CN105480104B - 多个电池单元的单元对称化方法和执行该方法的电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多个电池单元的单元对称化方法和执行该方法的电池系统。本发明涉及一种用于多个电池单元的单元对称化的方法，其具有方法步骤。在这样的方法中，基于相对地说可准确算出的需求执行单元对称化。通过前面所描述的方法能够实现的是，以基于电池单元的充电状态的方式对充电状态的补偿或单元对称化在未知晓尤其是串联连接的电池单元的容量的情况下也能够实现，使得由于单元对称化引起的充电时的损耗特别小。因此，可以防止或者至少显著地减小由于不必要的电荷补偿引起的电荷损耗。

Description

多个电池单元的单元对称化方法和执行该方法的电池系统

技术领域

本发明涉及一种用于多个电池单元的单元对称化的方法，并且此外还涉及一种电池系统，所述电池系统被构建为实施这样的方法。

背景技术

电化学蓄能器、譬如锂离子电池在许多日常应用中广泛流行。这些电化学蓄能器例如在如膝上型电脑的计算机、移动电话、智能电话中和在其他应用中被采用。即使在车辆（如机动车辆）电动化目前迅猛向前推进的情况下，比方说在电动车辆或者混合动力车辆中，这样的电池也显现出优点。

锂离子电池、例如比方说用于汽车使用范围的锂离子电池常常包括多个单个电池单元。为了提高电压水平或者电流水平，这些单元彼此并联地或者串联地接线并且以机械方式被联合成模块。此外，电池管理系统用于监控电池并且除了安全监控之外还要能够实现尽可能长的使用寿命。

例如为了延长使用寿命，公知的是，使电池单元的充电状态彼此匹配。该过程也被称作单元对称化或单元平衡化（Zell-Balancing）。

从文献US 2011/0163720 A1中例如公知一种机动车辆，该机动车辆具有电动机、电池、针对驾驶员的接口和一个或多个控制单元。在此设置，当电池的电池单元的充电状态存在不平衡性时，对用于驾驶员的接口发出警告并且根据应答调整（angleichen）充电状态。在此，基于自放电率例如可以对充电状态进行调整。

文献JP 2008-295250此外还描述了一种用于监控电池单元的充电状态的均匀性的方法。在此，在充电期间和在放电期间算出（ermitteln）电池单元的单元电压，并且通过控制单元在放电回路中执行电池单元的选择性放电。

发明内容

本发明的主题是一种用于多个电池单元的单元对称化的方法，其具有如下方法步骤：

a）在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下确定多个电池单元的每个电池单元在时间点t₁时的充电状态；

b）在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下确定多个电池单元的每个电池单元在时间点t₂时的充电状态，其中可选的时间段处于t₁与t₂之间；

c）基于在方法步骤a）和b）下所算出的充电状态确定多个电池单元的自放电率的相对差异；

d）确定多个电池单元的每个电池单元在时间点t₃时的充电状态；以及

e）对多个电池单元实施单元对称化，其中

e1）电池单元的单元对称化基于如下需求进行：当在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下可算出电池单元在时间点t₃时的充电状态时，该需求在直接考虑电池单元在时间点t₃时的充电状态的情况下被算出；或者其中

e2）电池单元的单元对称化基于如下需求进行：当不在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下可算出电池单元在时间点t₃时的充电状态时，该需求在考虑多个电池单元的自放电率的相对差异的情况下被算出。

在此，前面所描述的方法步骤原则上可以按前面所描述的顺序或者至少部分同时地进行，其中然而该方法在本发明的意义下不必限于上面提到的顺序。

通过前面所描述的方法能够实现的是，在不知晓尤其是串联连接的电池单元的容量的情况下也能够实现基于电池单元的充电状态的单元对称化，使得由于单元对称化引起的充电时的损耗特别小。在此，充电状态尤其是要被理解为在给定容量的情况下电池单元充满电的单位为%的份额。

前面所描述的方法因此用于补偿多个电池单元的充电状态或使多个电池单元的充电状态彼此匹配。这些电池单元在此尤其是以本身已知的方式被布置在一个电池模块中或构造这个，并且在此比方说串联地或者并联地接线。在此，该方法可以涉及一组电池单元，即例如涉及电池模块的电池单元的一部分，或者比方说涉及所有布置在一个电池模块中的电池单元。

