CN104204832A

CN104204832A - 用于互连电池组中的电池组电池的方法、电池组和监控装置

Info

Publication number: CN104204832A
Application number: CN201380017009.7A
Authority: CN
Inventors: M.滕策尔; J.珀勒
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2033-02-13
Also published as: EP2831608B1; DE102012205144A1; US20150056479A1; WO2013143754A1; US9755281B2; CN104204832B; EP2831608A1

Abstract

本发明涉及一种用于互连电池组（100）中的电池组电池（110、120）的方法（400），其中电池组（100）具有在串联电路中的至少一个测量电池组电池（110）和至少一个标准电池组电池（120），其中标准电池组电池（120）至少具有大于额定容量阈值的额定容量，其中测量电池组电池（110）具有小于额定容量阈值的额定容量，其中测量电池组电池（110）具有可控的桥接（130），其中该方法（400）具有监控（430）至少一个测量电池组电池（110）的充电状态的步骤和当至少一个测量电池组电池（110）的充电状态低于预先定义的充电状态阈值时在使用可控的桥接（130）的情况下桥接（440）至少一个测量电池组电池(110)的步骤。

Description

用于互连电池组中的电池组电池的方法、电池组和监控装置

技术领域

本发明涉及一种用于互连电池组中的电池组电池的方法、一种电池组、一种相应的监控装置以及一种相应的计算机程序产品。

背景技术

通常电池组的充电状态（State of Charge-SOC）通过测量整个电池组上或各个电池上的开路电压来进行。如果在确定时间点的测量仅仅在负载下是可能的，那么可以由所测量的电压、电流和电阻计算该开路电压。一旦利用开路电压的测量的均衡（在无负载的情况下）又是可能的，该计算就可以之后被修正。

此外，到电池组中的或从该电池组出来的电流可以被积分，以便对此获得关于充电状态的结论。因为电流测量的误差然而通过该积分不断地累加，所以该办法必须总是利用由开路电压所计算的充电状态来均衡。

然而，只有当开路电压特性曲线（Open Circuit Voltage（开路电压）-OCV）作为充电状态（SOC）的函数具有足够的斜率，即d（U_ocv）/d（SOC）≠0时，开路电压和充电状态之间的极其重要的相互关系才是可能的。不过，一些重要的电化学系统具有很平坦的电压特性曲线，例如LiFePO₄以及还有锂硫（2Li＋S->Li₂S）。迄今这些重要的电化学系统诸如在插入式混合动力和电动车辆中在电池组中的使用只能更加困难，所述电池组的充电状态必须尽可能准确地被估计。

上述的充电状态确定的问题特别是在放电快结束的时候可能导致，在电池组管理系统中还显示剩余容量，然而电池组的实际容量已经被用尽。因此电动车辆的驾驶员将停留，尽管汽车中的充电状态显示器还向该驾驶员显示了剩下的容量。

该问题在前述的电池化学系统中可能导致，这些电池化学系统不能在电动车辆或类似的应用中使用。

DE 10 2010 002 326 A1公开了一种用于平衡具有多个电池组电池的电池组的充电状态的方法以及一种相应的电池组管理系统和一种电池组。

发明内容

在该背景下，利用本发明介绍根据独立权利要求的用于互连电池组中的电池组电池的方法、一种使用该方法的监控装置、一种其中布置有电池组电池的电池组以及最后介绍一种相应的计算机程序产品。有利的扩展方案由各从属权利要求和随后的说明得出。

本发明创建一种用于互连电池组中的电池组电池的方法，其中该电池组具有在串联电路中的至少一个测量电池组电池和至少一个标准电池组电池，其中标准电池组电池至少具有大于额定容量阈值的额定容量，其中测量电池组电池具有小于额定容量阈值的额定容量，其中测量电池组电池具有可控的桥接，其中该方法具有以下步骤：

