[发明专利]用于监测电池装置的运行变量的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多个电池单元的电池装置，并且涉及尤其用于提高在电池装置内的电池单元的使用寿命的方法。

背景技术

电池管理系统的电池装置被设置尤其由多个电池单元、尤其锂离子电池组成以应用在电动车或者混合动力车内。在此，电池装置包括大量串联/并联的电池单元。

每个独立的电池单元为了避免损伤或损坏、以及为了避免加速老化在一个或者多个运行变量方面在指定的运行范围内运行。因此，每个具有电池电压的电池单元在最大电压(即所谓的充电完成电压)之下、以及在最小电压(即所谓的放电完成电压)之上运行是有利的，因为这种运行条件的长时间保持保证了电池单元的最大使用寿命。这同时也适用于每个电池单元的运行温度，其中，依据电池单元的类型相应地存在温度范围，在该范围内保证了电池单元的最大使用寿命以及保护其免受损坏或者损伤。

由文献DE10 2010 040 031A1已知对电池能量存储器的电池电压进行超过和/或低于参考电压的监测。通过阈值监测可确定，电池电压是否在允许的范围内。如果电池的电压电平不在预设的电压窗口(Spannungsfenster)内，则这可被评价单元识别到，并且电池控制能够进行适当的措施，以便终止这种电池状态，从而将电压电平很快地恢复到预设的电压窗口或电压范围内。通过对电池装置的不同电池单元的单个电池电压进行监测能够有害地或者有错误地识别电池能量存储器的运行状态。通过相应的措施，例如断开电池能量存储器或者其中一部分，能够避免至少一部分电池能量存储器完全地、有损地放电。

由文献EP2180574A2已知一种用于监测和控制锂离子电池的电池管理系统。借助传感器测定电池的电压，将其传送给中央控制单元，并且再传送至数据存储装置上。借助测定的数值，该电池管理系统能以最高效率运行电池单元，并且将电池单元的使用寿命最大化。测量蓄电池单元参数、例如电池单元的温度，测量电池单元的电参数、例如电压、电流、内电阻等。借助蓄电池单元参数能优化地控制电池单元的充电过程和放电过程。此外，电池单元能被以最高效率运行，并且在此能够最大化使用寿命。

由文献DE102007038532A1已知用于具有多个电池单元的电池装置的监测装置，其中，每个电池单元配置备一个监测回路，以便监测电池单元的运行，并且以便据此提供电池信息。依据电池信息，结束充电过程，或者在较低的充电状态下降低消耗器的电流需求。

由文献DE4225746A1已知用于电池装置的充电监测装置和放电监测装置。该充电监测装置和放电监测装置包括用于每个蓄电池单元的监测模块，该模块具有充电电流限制回路和用于显示充电电流限制回路的运行状态的信号输出器。放电监测装置在出现低电压时，要么减少放电电流要么分隔电池单元的负载。当在充电情况下出现超额电流时，立即逐级地调节充电设备，直至降低超额电流。

上述电池管理系统的缺点在于，运行变量的界限(在该限定范围内保证电池单元的理想运行)通常是流动的，并且在定义用于运行变量确定的窗口(Fenster)时通常采取较宽泛的措施，例如断开电池装置，这些措施用于保护单个电池单元的措施通常是不恰当的，并且限制了电池装置的应用性，例如牵引应用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的用于运行电池装置的电池单元的控制的监测设备和方法，其中，只当用于保护单个电池单元的保护措施是必要的时，才启用该保护措施。

所述技术问题通过用于监测电池装置的控制的方法，以及通过用于监测电池装置的控制的装置和计算机程序产品所解决。

根据第一设计思路，设定用于监测对具有多个电池单元的电池装置的控制的方法，具有如下步骤：

-进行用于运行电池装置的调节，从而保持电池单元的至少一个运行范围；

-参照第一预设的运行变量范围和第二预设的运行变量范围监测运行变量；和

-当运行变量大于预设时长地处在第一运行变量范围外以及第二运行变量范围内时，确定第一错误。

上述监测方法的思路在于，监测对用于运行电池装置和尤其用于充电和放电的控制的功能。通常这样控制充电和放电的功能，即在充电时不接收高于充电完成电压的电池电压，并且在放电时不接收低于放电完成电压的电池电压。此外，所述控制通常这样控制电池电流，即实现电流限制。总体上，所述控制考虑，运行变量被保持在相应的预设电池单元独自的运行范围内。