CN101669264A - 用于确定蓄电池的均衡充电的方法和装置 - Google Patents

用于确定蓄电池的均衡充电的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101669264A
CN101669264A CN200880014012A CN200880014012A CN101669264A CN 101669264 A CN101669264 A CN 101669264A CN 200880014012 A CN200880014012 A CN 200880014012A CN 200880014012 A CN200880014012 A CN 200880014012A CN 101669264 A CN101669264 A CN 101669264A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charge
storage battery
equ
equalizing charge
equalizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200880014012A
Other languages
English (en)
Inventor
H-W·福尔格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Clarios Technology and Recycling GmbH
Original Assignee
VARTA Automotive Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VARTA Automotive Systems GmbH filed Critical VARTA Automotive Systems GmbH
Publication of CN101669264A publication Critical patent/CN101669264A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H02J7/0049—Detection of fully charged condition
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3828—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34—Gastight accumulators
    • H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于确定蓄电池(2)的均衡充电的方法，在该均衡充电中，对该蓄电池(2)进行过充电超过一个标称完全充电状态，该方法具有步骤：探测完全充电工作阶段，在所述完全充电工作阶段中，该蓄电池(2)至少处于所述标称完全充电状态中；累加在所述完全充电工作阶段中充入到该蓄电池(2)中的电荷量(Ah)，以便获得均衡充电的值。