监控至少一个测量电池组电池的充电状态；以及

当至少一个测量电池组电池的充电状态低于预先定义的充电状态阈值时，在使用该可控的桥接的情况下桥接至少一个测量电池组电池。

电池组电池可以被理解为基于电化学的对于电能可重复充电的存储器。电池组电池可以被理解为可重复充电的二次电池、二次元件或蓄电池。电池组可以被理解为多个电池组电池的联接。电池组中的电池组电池可以具有相同的电池化学组成和性质（Zellchemie）。电池组可以被使用在车辆中。车辆可以是机动车、例如轿车、载重汽车或其它的载货汽车。该车辆可以装备有混合动力驱动装置或可以是电动车辆。该电池组可以在其它的设备或应用中使用。电池组电池可以存储的电荷量或容量可以被称为额定容量。电池组电池的容量或电荷量可以给出电池组电池可以提供或存储的电荷量，并且或者可以被称为额定容量或者可以被称为备用容量。额定容量阈值可以被理解为用于电池组电池的额定或最大充电状态的预先定义的极限值或阈值。充电状态可以被理解为在定义的时间点存在于电池组电池中的当前的电荷量或容量。充电状态此外可以被称为剩余容量。充电状态可以等于或小于电池组电池的额定容量。预先定义的充电状态阈值可以被理解为用于当前的充电状态的阈值或极限值。充电状态阈值可以采取电池组电池的没有容量或电荷和额定容量之间的值。电池组电池可以具有可控的桥接。可控的桥接可以引导电路的电流通过电池组电池或替代地在该电池组电池旁边经过、即桥接该电池组电池。在此可控的桥接可以由信号控制。

本发明基于以下认识，即可以通过在电池组中布置至少一个具有比标准电池组电池更小的额定容量的测量电池组电池来改进电池组的充电状态的确定。电池组的充电状态在放电快结束的时候难以确定并且充电状态的不准确的确定可以在突然下降的电池组功率中显示出。电池组的充电状态可以通过电池组的开路电压的测量来确定，然而在许多应用情况下仅仅在负载下的测量是可能的。然而，只有当作为充电状态的函数的开路电压特性曲线具有足够的斜率，开路电压和充电状态之间的相互关系才是可能的。通过相应的根据本发明的方法可以在电池组的放电的至少一个确定的时间点可靠地确定充电状态。为此可以将具有更小的并且已知的额定容量的在这里被称为测量电池组电池的电池组电池连接到相同的电池化学组成和性质和额定相同的额定容量的电池组电池的支路中。在这样的测量电池组电池的完全放电前不久，可以例如借助电压测量明确地确认充电状态，并且因此确定电池组的充电状态。当测量电池组电池处在完全放电前不久的点处时，该测量电池组电池可以利用可控的桥接从串联电路被取出，以便保持该电池组继续可用。在此，例如具有标准电池组电池的80％的额定容量的测量电池组电池可以被使用在该电池组中。如果在监控测量电池组电池的情况下现在确认该测量电池组电池处在完全放电前不久，那么可以桥接该测量电池组电池，以便保持该电池组能运转并且已知的是，该电池组总共已经用完该电池组的原始额定容量的80％的容量并且最大限度地具有其额定容量的20％的充电状态。测量电池组电池上的电压的量取能够为应用者实现在该不连续的时间点的剩余容量的可靠估计。

测量电池组电池和标准电池组电池具有相同的电池化学组成和性质，其中测量电池组电池具有比标准电池组电池的额定容量更小的额定容量或最大容量，例如测量电池组电池具有标准电池组电池的额定容量的85％的额定容量。通过测量电池组电压可以推断出电池组中的剩余容量。因为这根据所使用的电池化学组成和性质可能很不准确并且可能由此针对电池组的充电状态得出错误的、太高地被估计的剩余容量，所以根据本发明的方案除了电池组电压之外还应测量被称为测量电池组电池的电池组电池的电池组电池电压。在完全放电前不久得出典型的电压下降，因此可以作出关于电池组的直至现在所消耗的能量或容量的结论。现在可以桥接几乎完全被放电的测量电池组电池并且还可以使用该电池组直至该电池组的容量用完。

根据一种实施方式，至少一个测量电池组电池在电池组中可以被构造为可替换的测量电池组电池。由于测量电池组电池的更小的容量，老化现象可以与在标准电池组电池中不同地产生效果。测量电池组电池作为可替换的单元的设计可以允许考虑该状况。作为可替换的测量电池组电池，可以较容易地替换这样的测量电池组电池。这样的替换的成本相较于在下个充电周期之前通过测量电池组电池可实现的更准确并且安全的剩余容量估计的高收益可以是低的。