对电池单元彼此间的单元对称化通过如下方式例如可以是必需的：这些单元可以具有不同的自放电率，并且由此在一定的时间段内可以不同的改变单元彼此间的充电状态。此外，各个电池单元的容量也可以比方说由于生产分散性（Produktionsstreuung）而彼此偏差。该效应可能可以在使用寿命开始时被忽略，但是在使用寿命的过程中由于单元老化中的差异而被增大，并且导致电池单元之间的若干百分比的容量差异。

为了防止这一点，通过借助前面所描述的方法执行的单元对称化可以实现：各个电池单元的充电状态（state of charge, SOC）尽管自放电不同并且如果有这种情况则容量不同还彼此相协调。在此，尤其是单元的充电状态彼此相协调，包括电池单元的电池模块的充电状态比方说可以被限定为在电池单元的所有充电状态上的最小值。

充电状态的补偿在此可以按时间间隔根据电池单元的状态、例如其寿命来进行。通常，可以按为一周或者以上、例如两周的间隔对充电状态进行补偿，其中这些值绝对不是限制性的。原则上，当电池单元的充电状态的差异在阈值之上时，可以对电池单元的充电状态进行补偿。

为了实现这一点，前面所描述的方法根据方法步骤a）包括：在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下确定多个电池单元的每个电池单元在时间点t₁时的充电状态。换言之，确定多个电池单元的每个电池单元的充电状态。该方法步骤基于的是：一个电池模块中的各个电池单元的充电状态比方说由于不同的容量或者自放电率（如这在前面详细阐述的那样）可彼此偏差，使得要算出这些电池单元的每个电池单元的充电状态。

在此，可以算出电池单元的充电状态，如对于本领域技术人员原则上公知的那样。例如，可以算出电池单元的充电状态，其方式是：算出相对应的电池单元的相应的单元电压，以便这样基于所存储的放电曲线来算出与电压相对应的充电状态。

电池单元的充电状态在存在预定义的边界条件的前提下被算出。因此，在前面所描述的方法中，只有当相对应的电池单元处于能够实现特别精确地算出充电状态的状态下时，才接着算出该充电状态。例如，为此可以设置：电池单元具有至少一个预确定的充电状态或者存在于弛豫的（relaxiert）状态下，即已经历过某个静止阶段或恢复阶段。在此，相对应的预确定的边界条件可以与具体的应用情况匹配，使得在每种应用中并且对于每个事件都可能特别精确地确定充电状态。

此外，该方法根据方法步骤b）还包括：在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下确定多个电池单元的每个电池单元在时间点t₂时的充电状态，其中可选的并且例如预定义的时间段处于t₁与t₂之间。因此，在持续时间（例如并且不是限制性地一周）之后，在首先确定在时间点t₁时的充电状态之后再一次确定在时间点t₂时的充电状态，使得在限定的时间段内可算出电池单元的自放电或自放电差异。原则上，在t₁到t₂之间的时间段可以与电池的具体应用范围、先前的补偿过程和使用的强度（即持续时间和/或强度）有关。关于在时间t₂时的测量的边界条件的细节，参阅前面已提到的在时间t₁时的实施方案，其中要遵守的边界条件在两个测量中尤其应该是相同的，以便能够实现特别精确的测量。因此又优选的是，电池单元的充电状态在预确定的值之上，例如电池单元充满电。此外，还可以优选的是，电池单元存在于弛豫的状态下。

根据方法步骤c），前面所描述的方法此外还包括：基于在方法步骤a）和b）下所算出的充电状态确定多个电池单元的自放电率的相对差异。该方法步骤基于的是，一个电池模块中的各个电池单元的自放电率可彼此偏差，使得应算出在最好的情况下为电池单元的每个电池单元的自放电率。自放电在此意思是以本身已知的方式由自己进行的过程，即使没有连接电负载，电池单元也通过所述过程放电到一定的份额。因此，自放电率是相应的电池单元在确定的时间段中的自放电。

在此，原则上此外还会有利的是，在时间点t₁与t₂之间不对充电状态进行补偿或不进行单元对称化，以便这样特别准确地实现自放电或自放电差异的算出。

详细而言，为了确定自放电差异，首先可以确定参考单元，其中该参考单元是多个电池单元的部分。参考单元是如下电池单元，相应的电池单元的所有自放电差异都被联系到该电池单元并且该电池单元是多个电池单元的部分。基于所算出的在时间点t₁和t₂时的充电状态，进而可以确定各个单元、即多个电池单元的除了参考单元之外的所有单元关于参考单元的自放电差异。换言之，可以优选地设置，方法步骤c）在从多个电池单元中选出参考单元的情况下并且在比较多个电池单元的其余电池单元的自放电率与参考单元的自放电率的情况下来进行。在此，当参考单元在两个测量时间点t₁和t₂时具有相同的条件、如相同的充电状态和相同的弛豫状态（Relaxationszustand）时，算出其他电池单元的充电状态并且这样确定其余电池单元（即多个电池单元的除了参考单元之外的所有电池单元）对于参考单元的自放电的差异。

