涉及一种用于对电蓄能器的电池单体充电的方法。尤其是用于电动车的蓄能器可视为电蓄能器，例如基于锂离子的二次电池单体。
[0005]所述蓄能器可以在此尤其是具有在蓄电池组中设置的多个电池单体或电池单体组。在下文中，借助单个电池单体所述的方法按意义也可转用于多个电池单体或电池单体组。
[0006]在所述方法中，在步骤A1)中将电池单体置于充电运行中，在所述充电运行中，充电电流输送给电池单体。
[0007]于是在接着步骤A1)的步骤B1)中确定在充电运行期间的第一阻抗特征值以及第二阻抗特征值。第一阻抗特征值和第二阻抗特征值在这里分别代表电池单体的复数的交变电流阻抗。
[0008]为了确定第一和/或第二阻抗特征值可以尤其是分别检测代表电池单体的复数的交变电流阻抗的测量值。所述测量值示例性地通过将交流电压信号施加在电池单体上、检测电压和电流数据的时间扫描值、将电压和电流数据窗口化到对应的时域和借助窗口化的电压和电流数据实施快速傅立叶变换得出，以便标识在特别的频率的情况下的电压和电流大小并且由此计算电池单体的复数的交变电流阻抗。
[0009]在关于步骤B1)接着的步骤C1)中，借助第一阻抗特征值确定第一温度特征值，以及借助第二阻抗特征值确定第二温度特征值。在这里，第一温度特征值和第二温度特征值分别代表电池单体的温度。
[0010]为了确定第一和/或第二温度特征值可以尤其是考虑Look
‑
up表。这样的Look
‑
up表例如对于相应的阻抗特征值具有所属的温度特征值。电池单体的示例性地预先提及的特别的频率和/或充电状态可以作为用于确定温度特征值的附加的参量起作用。备选或附加地，可以尤其是为在Look
‑
up表中存储的温度特征值配置阻抗特征、如电池单体的复数的交
变电流阻抗的实部、虚部、幅值或相位。
[0011]紧接着步骤C1)，在步骤D1)中确定第一温度特征值T1和第二温度特征值T2的偏差|ΔT|＝|T1‑
T2|。
[0012]最后在步骤E1)中，在偏差|ΔT|超过预定的温度阈值T
TH
的情况中，减少至电池单体的充电电流。所述温度阈值可以示例性地在1
°
至4℃之间、尤其是2℃。
[0013]本专利技术的该方面依据如下认识，即，所述两个温度特征值在正常的电池单体使用中相同或基本上相同。如果电池单体与之相反以有害的电流充电，则各温度特征值彼此偏离，因为充电运行使电池单体在该时刻已经如此程度地改变，使得破坏了用于将阻抗换算成温度的模型条件。因此在超过临界的差值时，电流减少直至充电运行的完全的中断，从而阻止蓄电池组的进一步损害。电池单体的通过温度阈值的短时的超过引起的容量损耗在此可忽略不计地小。
[0014]以有利的方式，可以因此很大程度上阻止基于充电过程对蓄电池单体的损害并且因此有助于可靠以及同时有效率的充电过程。尤其是利用所提出的方法考虑蓄电池单体的不同的老化路径。因此可以减少在理论上最大可能的充电电流和电池单体分别保持未损坏的计算上最大可能的充电电流之间的预留量。可以由此放弃伴随高的参数化花费和在蓄电池控制器上附加地需要的计算能力的复杂的调节的充电方法。
[0015]在一种按照第一方面的设计方案中，第一阻抗特征值代表在第一时刻关于第一频率的第一阻抗特征。此外第二阻抗特征值代表在相同的第一时刻关于不同于第一频率的第二频率的相同的第一阻抗特征。在这里第一阻抗特征表示电池单体的复数的交变电流阻抗的实部、虚部、幅值或相位。同样第二阻抗特征表示电池单体的复数的交变电流阻抗的实部、虚部、幅值或相位。
[0016]在一种按照第一方面的设计方案中，第一阻抗特征值代表在第一时刻关于第一频率的第一阻抗特征。此外第二阻抗特征值代表在相同的第一时刻关于相同的第一频率的不同于第一阻抗特征的第二阻抗特征。在这里第一阻抗特征表示电池单体的复数的交变电流阻抗的实部、虚部、幅值或相位。同样第二阻抗特征表示电池单体的复数的交变电流阻抗的实部、虚部、幅值或相位。
[0017]在一种按照第一方面的设计方案中，步骤B1)具有步骤B1
‑
1)，在所述步骤中，检测在第一时刻的第一测量值并且借助第一测量值确定第一阻抗特征值。第一测量值在这里代表电池单体的复数的交变电流阻抗。
[0018]步骤B1)此外具有步骤B1
‑