Description

用于确定蓄电池的均衡充电的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于确定蓄电池的均衡充电的方法和装置，其中，对蓄电池进行过充电超过一个标称完全充电状态。
背景技术
为了对蓄电池、尤其是镍金属氢化物蓄电池(NiMH)进行均衡充电，用确定的电荷量对蓄电池进行过充电。迄今，为此对蓄电池连续地用恒定并且相对小的电流充电，以便可探测均衡充电。充电过程可持续多个小时，直到电池监测系统探测到蓄电池被完全充满并且可能情况下也被均衡为止。如果充电过程经常中断，则均衡充电通过到目前为止的控制和监测方法决不能产生效果。通常，蓄电池的充电总是用电网充电装置来执行，以便可保证连续的充电电流。
但对于现代混合车辆没有提出：对蓄电池通过电网充电。为了产生所需的恒定且小的充电电流，需要用内燃发动机进行较长时间的工作阶段，例如在高速公路上较长时间行驶。也可考虑用12V启动机电池对混合电池进行夜间充电。缺点在于，车辆控制装置却不可预先识别：高速公路行驶将持续多长时间。通过12V启动机电池进行均衡充电在夜间可能中断。
发明内容
由此出发，本发明的任务在于，在相应的用于确定蓄电池的均衡充电的装置下提供一种改善的方法，通过该方法可在各种工作条件下控制均衡充电。
该任务通过开头所述类型的方法这样来解决：探测充电工作阶段，在所述充电工作阶段中，蓄电池至少处于标称完全充电状态中；累加在完全充电工作阶段中充入到蓄电池中的电荷量，以便获得均衡充电的值。
该方法基于这样的知识：均衡充电的重要特征是，对蓄电池用标称容量的约10至20％的确定电荷量进行过充电，并且不是绝对需要连续的电流流动。已知在充电过程之间也可存在暂停。根据本发明的方法由此利用这样的知识：对蓄电池可用确定的电荷量与充电过程持续多长时间以及充电过程如何执行相对无关地进行过充电。
为此，简单地累加在完全充电工作阶段中充入到蓄电池中的电荷量。由此，仅考虑在过充电阶段中充入到蓄电池中的电荷量，在该过充电阶段中，蓄电池的充电状态达到了最大值。如果过充电阶段通过放电阶段而中断，则电荷量的累加也中断这样长时间，直到出现另一个新的过充电阶段。
优选将在完全充电工作阶段中累加的电荷量与确定的给定均衡充电量进行比较。当所累加的电荷量的量大于给定均衡充电量时识别成功结束的均衡充电。预给定的足够的电荷量一充入到了蓄电池中，由此就识别到均衡充电的终止，该均衡充电于是可通过对蓄电池的功率控制装置的干预而终止。
有利的也在于，(优选持续地)确定最高的模块电压与最低的模块电压之间的电压差，将电压差与确定的最大电压差相比较。电压差一小于确定的最大电压差，就可推断出成功结束的均衡充电。
成功结束的均衡充电的识别优选需要所累加的电荷量大于给定均衡充电量并且电压差小于确定的最大电压差。
仅当满足这两个判据时，才应推断出成功结束的均衡充电。
另外有利的是，优选持续地测量电池温度并且当所测量到的电池温度大于确定的最大温度时通过蓄电池的过充电来中断均衡充电过程。由此防止蓄电池变得对于均衡充电过热以及可能再冷却，以便稍后可用合适地调节温度的蓄电池继续进行均衡充电。
最大的蓄电池温度应处于40至50度的范围内并且例如对于NiMH蓄电池确定到45℃。
另外有利的是，优选持续地确定充电状态并且当充电状态小于确定的最小充电状态时中断均衡充电。
由此保证，试图对蓄电池进行过充电仅当达到确定的最小充电状态时才执行。最小充电状态应处于80至100％的范围内并且优选取值为90％。仅当达到该最小充电状态之后才试图使蓄电池进入过充电状态，在该过充电状态中，充电状态达到了蓄电池的最大值。
另外，该任务通过监测装置来解决，该监测装置用于蓄电池，该监测装置具有一个用于识别蓄电池的当前的充电状态的充电状态识别装置和一个用于连续地确定充入到蓄电池中的电荷量的电荷测量单元，该监测装置被构造用于执行上述方法并且具有一个监测单元，该监测单元被设置用于探测完全充电工作阶段，在所述完全充电工作阶段中，蓄电池至少处于标称完全充电状态中，该监测单元还被设置用于累加在完全充电工作阶段中充入到蓄电池中的电荷量以及用于确定蓄电池的均衡充电，以便由所累加的电荷量获得均衡充电的值。。
附图说明
下面借助于附图对本发明进行示例性详细说明。附图表示：
图1用于蓄电池的监测装置的方框图，其具有连接在其上的连入到车辆系统中的蓄电池；
图2用于确定蓄电池的均衡充电的流程图。
具体实施方式
图1允许看到一个用于蓄电池2的监测装置1的方框图，这些蓄电池例如连入到车辆的整车电路网络3中。监测装置1具有一个充电状态识别装置4，用于测定蓄电池2的当前的充电状态SOC。充电状态识别装置已经充分公知，因此不予以详细描述。蓄电池2的充电状态例如是当前在蓄电池2中可供使用的容量，涉及蓄电池2的标称容量并且以标称容量的百分比来描述。
另外，监测装置1具有一个电荷测量单元5，用于确定充入到蓄电池2中的电荷量以及必要时也确定从蓄电池2放出的电荷量。这例如可通过电流传感器来进行。
另外，监测装置1具有一个监测单元6，用于通过充电状态识别装置4所测定的充电状态来探测完全充电工作阶段，在所述完全充电工作阶段中，蓄电池处于过充电阶段中。一探测到这样的完全充电工作阶段，就将通过电荷测量单元5测定的电荷量在监测单元中累加，以便获得均衡充电的值。所蓄积的电荷量的值存储在监测装置1的存储器7中。附加地测量蓄电池2的模块上的分电压，以便可确定最高的模块电压和最低的模块电压。
借助于图2中示出的流程图来详细描述由监测装置1执行的方法。
在探测到均衡充电的必要性之后在步骤a)中将AH-电量计Ahequ置于值0Ah并且给车辆控制装置传送信号：蓄电池2需要均衡充电。车辆控制装置现在将试图使蓄电池2在步骤b)中用合适的电流完全充电。在该阶段中可发生：在此期间蓄电池2短时间地放电或者均衡充电过程通过车辆和稍后继续行驶的停止而中断。
在均衡充电期间连续地检测：蓄电池2的充电状态SOCmin是否已经达到确定的最大值(例如标称容量的100％)，因为然后蓄电池2进入过充电阶段中。对于过充电阶段的情况，将充入到蓄电池2中的电荷量Ah在Ah-电量计Ahequ中累加，其方式是将在接着的时段中充入的电荷量Ah(n)加到Ah-电量计的到目前为止的值Ahequ(n-1)上。Ah-电量计Ahequ由此仅计数在过充电阶段中充入到蓄电池2中的全部电荷量Ah。
对于过充电阶段通过放电而中断并且充电状态SOCmin由此下降到预给定的100％最大值以下的情况，电荷量的累加中止这样长的时间，直到充电状态又大于或等于100％最大值。因此，在该时间的进程中，所测定的过充电的电荷量Ah的量又提高。
为了识别成功结束的均衡充电而检测：是否已经充入足够的电荷量并且最高的模块电压与最低的模块电压之间的电压差是否小于确定的最大电压差。足够的电荷量按照方程
Ahequ＞Qbatt_nenn×fequ
来检测，其中，Qbatt_nenn是电池的标称容量，fequ是可自由确定参数的因子，该因子对于NiMH蓄电池例如可确定到15％。
确定的最大电压差ΔUequ是在用于NiMH蓄电池的传统电池监测系统中已经存在的参数，该参数例如可取值为20mV/单体。
如果已经识别到均衡充电成功，则在步骤c)中生成一个相应的报告，该报告例如可促使电池控制装置终止均衡充电过程。此外，将一个表征均衡充电必要性的特征位复位。
对于电荷量Ahequ大于标称容量Qbatt_nenn并且电压差ΔU不足够小(ΔU始终大于Δ和Uiqu)的情况，则进行提示：蓄电池2不可进行均衡。对于该情况，在步骤d)中发出一个相应的报告，以便促使检验蓄电池2。即蓄电池也许处于不正常的可用状态中。蓄电池2的单体可能受损。也意义的在于，连续地监测电池温度。如果最大温度要变得大于经确定参数的例如45℃的值Tmax_equ，则蓄电池2对于均衡充电而言过热。在此情况下，监测装置产生一个可促使电池控制装置中止均衡充电的特征位并且由此传送信号给车辆控制装置：过充电应中断，直到最大电池温度小于确定的例如+35℃的温度值Tstart_equ。在此情况下可给出：用于确定均衡充电的算法是否工作。另外可给出Ah-电量计的值Ahequ和所需的放电量Qbatt_nenn×fequ、在该方法期间测定的最大电池温度Tmax_cell和电压差ΔU。