也有利的是，在布置步骤中，在串联电路中布置多个特别是具有不同额定容量的测量电池组电池。通过多个测量电池组电池的使用，可以在多个不连续的时间点上确定电池组的剩余容量。这可以改进该方法的稳健性。在此可能有利的是，当测量电池组电池由于其被用完的容量而被桥接时，该测量电池组电池由电池组的串联电路中的另外的到那时候被桥接了的电池组电池来代替，以便保持电池组的输出电压恒定。

此外，在布置步骤中，多个测量电池组电池可以根据其各自的容量在串联电路中以升序的方式被布置。通过测量电池组电池的被安排的顺序可以更容易地实现电池组的充电状态的分析。

此外有利的是，根据本发明的一种实施方式在布置步骤中在串联电路中布置多个标准电池组电池。多个标准电池组电池可以被理解为至少三个标准电池组电池。特别是电动车辆或插入式混合动力车辆使用具有例如300V的高输出电压的电池组。单独的电池组电池例如可以仅仅提供一位数的伏特范围内的电压。在这样的情况下，可以通过多个标准电池组电池的串联电路来达到电池组的相应的输出电压。

为了除了可用电压借助电池组电池的串联电路的提高之外也实现电池组的可用容量以及其通过高电流的承载能力的提高，可以在布置步骤中在电池组之内将多个测量电池组电池和标准电池组电池布置在该串联电路中并且将另外多个测量电池组电池和标准电池组电池布置在另外的串联电路中。通过至少两个串联电路的并联可以提高电池组的可用容量。

此外有利的是本发明的一种实施方式，在该实施方式中当至少一个测量电池组电池的充电状态超过另外的预先定义的充电状态阈值时，在桥接步骤中桥接至少一个测量电池组电池,其中该另外的预先定义的充电状态阈值对应于测量电池组电池的额定容量。由于测量电池组电池相对于标准电池组电池更小的额定容量，该测量电池组电池在电池组的充电过程期间更快地达到对应于测量电池组电池的额定容量并且因此被完全充电的充电状态。为了避免测量电池组电池的过量充电，可能有意义的是桥接该测量电池组电池。

此外，可以在确定电池组的充电状态的步骤中在使用至少一个测量电池组电池的充电状态和/或在桥接步骤中所输出的桥接信号的情况下确定电池组的充电状态。

本发明此外创建一种监控装置，该监控装置被构造用于在相应的装置中执行或实现根据本发明的方法的步骤。也可以通过监控装置形式的本发明的该实施变型方案快速并且有效地解决本发明所基于的任务。

监控装置当前可以被理解为电气设备，该电气设备处理传感器信号并且据此输出控制和/或数据信号。该设备可以具有接口，该接口可以以硬件和/或软件方式被构造。在硬件方式的构造中，接口例如可以是所谓的系统ASIC的部分，该部分包含监控装置的极大不同的功能。然而也可能的是，接口是独立的集成的电路或至少部分地由分立器件组成。在软件方式的构造中，接口可以是软件模块，所述软件模块例如除了另外的软件模块之外也存在于微控制器上。

本发明此外创建一种电池组，该电池组具有在串联电路中的多个相同电池化学组成和性质的电池组电池，其中该电池组具有以下特征：

至少一个标准电池组电池，该标准电池组电池至少具有大于额定容量阈值的额定容量；以及

至少一个测量电池组电池，该测量电池组电池具有小于额定容量阈值的额定容量，其中该测量电池组电池具有可控的桥接。

根据本发明的一种实施方式，电池组可以具有监控装置。本发明的这样的实施方式提供以下优点，即通过集成用于充电状态的改进的确定的所有组件更简单地确定电池组的充电状态。

具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，该程序代码可以被存储在机器可读的载体、如半导体存储器、硬盘存储器或光存储器上并且当该程序产品在计算机或设备上被实施时，该程序代码被用于执行根据前面所说明的实施方式之一的方法。

