[发明专利]用于调节电池系统的输出电压的方法以及被构造用于执行所述方法的电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节具有多个电池单池的电池系统的输出电压的方法，所述电池单池被如此地电连接，使得电池系统的电池单池相应地按照第一开关状态被接入电池系统中并且按照第二开关状态被电跨接，其中为了使电池系统的实际输出电压与额定输出电压相匹配，产生至少一种接通概率并且具有所述至少一种产生的接通概率的电池单池被接入电池系统中。

此外，本发明涉及一种电池系统，该电池系统包括多个电连接的电池单池、多个控制电路和用于调节电池系统的、通过电池单池提供的输出电压的调节单元，其中为电池单池分别分配控制电路中的一个控制电路并且所述电池单池可以相应地借助于所述控制电路被接入电池系统中或者可以被电跨接。

背景技术

为了满足在电池系统的容量和/或功率方面对电池系统的要求，已知将电池单池彼此电连接起来。尤其在此已知，将多个电池单池电串联成一个电池串并且又将这些电池串彼此电并联起来。为了通过电池系统提供要求的输出电压，此外已知将电池系统的这样的电池串和/或各个电池单池接入电池系统中，使得这些电池单池为输出电压提供电压贡献。同样，为了提供所要求的输出电压，已知将电池系统的电池单池电跨接，用于通过这种方式将电池单池与电池系统分开，使得这些电池单池不为电池系统的输出电压提供电压贡献。

在此成问题的尤其是，各个电池单池尤其出于制造技术的原因而关于其容量和其内电阻具有偏差，因而电池单池一般来说具有彼此有别的充电状态。

从公开文献KR 2003-92464、KR 2007-66293和US 2005/053092中已知电池系统，电池系统包括多个电池单池，其中为了使电池系统的实际输出电压与电池系统的预先给定的额定输出电压相匹配而随机地接通或者切断各个电池单池并且由此或者为电池系统的输出电压做出电压贡献或者没有为其做出电压贡献。

此外，在现有技术中已知，产生一种接通概率，其中具有这种接通概率的电池单池被接入电池系统中。如果电池系统比如被构造用于提供400伏特的最大的输出电压，其中所有电池单池为了提供输出电压而彼此相连接，并且如果要求300伏特的额定输出电压，那就预先给定75%的接通概率，用于达到预先给定的额定输出电压。

这种接通概率有利地通过电池系统的中央的通信总线与电池单池或者电池单池的相应的控制电路进行通信。尤其在此已知，每个电池单池本身确定为电池单池分配的品质因数，该品质因数比如可能取决于这个电池单池的电池单池电压、电池单池的电池单池温度和/或电池单池的充电状态（SOC（充电状态）：State of Charge）。

而后在考虑到电池单池的品质因数和预先给定的接通概率的情况下，将电池单池接入电池系统中。在此，平均地设定额定输出电压。这种方法的缺点在于，可能出现这种情况，即电池单池被如此地切换，从而出现实际输出电压与额定输出电压的大的偏差。这一点而后通过调节机构通过以下方式修正，即对接通概率相应地进行调整。但是，在此可能出现实际输出电压的不希望的偏差值。如果为了避免这种问题而没有重新预先给定接通概率，则不利地不再实现自主的电量平衡。

发明内容

针对这种背景，本发明的任务是，改进对于电池系统的输出电压的调节。尤其应该实现使电池系统的实际输出电压更好地与额定输出电压相匹配。在此，应该有利地避免实际输出电压与额定输出电压的巨大的偏差。在此应该此外有利地实现自主的电量平衡。

为了解决所述任务，建议一种用于调节具有多个电池单池的电池系统的输出电压的方法，所述电池单池如此地电连接，使得所述电池系统的电池单池相应地按照第一开关状态被接入电池系统中并且按照第二开关状态被电跨接，其中为了使电池系统的实际输出电压与额定输出电压相匹配，产生至少一种接通概率并且具有所述至少一种产生的接通概率的电池单池被接入电池系统中，并且其中为了使所述电池系统的实际输出电压与所述额定输出电压相匹配而额外地产生一种转换概率并且具有所述产生的转换概率的电池单池改变所述相应的开关状态。

所述接通概率在此有利地是应该将被电跨接的电池单池接入电池系统中的概率。所述接通概率优选具有在0与1之间的值。

所述转换概率有利地是电池单池完全改变其开关状态、也就是尤其从所述第一开关状态转变为所述第二状态或者从所述第二开关转变为所述第一开关状态的概率（可能性）。在此从原则上看可能的是，所述转换概率同样可以具有在0与1之间的值。