2)，在所述步骤中，检测在不同于第一时刻的第二时刻的至少两个第二测量值，并且借助所述至少两个第二测量值通过对所述至少两个第二测量值的插值确定关于第一时刻的第二阻抗特征值。在这里所述至少两个第二测量值分别代表电池单体的复数的交变电流阻抗。
[0019]备选于此，可以在步骤B1
‑
2)中也仅检测在第一时刻的第二测量值并且借助第二测量值确定第二阻抗特征值。
[0020]在一种按照第一方面的设计方案中，充电运行是电池单体的快速充电运行或超快速充电运行。快速充电运行例如具有达到至少2C的C速率。超快速充电运行例如具有达到至少3C的C速率。但在此也可以考虑充电状态。这样可能的是，在例如20％的低的SOC时，经常可以无问题地以3C充电，然而在例如80％的较高的SOC时，这也许在没有损害的情况下是不
可能的。类似的适用于温度，其中，在这里在<15℃的低的温度时，电流的减少可以是有利的。然而一般地可以在2C的平均C速率时谈及快速充电。
[0021]关联第一方面进行的阐述——只要不另外说明——在下文中同样用于相同的概念或同类的特征。
[0022]按照第二方面，本专利技术涉及用于电蓄能器的电池单体的充电或放电的方法。
[0023]在所述方法中，在步骤A2)中将电池单体置于休息阶段中，在所述休息阶段中，既没有电流输送给电池单体，也不从电池单体获取电流。
[0024]于是在接着步骤A2)的步骤B2)中确定在休息阶段期间的第一阻抗特征值以及第二阻抗特征值。第一阻抗特征值和第二阻抗特征值在这里分别代表电池单体的复数的交变电流阻抗。
[0025]在关于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对电蓄能器的电池单体充电的方法，所述方法具有如下步骤：A1)将电池单体置于充电运行中，在所述充电运行中，将充电电流输送给电池单体，B1)在充电运行期间确定第一阻抗特征值(I1)以及第二阻抗特征值(I2)，其中，第一阻抗特征值(I1)和第二阻抗特征值(I2)分别代表电池单体的复数的交变电流阻抗，C1)借助第一阻抗特征值(I1)确定第一温度特征值(T1)以及借助第二阻抗特征值(I2)确定第二温度特征值(T2)，其中，第一温度特征值(T1)和第二温度特征值(T2)分别代表电池单体的温度，D1)确定第一温度特征值(T1)与第二温度特征值(T2)的偏差(|ΔT|)，E1)在所述偏差(|ΔT|)超过预定的温度阈值(T
TH
)的情况中，减少至电池单体的充电电流。2.按照权利要求1所述的方法，其中，
‑
第一阻抗特征值(I1)代表在第一时刻关于第一频率的第一阻抗特征，并且
‑
第二阻抗特征值(I2)代表在相同的第一时刻关于与第一频率不同的第二频率的相同的第一阻抗特征，其中，
‑
所述第一阻抗特征和第二阻抗特征分别具有电池单体的复数的交变电流阻抗的实部、虚部、幅值或相位。3.按照权利要求1所述的方法，其中，
‑
第一阻抗特征值(I1)代表在第一时刻关于第一频率的第一阻抗特征，并且
‑
第二阻抗特征值(I2)代表在相同的第一时刻关于相同的第一频率的与第一阻抗特征不同的第二阻抗特征，其中，
‑
所述第一阻抗特征和第二阻抗特征分别具有电池单体的复数的交变电流阻抗的实部、虚部、幅值或相位。4.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，步骤B1)具有：B1
‑
1)检测在第一时刻的第一测量值(M1)，其中，第一测量值(M1)代表电池单体的复数的交变电流阻抗，并且借助第一测量值(M1)确定第一阻抗特征值(I1)，B1
‑
2)检测在不同于第一时刻的第二时刻的至少两个第二测量值(M2‑1、M2‑2)，其中，所述至少两个第二测量值(M2‑1、M2‑2)分别代表电池单体的复数的交变电流阻抗，并且借助所述至少两个第二测量值(M2‑1、M2‑2)通过对所述至少两个第二测量值(M2‑1、M2‑2)的插值确定关于第一时刻的第二阻抗特征值(I2)。5.按照上述权利要求之一所述的方法，其中，所述充电运行作为快速或超快速充电运行来实施。6.一种用于电蓄能器的电池单体的充电或放电的方法，所述方法具有如下步骤：A2)将电池单体置于休息阶段中，在所述休息阶段中，没有电流输送给电池单体或从电池单体获取，B2)确定在休息阶段期间的第一阻抗特征值(I...

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