附图说明

下面借助附图示例性地进一步解释本发明。其中：

图1示出根据本发明的一个实施例的电池组的示意图；

图2示出根据本发明的一个实施例的另外的电池组的示意图；

图3示出根据本发明的一个实施例的由测量电池组电池和标准电池组电池构成的串联电路的示意图；

图4示出本发明的一个实施例的流程图；

图5示出根据本发明的一个实施例具有分别不同的额定容量的相同电池化学组成和性质的电池组电池的电压变化曲线；以及

图6示出根据本发明的一个实施例具有分别不同的额定容量的相同电池化学组成和性质的电池组电池的电压变化曲线。

在本发明的优选实施例的随后的说明中，针对在不同的图中所示出的并且相似地起作用的元件使用相同或相似的附图标记，其中放弃对这些元件的重复说明。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一个实施例的电池组的示意图。在电池组100中，测量电池组电池110和标准电池组电池120被布置在串联电路中。测量电池组电池110此外具有可控的桥接130。串联电路的两个端子向外部被引导。两个端子具有相反的极性。测量电池组电池110的可控的桥接130在桥接测量电池组电池110的开关位置中被示出。

在另一个实施例中，可以提高电池组100的所示出的串联电路中的测量电池组电池110的数量和标准电池组电池120的数量。为了增加电池组100的容量，串联电路的并联也可以是有意义的。这样的实施例在图2中被示出。

图2示出根据本发明的一个实施例的另外的电池组100的示意图。在两个并行地被布置的串联电路中，每个串联电路布置有三个测量电池组电池110和三个标准电池组电池120。电池组电池、不仅测量电池组电池110而且标准电池组电池120具有相同的电池化学组成和性质。每个测量电池组电池110被分配可控的桥接130，该桥接在桥接位置中被示出。标准电池组电池具有额定容量，该额定容量可以作为参考以100％来给出。因为每个单独的电池组电池的由生产和存放决定的额定容量可能变化，所以在此所参考的额定容量是额定容量阈值，该额定容量阈值至少被标准电池组电池120达到。测量电池组电池110具有比标准电池组电池120更小的额定容量。在一个实施例中，测量电池组电池110a具有标准电池组电池120的额定容量的70％的额定容量，测量电池组电池110b具有标准电池组电池120的额定容量的80％的额定容量并且测量电池组电池110c具有标准电池组电池120的额定容量的90％的额定容量。测量电池组电池110和标准电池组电池120的在图2中所示出的布置允许，在三个不连续的时间点可靠地确定电池组100的充电状态或剩余容量。因为在两个所示出的串联电路中分别布置有具有与标准电池组电池120相比70％的额定容量的测量电池组电池110a，所以针对30％的电池组100的剩余容量的确定，可以通过两个借助测量电池组电池110a所确定的不连续的时间点确定平均值。两个并行地被布置的串联电路的两个端子此外从电池组100的内部向外部被引导。两个端子具有相反的极性。

在另外的、在图2中未被示出的实施例中，可以提高两个串联电路中的标准电池组电池120的数量，以便提高可在电池组上量取的电压。也有利的是，在大数量的标准电池组电池120的情况下，通过测量电池组电池110的桥接所造成的电压下降按百分比计算更小地降落。替代地，通过测量电池组电池110的桥接所造成的电压下降也可以通过串联电路中的另外的电池组电池的接通而被补偿。

根据本发明的一个实施例，可以改进在放电快结束的时候的充电状态确定，使得可以排除电池组功率的突然的、未预见到的下降。代替于此，应该通过在放电的确定时间点有效的机构来引起，例如在放电的70％、80％和90％时可以进行安全的并且可靠的充电状态确定，该充电状态确定因此累进地指示放电接近结束。

本发明的在这里所介绍的实施例特别是在具有有很平坦地延伸的电压特性曲线的电池化学组成和性质的电池组100的情况下是非常有意义的。为了补偿可能出现的老化现象，这些电池110可以作为可替换的单元来实施，所述老化现象可能在具有较小容量的电池110中以与在剩余的电池120中不同的程度出现。由此可能的是，在需要时、例如在车辆的定期的售后服务的范围内容易地替换这些电池110。该替换的成本相较于在下个充电过程之前在小的剩下的剩余容量的情况下因此明显更准确的并且特别是也明显更安全的充电状态估计的高收益是很低的。

因为电动车辆电池组110一般由多个并联的如在图3中所示出的串联支路组成，所以具有不同容量的电池110可以被集成在串联支路中的每个中，以便在那里能够实现准确并且可靠的充电状态估计或放电结束的准确并且可靠的预测。为此的花费如由锂硫电池构成的电动车辆电池组的如下估计所示出的那样是很小的。