Claims (11)

1.用于确定蓄电池(2)的均衡充电的方法，在该均衡充电中，对该蓄电池(2)进行过充电超过一个标称完全充电状态，其特征在于：探测完全充电工作阶段，在所述完全充电工作阶段中，该蓄电池(2)至少处于所述标称完全充电状态中；累加在所述完全充电工作阶段中充入到该蓄电池(2)中的电荷量(Ah)，以便获得均衡充电的值(Ahequ)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：将在所述完全充电工作阶段中累加的电荷量(Ahequ)与确定的给定均衡充电量相比较并且当所累加的电荷量(Ahequ)大于给定均衡充电量时识别成功结束的均衡充电。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：确定最高的模块电压与最低的模块电压之间的电压差(ΔU)，将该电压差(ΔU)与确定的最大电压差(ΔUequ)相比较并且当该电压差(ΔU)小于确定的最大电压差(ΔUequ)时识别成功结束的均衡充电。
4.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：测量蓄电池温度(Tbatt)并且当所测量到的蓄电池温度(Tbatt)大于确定的最大温度(Tmax_equ)时中断均衡充电过程。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于：所述最大的蓄电池温度(Tbatt)处于40至50℃的范围内并且优选取值为+45℃。
6.根据权利要求4或5之一的方法，其特征在于：在所测量到的温度(Tbatt)达到了一个低的温度值(Tstart_equ)之后重新开始均衡充电。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于：所述确定的低的温度值(Tstart_equ)处于30至40℃的范围内并且优选取值为35℃。
8.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：确定充电状态并且当该充电状态小于确定的最小充电状态时中断均衡充电。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于：所述确定的最小充电状态在均衡充电之前处于80至100％的范围内并且优选高于90％。
10.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：显示均衡充电的状态、电荷量、初始充电所需的电荷量、电压差和/或测量到的最大电池温度。
11.监测装置(1)，用于蓄电池(2)，该监测装置具有一个用于识别该蓄电池(2)的当前的充电状态(SOC)的充电状态识别装置(4)和一个用于连续地确定充入到该蓄电池(2)中的电荷量(Ah)的电荷测量单元(5)，该监测装置被设置用于执行根据上述权利要求之一的方法，其特征在于：设置有一个监测单元(1)，该监测单元被设置用于探测完全充电工作阶段，在所述完全充电工作阶段中，该蓄电池(2)至少处于标称完全充电状态中，该监测单元还被设置用于累加在所述完全充电工作阶段中充入到该蓄电池中的电荷量(Ah)以及用于根据所累加的电荷量(Ahequ)确定该蓄电池(2)的均衡充电，在电池内部测量至少两个分电压(8)。
CN200880014012A 2007-03-05 2008-03-04 用于确定蓄电池的均衡充电的方法和装置 Pending CN101669264A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007010988.3 2007-03-05
DE102007010988A DE102007010988B3 (de) 2007-03-05 2007-03-05 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Ausgleichsladung eines Akkumulators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101669264A true CN101669264A (zh) 2010-03-10

