[发明专利]用于对电蓄能器的充电状态进行均衡的方法

说明书

本发明涉及用于对具有多个电池组电池的电蓄能器的充电状态进行均衡的方法，包括步骤：检测电压参量，该电压参量代表电池组电池的电压；关于具有均衡充电状态的电蓄能器的所有电池组电池的参考电压水平确定电池组电池的正最大电荷；关于具有均衡充电状态的电蓄能器的所有电池组电池的参考电压水平确定电池组电池的负最大电荷；确定电池组电池的待均衡的电荷；确定待均衡的电荷的电荷误差；确定电池组电池的待均衡的电荷；如果待均衡的电荷超过预给定的阈值，则基于待均衡的电荷计算用于对电池组电池的充电状态进行均衡的持续时间；在持续时间内对电池组电池的充电状态进行均衡。此外，本发明涉及电蓄能器、计算机程序、机器可读存储介质以及应用。

技术领域

本发明以根据独立权利要求的前序部分所述的用于对具有多个电池组电池的电蓄能器的充电状态进行均衡的方法、电蓄能器、计算机程序以及该方法的应用。

技术领域

在当今的混合动力车辆和电动车辆中，使用锂离子技术中的蓄能器，所述蓄能器由大数量的电串联连接的电化学电池组电池（Batteriezellen）组成。电池组管理系统用于监控蓄能器，并且除了安全性监控之外，应该保证尽可能高的使用寿命。

为此，必须确保尽管不同的自放电仍然使电池组电池的充电状态（Stage ofCharge（充电状态）, SOC）相互协调。这借助于充电状态均衡（Ladezustandsausgleich）（“Cell Balancing（电池平衡）”）通过适当的电池组电池对称化来实现，所述充电状态均衡通常电阻式地（resistiv）被执行。为此，对于每个电池组电池设置电阻和开关元件，以便能够经由所述欧姆电阻有针对性地使各个电池组电池放电。

除了各个电池组电池的不同的自放电率之外，电池组电池的容量例如由于生产偏差（Produktionsstreuungen）也彼此不同。这种效应在电池组电池的寿命开始时是可忽略地小的，但是在电池组电池的使用寿命过程中可能由于电池老化方面的差异而增大，并且可能导致电池组电池之间的几个百分比的容量差异（mehreren Prozent Kapazitätsunterschied）。

在用于控制蓄能器的电池组管理系统的控制设备的空闲阶段（Ruhephase）期间执行充电状态均衡。为此，激活用于在可预给定的持续时间内执行充电状态均衡的电子单元。在关断控制设备期间进行该预给定。因此，不可能调节经编程的持续时间或待均衡的电荷。

根据当前现有技术，可以借助于以下关系确定待均衡的电荷和充电状态均衡的持续时间：

-确定所有电池组电池中的电池组电池i相对于参考电荷状态的电荷：

-确定所有电池组电池中的电池组电池i的待均衡的电荷（“平衡需求（Balancing-Bedarf）”）：

-确定所有电池组电池中的电池组电池i的充电状态均衡的持续时间：

参考电荷状态（Referenzladungszustand）是具有均衡充电状态（“平衡状态”）的所有电池组电池采取的电荷状态。

电荷是所有电池相对于参考电荷状态的最小电荷。

基于测量和计算精度，只能以一定的精度来计算待均衡的电荷和与此有关的持续时间。

文献CN103020445公开一种安装在电动车辆中的磷酸铁锂电池组的SOC和SOH预测方法，所述预测方法包括以下步骤：改善戴维南（Thevenin）电池等效模型；确定系统的状态方程和输出方程；标识电池组模型参数；使用卡尔曼滤波算法用于迭代系统的状态变量，使得SOC的预测值更接近于实际值；并且使用两通道卡尔曼滤波算法，用于对磷酸铁锂电池组的内阻和容量进行在线预测，并且同时根据内阻和容量的变化来预测电池组的SOH、即当前状态和输出状态（Ausgangszustand）下电池组的值。