在此，针对在这里所介绍的考虑，以如下的假设为前提：

单电池容量　　　　　　40Ah（通常的大小）

电池组蓄能量　　　　　24kWh

平均LiS电池电压　　　2.1V　。

由上述的切合实际的假设得出84Wh的每个电池的蓄能量。对于电池组100的总能量因此需要286个电池。为了通过串联电路达到大约300V的在电动车辆中通常的电压，需要大概142个串联的电池。因此整个电池组由仅仅两个并联的支路组成，所述支路又由142个串联的电池来构建。在该实例中，恰好一次性地需要2×3个电池（具有70％、80％更高的以及90％额定容量），以便明显地改进充电状态确定。

图3示出根据本发明的一个实施例的由测量电池组电池和标准电池组电池构成的串联电路的示意图。在串联电路中，三个测量电池组电池100被连接在一串标准电池组电池120之前。在图3中示出了两个标准电池组电池120。测量电池组电池110具有相对于标准电池组电池120更小的额定容量。标准电池组电池120的额定容量在此以100％来表示。测量电池组电池110a具有标准电池组电池120的额定容量的70％的容量。测量电池组电池110b具有标准电池组电池120的额定容量的80％的容量。测量电池组电池110c具有标准电池组电池120的额定容量的90％的容量。三个测量电池组电池110分别具有可控的桥接130。可控的桥接130分别在桥接测量电池组电池110的开关位置中被示出。

为了支持在放电快结束的时候的充电状态确定，可以在每个串联支路中装入一些具有分别不同的容量的电池，其中电池组通常由所述串联支路来构建。在图3中，该布置示例性地被示出。在这里三个全都具有额定容量的电池120之前连接一些串联的相同的电池化学组成和性质的电池110，所述电池具有更低的并且本身累进的容量。在图3中示例性地是具有额定容量的70％、80％以及90％的电池，还具有剩余的电池120。因为在串联电路中相同的电流流经所有的电池110、120，所以具有更小容量的这些电池110系统地更快地被放电。相同的效应类似地在电池110充电时出现。

在放电时该互连引起，当剩余的电池并且因此还有总电池组的容量还处于70％时，第一电池110a（额定容量的70％）已经空了并且因此显示出电压的明显下降。相同的情况在该布置中的第二和第三电池中相应地在80％或90％的情况下发生（参见针对Li-NCM的图5以及针对锂硫系统的图6）。因此通过这些第一电池110的单电压的量取可以在上述的不连续的位置处很准确地确定电池组100的容量。这能够为应用者实现安全的估计，在电池组100中在这些时间点还包含有多少剩余容量。

为了不对具有较小容量的电池110深度放电，这将长期地损害电池110，这些电池可以通过在图1至图3中分别被画入的可控的旁路在这些电池110中的每个处被桥接。这些电池然后在电池组的下次充电时才又被适当地接入到串联支路中。

图3示出不同容量的电池与N个电池120的串联的互连，所述电池120都拥有额定容量。为了桥接具有较小容量的电池110，当这些电池已经空了（充电状态0％）或已经满了（充电状态100％）时，在这些电池之前安置各个开关，所述开关然后单独地并且通常通过电池组管理系统自动地被操纵。测量电池组电池110被设计为可替换的单元。如果各个电池110的容量被放电，那么开关130能够实现各个电池110的桥接。

图4示出作为方法400的本发明的一个实施例的流程图。用于互连电池组中的电池组电池的方法400具有在串联电路中布置至少一个标准电池组电池的步骤410、在串联电路中布置至少一个测量电池组电池的步骤420、监控至少一个测量电池组电池的充电状态的步骤430、在使用可控的桥接的情况下桥接至少一个测量电池组电池的步骤440以及在使用至少一个测量电池组电池的充电状态和/或在桥接步骤440中所输出的桥接信号的情况下确定电池组的充电状态的步骤450。在桥接步骤440中，如果至少一个测量电池组电池的充电状态低于和/或超过预先定义的充电状态阈值，那么至少一个测量电池组电池被桥接。在布置步骤420中所布置的测量电池组电池具有比在布置步骤410中所布置的标准电池组电池更小的额定容量。

在本发明的一个实施例中，在布置步骤410中多个标准电池组电池被布置在串联电路中。此外，在布置步骤420中多个测量电池组电池根据其各自的容量以升序的方式被布置在串联电路中。在此，在一个实施例中在布置步骤420中所布置的测量电池组电池被构造为可替换的测量电池组电池。在本发明的另一个有利的实施例中，在布置步骤410和420中多个串联电路并行地被布置。