此外，前面所描述的方法还包括方法步骤d），据此确定多个电池单元中的每个电池单元在时间点t₃时的充电状态。因此，在该步骤中算出电池单元尤其是在时间点t₃时并且由此在应执行单元对称化或应算出单元对称化的需求的时间点时的瞬时充电状态。

根据方法步骤e）对多个电池单元进行单元对称化。在该方法步骤中，因此各个电池单元被同步或电池单元的充电状态彼此相适应。该步骤原则上可以如从现有技术中公知的那样被执行。例如，具有相对地说较高的充电状态的电池单元可以被放电直至如下值：所述值与具有多个电池单元的相对地说最低的充电状态的电池单元的充电状态相对应。

在此在前面所描述的方法中设置，单元对称化并不一定按照预确定的方法或限定地算出的需求来进行，而是单元对称化更确切地说基于在现存的条件下尽可能精确地可算出的需求变化。

详细而言设置的是，根据方法步骤e1），电池单元的单元对称化基于如下需求进行：当电池单元在时间点t₃时的充电状态在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下可被算出时，该需求在直接考虑电池单元在时间点t₃时的充电状态的情况下被算出。在前面所描述的方法中，此外还设置，根据方法步骤e2），电池单元的单元对称化基于如下需求进行：当电池单元在时间点t₃时的充电状态不在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下可被算出时，该需求在考虑多个电池单元的自放电率的相对差异的情况下被算出。

前面所描述的方法因此基于的是，单元对称化或电池单元的充电状态彼此间的适应不是必然依靠尤其是串联连接的电池单元的当前所测量到的充电状态，而是只有当在需求确定的时间点时对充电状态的测量满足预定义的边界条件并且因而可以足够精确地算出需求时才依靠所述充电状态。换言之，单元对称化仅仅基于充电状态的如下值：所述值在特别有利的时间点时被测量，使得测量特别可靠。因此，通过预先给定边界条件可以限定测量的精度，其方式是可以排除比方说使测量失真的因素。

基于电池单元的电池状态补偿电池单元的充电状态在此可以通过如下方式进行：直接比较充电状态并且所有单元被放电到与所测量到的最低的充电状态相对应的充电状态上。

在前面所描述的方法中，基于电池单元的自放电差异或自放电针对如下情况来执行对电池单元的充电状态的补偿：在时间点t₃时确定需求的情况下测量充电状态时不能遵守预确定的边界条件，并且因此当不能算出在瞬时时间点t₃时的充电状态的可靠的值时，那么不能遵守预确定的边界条件，而且充电状态的补偿因此潜在地会是不准确的或者不合比例的。由此，可以明显地改善充电状态的匹配的可靠性。换言之，电池单元的充电状态的补偿在该情况下可以基于如下的值进行：所述值能够实现充电状态的相对地说更精确的或更可靠的补偿，因为自放电率差异在最佳条件下已被算出。相对应的数据在此比方说可以被寄存在控制系统中，例如被寄存在电池管理系统中。

基于自放电或相对自放电差异来对电池单元的充电状态的补偿在此可以意思是：从充电状态的最后的测量为出发点或者从充电状态的最后的匹配为出发点基于所存储的自放电率来计算，充电状态在某一时间段上已改变多少，以便这样估计各个电池单元的充电状态处于何种水平上。在此，对自放电差异进行考虑就足够了，因为在单元对称化时基本上不需要使用绝对值，而是仅仅需要使用相对值。基于该值接着可以相对地说精确地补偿电池单元的充电状态。尤其是，该步骤相比于基于对电池单元的充电状态的不准确测量到的当前的或瞬时的值来对充电状态的补偿可以更准确。由此，电荷损失可以通过充电状态补偿或单元对称化被减小到最小值。

通过前面所描述的方法因此可以防止，电池单元以不是必需的方式持续地被补偿，使得这些电池单元具有相同的充电状态。因此，可以防止丢失太大的量的电荷，使得电池在较长的使用寿命上的性能由于减小的充电和放电过程而可被增大。尤其是可以防止，充电状态的匹配直至甚至会不是必需的程度。这样的也作为虚假平衡（Scheinbalancing）而公知的步骤可以通过前面所描述的方法正好被防止。