Family

ID=39473278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880014012A Pending CN101669264A (zh) 2007-03-05 2008-03-04 用于确定蓄电池的均衡充电的方法和装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100060241A1 (zh)
EP (1) EP2130284A1 (zh)
CN (1) CN101669264A (zh)
DE (1) DE102007010988B3 (zh)
WO (1) WO2008107158A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102148522A (zh) * 2011-05-04 2011-08-10 柳州五菱汽车有限责任公司 一种蓄电池组控制方法及系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101800341B (zh) * 2010-04-09 2012-10-03 中国科学院电工研究所 一种锂离子电池单体均衡装置
CN101917038B (zh) * 2010-08-05 2014-01-15 惠州市亿能电子有限公司 动力电池组充电均衡控制方法
KR101242455B1 (ko) * 2012-02-29 2013-03-12 한연수 배터리 충전 장치 및 그 구동 방법
JP5812025B2 (ja) * 2013-02-25 2015-11-11 トヨタ自動車株式会社 定置用蓄電システム及び制御方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4136122A1 (de) * 1991-11-02 1993-05-06 Dipl.-Ing. W. Sorg Gmbh, 7987 Weingarten, De Verfahren zum schnelladen von gasdichten akkumulatoren, insbesondere nicd- oder nih-akkumulatoren
US5633573A (en) * 1994-11-10 1997-05-27 Duracell, Inc. Battery pack having a processor controlled battery operating system
JPH08140209A (ja) * 1994-11-11 1996-05-31 Fuji Heavy Ind Ltd 電気自動車のバッテリ管理システム
US5659240A (en) * 1995-02-16 1997-08-19 General Electric Company Intelligent battery charger for electric drive system batteries
DE19833096C5 (de) * 1998-07-23 2006-02-09 Gerhard Miltenberger Verfahren zum Laden eines Akkumulators
JP3431867B2 (ja) * 1999-09-21 2003-07-28 松下電器産業株式会社 電池電源装置及びこれを用いた電動機器
DE10312591B4 (de) * 2003-03-21 2014-07-31 Volkswagen Ag Ladeverfahren für eine wiederaufladbare Batterie
US7081737B2 (en) * 2003-06-19 2006-07-25 O2Micro International Limited Battery cell monitoring and balancing circuit
DE102005020835A1 (de) * 2004-05-13 2006-03-09 Robert Bosch Gmbh Batteriezustandserkennung
DE102006004737A1 (de) * 2005-10-28 2007-05-10 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Verfahren zum Laden eines Energiespeichers
DE102005058064A1 (de) * 2005-10-28 2007-05-03 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102148522A (zh) * 2011-05-04 2011-08-10 柳州五菱汽车有限责任公司 一种蓄电池组控制方法及系统
CN102148522B (zh) * 2011-05-04 2013-05-01 柳州五菱汽车有限责任公司 一种蓄电池组控制方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP2130284A1 (de) 2009-12-09
DE102007010988B3 (de) 2008-10-16
WO2008107158A1 (de) 2008-09-12
US20100060241A1 (en) 2010-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110945738B (zh) 充电时间运算方法和充电控制装置
CN102341715B (zh) 用于检测电池组中的电流传感器的异常的方法和装置
EP2899834B1 (en) Charge state calculation device and charge state calculation method
US9219377B2 (en) Battery charging apparatus and battery charging method
CN102468656B (zh) 充电控制装置、方法以及电池管理系统
CN1821801B (zh) 二次电池的内部短路检测装置和检测方法、二次电池的电池组件及电子设备
US9755281B2 (en) Method for connecting battery cells in a battery, battery, and monitoring device
CN101459348B (zh) 充电方法
JP5179047B2 (ja) 蓄電装置の異常検出装置、蓄電装置の異常検出方法及びその異常検出プログラム
EP0926799A1 (en) Power supply device
US20190044345A1 (en) Control device and method for charging a rechargeable battery
US20120161709A1 (en) Secondary-battery control apparatus
JP2008141846A (ja) 充電状態予測プログラム、架線レス交通システム及びその充電方法
CN103314501A (zh) 电池控制装置及电池控制方法
KR20160040108A (ko) 복수의 배터리 셀의 셀 밸런싱 방법, 그리고 그 방법을 실시하기 위한 배터리 시스템
KR100341754B1 (ko) 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법
CN105051552A (zh) 电压传感器的故障检测装置
KR100839980B1 (ko) 배터리팩의 충방전 제어 시스템 및 방법
KR20130126085A (ko) 배터리 셀의 충전량 밸런싱 장치 및 방법
CN103403565A (zh) 剩余寿命判定方法
CN101669264A (zh) 用于确定蓄电池的均衡充电的方法和装置
CN110573370B (zh) 用于诊断电池劣化的装置和方法
US11162992B2 (en) Energy storage device and device and method for determining a capacitance of an energy storage device
CN105048526A (zh) 电池充电装置及其方法
KR102020044B1 (ko) 배터리 충전 시스템 및 이를 이용한 배터리 모듈의 최대용량 충전 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20100310