在图4中所示出的用于互连电池组中的电池组电池的方法400可以通过确定步骤450被用作用于通过具有不同容量的电池组电池的合适的互连确定具有平坦的电压特性曲线的电池组中的充电状态的方法。

所描述的方法尤其可以在使用锂离子电池组的情况下被应用在电动工具、园艺工具、计算机、PDA和移动电话中、混合动力和插入式混合动力车辆中以及电动车辆中。原理上，锂离子电池组的每个应用适合于此，在该应用中应该进行充电状态的准确的确定，这几乎包括每个应用。

图5示出根据本发明的一个实施例的具有分别不同的额定容量的相同电池化学组成和性质的电池组电池的电压变化曲线。在笛卡尔坐标系中，针对Li-NCM或Li（Ni_xCo_yMN_z）O₂类型的电池组电池，关于容量的电压变化曲线被绘制。在纵坐标上给出了以伏特为单位的电压，在横坐标上，电池组电池的容量以具有最大容量的电池组电池的百分比被标准化，该最大容量以100％容量来给出。曲线510代表具有100％容量的电池组电池的电压变化曲线，曲线520代表具有90％容量的电池组电池的电压变化曲线，曲线530代表具有80％容量的电池组电池的电压变化曲线以及曲线540代表具有70％容量的电池组电池的电压变化曲线。所有的电压变化曲线510、520、530、540共同地是连续的略微下降的电压变化曲线，直至电池组电池的额定容量的大约一半，跟随着仅仅很小的电压降的阶段，直至电池组电池的总容量的放电前不久，其中在该第二阶段结束时的电压对应于放电过程开始时的电压的大约三分之二。在电池组电池的完全放电结束前不久，电压变化曲线几乎垂直地下降，因此在电池组电池完全放电的情况下不再施加电压。四个所示出的电压变化曲线510、520、530、540在纵坐标上都起始于相同的电压，并且在横坐标上根据其额定容量而结束。图5针对以Li-NCM为例具有分别不同的容量的电池示出关于容量所绘制的电压变化曲线。本发明涉及一种用于确定由多个电池组电池组成的电池组的充电状态的方法，所述电池组电池的电压特性曲线平坦地延伸，由此通常的通过测量开路电压对充电状态的确定不能有意义地进行。

图6示出根据本发明的一个实施例具有分别不同的额定容量的相同电池化学组成和性质的电池组电池的电压变化曲线。锂硫电池组电池的电压变化曲线尽管有不同的额定容量在电池组电池的放电过程期间仍具有可比较的电压变化曲线。在笛卡尔坐标系中，在纵坐标上示出了电压并且在横坐标上示出了电池组电池的容量。四个电压变化曲线610、620、630、640示出关于电池组电池中还存在的容量的施加在电池组电池上的电压。曲线610示出具有100％容量的用作参考的电池组电池的电压变化曲线。曲线620示出相较于以曲线610示出的用作参考的电池组电池具有90％的容量的电池组电池的电压变化曲线。曲线630示出相较于以曲线610示出的用作参考的电池组电池具有80％的容量的电池组电池的电压变化曲线。曲线640示出相较于以曲线610示出的用作参考的电池组电池具有70％的容量的电池组电池的电压变化曲线。横坐标示出在电池组电池的放电过程期间提取的容量。曲线610的电压变化曲线结束于100％容量处。与此相应地，曲线620的电压变化曲线结束于90％处，曲线630的电压变化曲线结束于80％处并且曲线640的电压变化曲线结束于70％处。对于所有的电压变化曲线共同的是在放电开始时强烈的下降、在大约放电的三分之一之后电压变化曲线的大约同样大的下降以及在放电结束前不久或直至放电结束大约两倍这样高的电压下降直至零。图6针对具有分别不同的容量的电池、例如锂硫示出关于容量所绘制的电压变化曲线。

在图5和图6中所示出的电压变化曲线清楚地示出，在放电过程期间直至完全放电前不久不能作出关于在电池组电池中还存储的剩余容量的可靠的结论。这可以通过电池组之内的电池组电池的根据本发明的运行电路（Fahrschaltung）成本低地并且有效地被改进。