此外，前面所描述的方法的出众之处在于，充电状态的调整或单元对称化即使在单元的容量差异大的情况下并且在各个单元容量并非已知时也可以进行。前面所描述的方法在此基本上与在使用通过容量估计算法测量到的容量的情况下一样精确，但不必包含容量测量的误差。

此外，前面所描述的方法可应用地与相对应的事件匹配，并且在此与功率状况（Leistungsprofil）无关，例如在使用于至少部分电驱动的车辆中时与电池遭受的行驶状况（Fahrprofil）无关。

在扩展方案的范畴中，预确定的边界条件可以包括或者选自至少一个电池单元的充电状态的量和至少一个电池单元的弛豫状态。例如，边界条件可以与参考单元有关。在一种扩展方案中，充电状态因此可以接着被算出，或可以基于瞬时充电状态例如在至少一个电池单元具有在预定义的值之上的充电状态时才确定单元对称化。例如，充电状态因此接着可以被算出，或单元对称化可以基于瞬时的充电状态例如当至少一个电池单元（或者优选地所有电池单元）具有大于或者等于90%、例如大于或者等于99%的充电状态（换言之即充满电）时才被确定。可替选地或者附加地，如下情况可以被选出作为另一边界条件：至少一个电池单元（优选地所有电池单元）已经历预定义的弛豫并且因此已经历预定义的静止阶段，在该静止阶段中没有负载被供给能量或者对负载的能量供给至少在预定义的阈值之下，或电池单元未曾被充电。尤其是，在该扩展方案中，可以特别可靠地确定充电状态并且由此确定单元对称化的需求。当至少一个电池单元处于对于测量最佳的充电状态水平中时和/或当电池单元已经历预定义的静止状态或处于静止状态下时，这尤其是这种情况。上面提到的边界条件在此针对一个或者任意多个电池单元要被遵守。例如，上面提到的边界条件可以针对所检查的电池单元的所有电池单元要被遵守。

在另一扩展方案的范畴中此外还可以设置，该方法具有其他方法步骤：

f）通过方法步骤e1）验证根据方法步骤e2）的对电池单元的单元对称化；以及

g）必要时，重新确定多个电池单元的自放电率的相对差异。

在该扩展方案中，因此可以当给出预给定的用于基于瞬时可算出的充电状态确定单元对称化的需求的边界条件时，那么所执行的单元对称化被验证，该单元对称化在已不存在边界条件的时间基于自放电率差异进行。针对以预选的精度或精确性进行单元对称化的情况，进而基于所算出的充电状态可以执行单元对称化。针对基于自放电率进行的所执行的充电状态补偿不具有足够的精确性的情况，电池单元的自放电率差异可以重新被确定。在该扩展方案中，因此即使在电池的运行持续时间长的情况下也可以确保，电池单元的充电状态的补偿始终以非常高的精确性进行，因为要么直接基于充电状态进行补偿，要么基于自放电率始终根据精确性控制单元对称化。

在另一扩展方案的范畴中可以设置，通过有针对性地经由放电电阻使至少一个电池单元放电来进行方法步骤e）。在该扩展方案中，在对电池单元的充电状态进行这样的电阻性补偿时有利地为每个电池单元配设电阻和开关元件，以便能够有针对性地经由该放电电阻使各个电池单元放电并且这样调整充电状态。在此，所存储的能量基本上被转换成热，并且这样电池单元被放电直至一水平，这对应于具有最低充电状态的电池单元的水平。在此，通过经由前面所描述的方法由于高精确性可以将电池单元的充电状态的补偿减小到最低限度，如这在前面详细描述的那样，开关操作循环的数目同样显著地被减小，使得开关单元（例如）的使用寿命以及补偿电阻的使用寿命也可显著地提高。由此，前面所描述的尤其是与用于补偿电池单元的充电状态的可接入的放电电阻相组合的方法是有利的。

在另一扩展方案的范畴中，此外还可以设置，在电池系统启动时算出用于补偿电池单元的充电状态的需求。例如，电池单元的充电状态的补偿因此可以在电池单元在一定的时间中没有或者仅有限地放电或充电之后进行。在该扩展方案中，电池单元可以特别有利地运行，因为这些电池单元基本上在每次运行时都具有统一的充电状态。此外，在该扩展方案中可以直接实施单元对称化，因为这在电池单元的静止状态下可以是特别有利的。

