[发明专利]用于平衡能量存储系统的方法和装置

说明书

本公开涉及一种用于平衡车辆(1)中的能量存储系统(7)的方法，该能量存储系统(7)包括多个相互连接的电池单体，该车辆(1)包括被布置成用于推进所述车辆(1)的电机(3)，所述方法包括：监视(24)对所述单体进行平衡的需求；基于与所述电池单体有关的运行条件开始(25)对所述平衡的请求；对所述能量存储系统(7)放电或充电(27)，直到所述能量存储系统(7)的荷电状态已达到预定水平；以及，平衡(29)所述电池单体的电压。所述方法还包括：在开始对所述平衡的请求时，允许(26)表示所述平衡(29)的时间表的输入指令；以及，根据所述输入指令开始所述放电(27)，使得能量存储系统(7)达到所述预定水平的荷电状态。本公开还涉及一种用于平衡能量存储系统(7)的装置。

技术领域

本发明涉及一种用于平衡车辆中的能量存储系统的方法，该能量存储系统包括多个相互连接的电池单体，该车辆包括被布置成用于推进所述车辆的电机，所述方法包括：监视对所述单体进行平衡的需求；基于与所述电池单体有关的运行条件开始对所述平衡的请求；对所述能量存储系统放电，直到所述能量存储系统的荷电状态已达到预定水平；以及，平衡所述电池单体的电压。

本发明还涉及一种用于平衡车辆中的能量存储系统的装置，该能量存储系统包括多个相互连接的电池单体，该车辆包括被布置成用于推进所述车辆的电机，所述装置包括电池管理单元，该电池管理单元被构造为：监视对所述单体进行平衡的需求；基于与所述电池单体有关的运行条件开始对所述平衡的请求；对所述能量存储系统放电，直到所述能量存储系统的荷电状态已达到预定水平；以及，平衡所述电池单体的电压。

背景技术

在车辆领域中，在与通过替代性的动力源(即，用作常规内燃机的替代物的动力源)推进车辆有关的研究和开发方面存在着稳步增长。内燃机(例如汽油机或柴油机的形式)提供了高效率且具有相对低的燃料消耗。然而，环境问题已导致了对更环保的车辆动力源的研究的增长。特别是，对电动车辆的研究已表现为一种有前景的替代方案。

如今，存在着各种类型的包括电机的车辆推进系统。例如，能够仅借助于电机、或借助于包括电机和内燃机两者的装置来操作车辆。后一种方案通常被称为混合动力车辆(HEV)，且例如能够以如下方式使用：其中，内燃机用于在城市区域之外行驶时操作车辆，而电机能够在城市区域中或在需要限制有害污染物(例如一氧化碳和氮氧化物)排放的环境中使用。

电动车辆中涉及的技术与电能存储系统(例如为车辆的电池相关技术的形式)的研究密切相关。如今的用于车辆的电能存储系统可包括一组可充电的电池单体，它们与控制电路一起形成一个单元，该单元被布置在车辆中并构造成用于操作电机。混合动力车辆也通常布置成在制动期间通过被称为“再生制动”的过程来对能量存储系统充电。

借助于内燃机以及被供给有来自可充电电能存储系统的电力的电机而运行的车辆有时被称为插电式混合动力车辆(PHEV)。插电式混合动力车辆使用如下的能量存储系统，该能量存储系统具有可充电电池或另外的能够通过连接到外部电源而恢复到一定状态(包括满电荷)的合适的能量源。

取决于所涉及的车辆及再充电过程的电力需求，该外部电源可以是可经由传统电源线接入的常规电网电力系统的形式，或可以是其它装置的形式。与较小的轿车和类似车辆相比，当车辆为大客车或重型运输车辆的形式时，通常需要更大功率的充电装置和过程。

电动车辆和混合动力车辆中的电能存储系统通常包括由多个串联连接的电化学电池单体(通常为数百个锂电池单体)组成的电池组。在车辆运行期间，该电池组在其将能量供给到车辆电机的同时逐渐放电。然而，没有两个电池单体是相同的，例如在电池单体的容量、荷电状态和自放电率方面总是存在细微的差异。最弱的电池单体的容量和寿命限制了该电池组的整体容量和寿命。为了能够从该电池组获得更多能量和更长寿命，在这些电池单体之间定期地重新分配电压，以使它们达到共同的荷电状态。这通常被称为“电池单体平衡”。用于所述电池单体平衡的一个公知的方法是使电池组的各个电池单体在电池内部的平衡电阻上放电。