[发明专利]用于对储能器充电或放电的方法

说明书

本发明涉及一种用于借助于流经所有电池单元(3‑7)的串联充电电流((Isubgt;O/subgt;)对具有至少一个由多个串联的电池单元(3‑7)组成的单元块(20)的储能器(2)充电或放电的方法。为了允许储能器的可靠和快速充电，本发明提出以规则的时间间隔测量单元块的N个电池单元的电容(Csubgt;N/subgt;)，并且基于每个电池单元测量的电容和预定C因子(最大充电电流Isubgt;N；max/subgt;与电容Csubgt;N/subgt;的比率)确定每个电池单元的最大充电电流。利用这些最大充电电流，然后在由C因子预定义的充电时间t(t≤1/C)期间同时对电池单元充电。

技术领域

本发明涉及一种用于借助于流经所有电池单元的串联充电或放电电流对具有至少一个由多个串联的电池单元组成的单元块的储能器充电或放电的方法，其中，至少一些电池单元可以具有不同的电容。

背景技术

如果储能器(蓄电池)由多个串联的、可再充电的电池单元组成，对于储能器的使用寿命来说重要的是，在储能器充电时每个单个的单元既不过充电也不充电不足，并且所有单元尽可能具有相同的充电状态。这尤其适用于由多个串联连接的锂离子电池、锂聚合物电池和/或磷酸铁锂电池构成的储能器。

通常，这种储能器因此与通常也称为电池管理系统的设备连接，该设备一方面借助于充电控制装置持续地监控各个电池单元的充电状态，另一方面在各个电池单元具有不同的充电状态时试图平衡各个电池单元。电池单元的充电状态可以通过被动或主动平衡来平衡。此外，在已知的电池管理系统中，仅当至少一个电池单元被充满电时才开始电荷平衡，因此单元块的整个充电过程相对耗时。

在被动平衡的情况下，达到其充电结束电压的电池单元首先经由电阻器将过剩能量转换为热，因此致使其在充电过程中损失。

另一方面，在主动平衡的情况下，从具有过高电池单元电压的电池单元中移除的能量不被转换成热能，而是被用于为储能器的其他电池单元充电。然而，即使在主动平衡的情况下，电荷平衡也仅在单元块的电池单元中的至少一个已经达到其充电结束电压时开始。

从EP1941594B1中已知一种用于借助由多个串联的电池单元组成的单元块给储能器充电的方法，其中提出，通过流经所有电池单元的串联充电电流给电池单元充电，并且通过附加的选择性充电过程以限定的方式给所选择的电池单元过充电。然后，将所选择的电池单元的充电状态调整为其他电池单元的充电状态。单元块优选地用于对所选择的电池单元进行选择性充电。对于铅或镍镉电池，对单个电池单元的这种过充电是可能的，但对于锂离子电池、锂聚合物电池和/或磷酸铁锂电池则不是这样，它们会立即被破坏。

由DE102010017439A1已知一种用于以多个串联的电池单元对储能器充电的方法，其中，各个电池单元分别通过相应的连接在交流电压网上的辅助充电控制器充电，并且然后借助于这些辅助充电控制器在各个电池单元之间进行电荷平衡。

最后，由DE102012020544A1已知一种用于以多个串联的电池单元对储能器充电的方法，其中，为了加速充电过程，除了流过所有单元的串联充电电流之外，还向蓄电池单元提供辅助充电电流，其中，测量相应的预先给定的充电状态的下降。

为了对所选择的电池单元进行选择性充电，该方法优选地使用单独的DC源。

在上述已知方法的情况下，为了确定相应的电池单元的相应的充电状态，测量其相应的单元电压，并且然后如果需要，当单元电压超过或低于预定的单元电压值时，启动不同充电状态的电池单元之间的电荷平衡。然而，存在的问题是，在电池单元的各个充电过程期间，单元电压基本上保持恒定，因此难以从单元电压中得出关于相应电池单元的当前充电状态的结论。仅在达到相应的充电结束或放电结束电压之前不久，相应的电池单元电压才有相对强的上升或下降，其可以用于电荷平衡的相应控制过程。

发明内容