就根据本发明的方法的另外的技术特征和优点而言，对此明确地参阅结合根据本发明的电池系统、附图以及附图说明的阐述。

此外，本发明的主题还是一种电池系统，该电池系统具有多个电池单元，其中通过该电池系统还可算出电池单元的充电状态并且算出电池单元的自放电率，并且其中通过该电池系统此外还能够执行单元对称化。前面所描述的电池系统的特征在于，该电池系统具有控制单元，该控制单元被构建为实施如前面详细描述的方法。

这样的电池系统因此以本身已知的方式具有多个串联或并联连接的电池单元，所述电池单元例如可以被布置在一个电池模块中或者可以构造该电池模块。这些电池单元可以以本身已知的方式被构建并且比方说可以是锂离子电池，但不限于此。

此外，在前面所描述的电池系统中还设置，通过该电池系统可算出电池单元的充电状态和电池单元的自放电率。为此，尤其是以本身已知的方式可以设置用于对相应的电池单元的单元电压进行电压测量的装置，以便这样例如通过电池管理系统基于所存储的放电曲线算出与单元电压相对应的充电状态。相同的装置同样可以得到使用，以便算出自放电，因为基于充电状态同样可算出自放电率或自放电率的相对差异。

在前面所描述的电池系统中此外还设置，通过该电池系统可补偿电池单元的充电状态。为此，例如可以设置，电池系统具有多个放电电阻，用来选择性地使电池单元中的每个电池单元放电。相应的放电电阻在此尤其是通过开关逻辑装置可连接到各个电池单元上，使得各个电池单元可通过放电电阻来放电。例如，针对电池单元中的每个电池单元可以设置放电电阻。

此外，电池单元的放电还为了补偿电池单元的充电状态或为了基于前面所描述的方法进行单元对称化而通过电池系统来执行。对此，可以设置控制单元，如大多数本来就存在的电池管理系统，该电池管理系统被构建用于执行这样的方法。为此，控制系统可以与相对应的部件连接并且在此调拨（auswerfen）相对应的控制指令。相对应地，该控制系统可以被配备有相对应的控制逻辑装置和/或软件实施装置。

此外，电池系统可以被布置在至少部分可电驱动的车辆中。这样的车辆例如可以是完全电驱动的车辆或者是混合动力车辆。

通过前面所描述的电池系统能够实现的是，以基于电池单元的充电状态的方式在未知晓尤其是串联连接的电池单元的容量情况下也能够实现对充电状态的补偿或单元对称化，使得由于单元对称化引起的充电时的损耗特别小。因此，可以防止或者至少显著地减小由于非必要的电荷补偿引起的电荷损耗。

就根据本发明的电池系统的另外的技术特征和优点而言，对此明确地参阅结合根据本发明的方法、附图以及附图说明的阐述。

附图说明

根据本发明的主题的其他优点和有利的扩展方案通过附图来阐明并且在后续的描述中予以阐述，其中所描述的特征单独地或者任意组合地可以是本发明的主题，只要从本上下文中没有明确地得到相反含义。在此要注意的是，附图仅具有描述性特征而不能被认为以任何形式限制本发明。在附图中：

图1示出了具有不同容量的两个电池单元的单元对称化的示意图；

图2示出了表示用于单元对称化的方法的变化过程的示意性框图；

图3a示出了表示在时间点t₁时对电池单元的充电状态的测量的图表，以及

图3b示出了表示在时间点t₂时对电池单元的充电状态的测量的图表。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了两个各具有不同的容量的电池单元的单元对称化。在此，第一电池单元具有比第二电池单元更小的容量。这在图1中通过轴10、10'的高度来示出，其分别应表示充电状态。在此，在级别I中示出了如下状态：在该状态中，两个电池单元具有为50%的充电状态，因为当前充电状态A、A'恰好在最大值B、B'（比方说充满电）与最小值C、C'（比方说完全放电的电池单元）之间。

朝状态II对电池单元进行充电，其中在输送相同的电荷量的情况下，电池单元但是由于容量差异而不再具有相同的充电状态。这可以通过如下方式来识别：这两个充电状态A、A'不再在线12上，该线12应表明统一的充电状态。

