用于控制电化学能量储存设备的最大充电率的方法技术

在电化学能量储存设备充放电过程中控制最大充电率的方法通常通过电流强度表征。电流强度依赖电化学能量储存设备的工作状态并依赖一组边界条件。该组边界条件一般包括例如电化学能量储存设备至少一个区域的温度。最大充电率可最终根据电化学能量储存设备的工作方式来确定，故特别要确定是供应还是获取能量。电化学能量储存设备可在充放电过程中变热，特别是能量获取和/或供应的持续时间可因此影响可获取或供应的电流强度水平。可获取和/或供应的电流强度特别依赖于电化学能量储存设备的充电状态，故特别依赖于充电状态来控制。特别地，当电化学能量储存电池工作在临界温度区域时，其很难被控制。在达到最高温度和/或温度时，可获取或供应的电流强度将被设为零。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】描述本专利技术涉及和使用这种方法的电化学能量储存设备。电化学能量储存设备通常为昂贵的组件。为尽可能使产品制造实现低成本并因此具有竞争力，有必要将所有的组件并特别是将电化学能量储存设备使用和运行到其性能的极限。在低于最大可能的性能极限下操作电化学能量储存设备，导致了整个系统的昂贵与低效。 然而，电化学能量储存设备也是高度复杂的技术设备，其如果被错误使用可立即受到损伤。电化学能量储存设备的操作参数依赖于许多边界条件，以致其优选为借助控制器来实现高效工作。电化学能量储存设备特别是包括至少一个锂离子电池的电化学能量储存设备可获取最大的充电率或向其提供最大的充电率，这是电化学能量储存设备的工作策略的特征。电化学能量储存设备的充电率可优选地通过电流强度来表征。本专利技术将在下面通过用于由多个电池单元，特别是由锂离子电池单元所构建的电化学能量储存设备的方法来说明。其中应指出的是，依据本专利技术的方法也可方便地用于其他的电化学能量储存设备，而且描述并没有限制本专利技术的适用性。确定和控制电化学能量储存设备的最大充电率的方法从现有技术是已知的。DE195 43 874 Al提出了用于确定放电特性的简单的方法。其中通过立体的曲面来基于被测量的温度、电压、电流对放电率进行近似。特别地，对于特别高或低的温度而言，可导致对于电化学能量储存设备的控制来说为失去控制的状态。本专利技术的基本目标在于，提高电化学能量储存设备的实用性和特别是改善其安全性。这个目标将依据本专利技术通过独立的权利要求的教导来达到。本专利技术优选的改进方案为从属权利要求的目的。用于在电化学能量储存设备的充电过程或放电过程中控制最大充电率的方法通常可通过电流强度来表征。所述电流强度依赖于电化学能量储存设备的工作状态和一组边界条件。一般而言，所述一组边界特别包括电化学能量储存设备的至少一个区域的温度。最大的充电率可最终取决于电化学能量储存设备的工作方式，因此特别要区别是向电化学能量储存设备能量供应能量还是从电化学能量储存设备获取能量。电化学能量储存设备可在充电或放电的过程中变热，特别是在能量获取或能量供应的持续时间内可因此影响可获取的或可供应的电流强度的水平。可获取的或可供应的电流强度特别取决于电化学能量储存设备的充电状态并因此优选为依赖于该充电状态来控制。特别地，当电化学能量储存电池工作在临界温度区域中时，其很难被控制。在达到最高温度时或在达到最低温度时，可获取的或可供应的电流强度将因此通过依据本专利技术的方法被设置为零。电化学能量储存设备的最大的充电率被理解为可优选地通过电流强度而表征的值。其中，最大的充电率优选为通过在瞬间的边界条件(比如特别是电化学能量储存设备的温度为最高时)下，在没有发生任何损坏的情况下可供应的或获取的电流强度来表征。其中最大的充电率在本专利技术的框架内被描述为不仅是电化学能量储存设备的充电过程中的充电率而且还是电化学能量储存设备放电过程中的放电率。充电过程被特别理解为将电能量供应到电化学能量储存设备中，其中这些被供应到电化学能量储存设备中的电能量优选为至少部分地被转化为化学结合能量，并因此被储存。放电过程被特别理解为从电化学能量储存设备获取电能量。其中优选为将在电化学能量储存设备中储存的化学结合形式的能量至少部分地转化为电能量。