在特别高的程度上，本发明的在这里所介绍的实施例适用于插入式混合动力车辆以及电动车辆，因为在那里特别是在放电过程快结束的时候应可以进行电池组充电状态的可靠并且可加负荷的确定。

图7示出根据本发明的一个实施例的电池组电池的关于充电状态的电压变化曲线。在笛卡尔坐标系中，在纵坐标上绘制了电压并且在横坐标上绘制了以额定充电容量的百分比为单位的充电状态。额定容量阈值710定义电池组电池的额定容量。在图7中所示出的示例性的电压变化曲线示出充电状态700，该充电状态对应于在Li-NCM电池组电池的放电期间的电压变化曲线。电池组电池在充电状态等于额定容量阈值710时具有电压720。另外的为此更小的电压730表征预先定义的充电状态阈值740。

所说明的并且在图中被示出的实施例仅仅示例性地被选择。不同的实施例可以完全地或关于各个特征相互被组合。一个实施例也可以通过另外的实施例的特征来补充。

此外，根据本发明的方法步骤可以被重复以及以与所说明的顺序不同的顺序来实施。

如果一个实施例包括在第一特征和第二特征之间的“和/或”连接，那么这可以看出，该实施例根据一种实施方式不仅具有第一特征而且具有第二特征并且根据另一种实施方式或者只具有第一特征或者只具有第二特征。

Claims

1.用于互连电池组（100）中的电池组电池（110、120）的方法（400），其中所述电池组（100）具有在串联电路中的至少一个测量电池组电池（110）和至少一个标准电池组电池（120），其中标准电池组电池（120）至少具有大于额定容量阈值（710）的额定容量，其中测量电池组电池（110）具有小于所述额定容量阈值（710）的额定容量，其中测量电池组电池（110）具有可控的桥接（130），其中所述方法（400）具有以下步骤：

监控（430）所述至少一个测量电池组电池（110）的充电状态（700）；

当所述至少一个测量电池组电池（110）的充电状态（700）低于预先定义的充电状态阈值（740）时，在使用所述可控的桥接（130）的情况下桥接（440）所述至少一个测量电池组电池(110)。

2.根据权利要求1所述的方法（400），其中所述至少一个测量电池组电池（110）在所述电池组（100）中被构造为可替换的测量电池组电池（110）。

3.根据上述权利要求之一所述的方法（400），具有在所述串联电路中布置多个测量电池组电池（110）的步骤（410）。

4.根据权利要求3所述的方法（400），其中在所述布置步骤（410）中多个测量电池组电池（110）根据其各自的容量在所述串联电路中以升序的方式被布置。

5.根据上述权利要求之一所述的方法（400），具有在所述串联电路中布置多个标准电池组电池（120）的步骤（420）。

6.根据权利要求3至5之一所述的方法（400），其中在所述布置步骤（410）中另外的多个测量电池组电池（110）并且在所述布置步骤（420）中另外的多个标准电池组电池（120）被布置在电池组（100）之内的另外的串联电路中。

7.根据上述权利要求之一所述的方法（400），其中在所述桥接步骤（440）中，当所述至少一个测量电池组电池（110）的充电状态（700）超过另外的预先定义的充电状态阈值时，桥接所述至少一个测量电池组电池（110），其中所述另外的预先定义的充电状态阈值对应于所述测量电池组电池（110）的额定容量。

8.根据上述权利要求之一所述的方法（400），具有在使用所述至少一个测量电池组电池（110）的充电状态（700）和/或在所述桥接步骤（440）中所输出的桥接信号的情况下确定所述电池组（100）的充电状态的步骤（450）。

9.监控装置，具有被构造用于执行根据权利要求1至8之一所述的方法（400）的步骤的装置。

10.电池组（100），所述电池组具有在串联电路中的多个相同电池化学组成和性质的电池组电池（110、120），其中所述电池组（100）具有以下特征：

至少一个标准电池组电池（120），所述标准电池组电池至少具有大于额定容量阈值（710）的额定容量；和

至少一个测量电池组电池（110），所述测量电池组电池具有小于所述额定容量阈值（710）的额定容量，其中所述测量电池组电池（110）具有可控的桥接（130）。

11.根据权利要求10所述的电池组（100），具有根据权利要求9所述的监控装置。

12.计算机程序产品，具有用于执行根据权利要求1至8之一所述的方法（400）的程序代码，其中所述计算机程序产品在监控装置上被实施。