电化学能量储存设备优选地被理解为用于储存电能量的设备。优选的是，能量在电化学能量储存设备中以化学结合的形式被储存。电化学能量储存设备优选地具有至少一个(优选为多个)锂离子电池。电化学能量储存设备的最大充电率特别依赖于不同的边界条件和工作参数。电化 学能量储存设备的温度优选为此种边界条件。其中电化学能量储存设备的温度被优选地理解为至少一个电化学能量储存电池的至少一个区域的温度。此温度可特别直接为在此能量储存电池上或在此能量储存电池中被测量，或者能量储存电池的温度可优选地在电化学能量储存设备的外壳的一段或多段处被间接测量。优选的是，此温度被用来控制电化学能量储存设备的最大充电率。对充电或放电过程的识别被特别地理解为优选地通过对在控制系统中的测量信号的分析来识别此能量储存设备是被供应能量还是从其获取能量。优选的是，根据电流来识别充电或放电过程或优选地根据电压差别来识别充电或放电过程。充电或放电过程的持续时间被特别地理解为优选为电化学能量储存设备发生连续的充电或放电过程的时间段。优选的是，既没有发生充电过程也没有发生放电过程的时间段也被测量。充电或放电过程的持续时间优选地被用于控制电化学能量储存设备。电化学能量储存设备的充电状态被特别地理解为在可储存的能量的最大值和可存能量储存量的当前值之间的比值。在优选的情况下，电化学能量储存设备中所储存的能量最大值依赖电化学能量储存设备的老化状态。电化学能量储存设备的充电状态被特别描述为“充电状态”(S0C)。充电状态被优选地表述为O和I之间的比值数，其中特别地，I意味着电化学能量储存设备被完全充电。最高温度被理解为预定义的阀值温度。特别地，在到达或超过此阀值温度时，最大充电率被设置为预定义的阀值。优选的是，最大充电率的预定义的阀值在达到最高温度时为零。优选的是，在达到电化学能量储存设备的最高温度时，没有能量被供应到电化学能量储存设备或从其释放能量。最低温度被理解为预定义的阀值温度。特别地，在到达或低于此阀值温度时，最大充电率被设置为预定于的阀值。优选的是，充电率的预定义的阀值在达到最低温度时为零。优选的是，在达到电化学能量储存设备的最低温度时，没有能量被供应到电化学能量储存设备或从其释放能量。在优选的实施方案中，充电率被提供在电化学能量储存设备的接口上。此接口优选地用于将信号传送到电化学能量储存设备或从电化学能量储存设备传出信号。优选的是，标示充电率的参数值被特别提供在此接口上。此接口可优选地与总线系统相连接。充电率优选地以预定频率被周期性地传送到此接口，频率优选为从IHz到50Hz，特别优选为5Hz到30Hz。传送的频率优选地依赖不同的边界条件并为可变的。通过充电率的反复的传送将特别实现保证由当前数据来控制电化学能量储存设备，从而特别地改善了工作安全性。在优选的实施方案中，最大充电率的大小依赖于能量从电化学能量储存设备被获取的时间或为电化学能量储存设备供应能量的时间。优选的是，最大充电率越大，能量获取或供应的持续时间越短。优选的是，为极短的能量获取或供应的持续时间预定义了最大的充电率。优选的是，为从电化学能量储存设备获取能量或供应能量到电化学能量储存设备的极长的持续时间定义了最大的充电率。这些为极端情况预定义的最大充电率将特别保证，对于极短或极长的放电或充电过程，电化学能量储存设备同样不会由过高的充电率而被过充电。通过预设的最大充电率将因此提高电化学能量储存设备的工作安全性。在优选的实施方案中，最大的充电率可至少部分地由指数地扁平化的时间函数(exponentiell abflachende Zeitfunktion)描述。对于脉冲式的能量获取或能量供应,该时间函数表现出其最高的值。对于连续的能量获取或能量供应，指数地扁平化的时间函数表现出其最低的值。 其中，脉冲式的能量获取或能量供应优选地被理解为在短的持续时间内的能量获取或能量供应，优选的持续时间为少于一秒。其中，持续的能量获取和能量供应优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂姆·谢弗，
申请(专利权)人：锂电池科技有限公司，
类型：
国别省市：