为了朝状态III补偿充电状态，因此从具有较小容量的电池单元引离电荷，以便这些电池单元具有相同的充电状态。

如果电池单元现在朝状态IV以相同电荷量放电，则又由于电池单元的不同容量导致充电状态不再是统一的。

为了朝状态V调整充电状态，在单元对称化的范畴中又可以电阻性地使电池单元放电。在此，通过前面执行的朝状态III的单元对称化而部分地提供了朝状态V的单元对称化的需求。

因此能识别出，在各个电池单元的容量未知并且单元对称化尤其是电阻性地朝电池单元的共同的充电状态进行的系统中，整个要补偿的电荷可以是相对地说高的，因为常常不能排除经由补偿电阻引离不必要的电荷，该电荷远超过对不同的自放电的纯补偿。

防止该效应的方法在图2中示意性地示出。在此，示出了应表示该方法的框图。

在此，变化过程轴示出了时间坐标。在时间点t₁首先在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下确定多个电池单元的每个电池单元的充电状态。此外，在存在用于算出电池单元的充电状态的预定义的边界条件的前提下，在状态t₂，重新确定多个电池单元的每个电池单元在时间点t₂的充电状态，其中可选的、例如预定义的时间段14处于t₁与t₂之间。在此，可以将数据传送给控制系统，其中通过该控制系统可以确定多个电池单元的自放电率的相对差异。此外，在时间点t₂还可以直接开始单元对称化，因为存在预定义的边界条件。

图2此外还示出了，在稍后的时间点t₃，尤其是针对在时间点t₃应执行单元对称化的情况，可以确定多个电池单元的每个电池单元的充电状态。持续时间16在此可以处于t₂与t₃之间。因此，t₃基本上对应于如下时间点：在该时间点要执行单元对称化并且由此首先要算出单元对称化的需求。

如果在比方说可以适用于参考单元的预定义的边界条件下不可能在时间点t₃时对充电状态进行测量，如这在图2中在t_3-1处所示出的那样，则在时间段18期间基于如下需求进行单元对称化：该需求在考虑到多个电池单元的自放电率的相对差异的情况下被算出，如这可通过在t₁和t₂所算出的充电状态来算出。

然而，如果在预定义的边界条件下可能在时间点t₃时对充电状态进行测量，如这在图2中在t_3-2和t_3-3处所示出的那样，则在时间段20、22期间基于如下需求进行单元对称化：该需求已经在直接考虑到电池单元在时间点t₃或时间点t_3-2和时间点t_3-3时的充电状态的情况下被算出。

此外，曾基于自放电差异所实施的单元对称化可以被验证，并且必要时可以重新确定自放电差异，以便始终可以执行高度精确的单元对称化。该步骤24例如可以在单元对称化直接基于所算出的充电状态是可能时进行。根据图1，这例如可以紧接着时间点t₃来进行。

不同电池单元的自放电差异的算出此外还在图3a和图3b中示出。在此，分别在x轴上示出了不同的电池单元，在本情况下为八个电池单元作为多个电池单元，其中在y轴上说明了单位为%的充电状态（SOC）。

在图3a中示出了在时间点t₁时对充电状态的算出。在此，充电状态的值是针对参考单元的，带有编号1的电池单元已被选为该参考单元。要识别的是，充电状态（比方说由于容量不同）可彼此强烈地偏差，其中相对值通过容量差异和参考作为100%的参考单元也可能大于100%。

在图3b中示出了在时间点t₂时被算出的充电状态。在此，充电状态尤其是在参考单元的充电状态具有与在时间点t₁时的值（即例如处于100%）相同的值时被算出。尤其是此外还可以设置，电池单元存在于与在t₁时相同的或者可比较的弛豫状态下。要识别的是，电池单元部分地具有与t₁相比不同的充电状态。该差异尤其是通过电池单元的自放电而引起，其中相应的电池单元的自放电率可以是不同的。

在轴x₁上所示出的各个电池单元的自放电率的差异在此关于所述参考单元被绘制在轴x₂上。在此要识别的是，电池单元2和3具有关于在t₁时的测量更高的充电状态，电池单元5具有关于在t₁时的测量低的充电状态，并且电池单元4和6至8相对于参考单元不具有自放电差异。由于电池单元1被选出作为参考单元1，所以这些充电状态直接针对该电池单元1。因此，以简单的方式可以算出充电状态的高低，该充电状态针对单元对称化要被补偿。这在轴x₃上示出。在此，这样的单元对称化尤其是从电阻性单元对称化、即从具有相对地说高的充电状态的电池单元的放电直至具有相对地说最低的充电状态的电池单元的充电状态。这根据图3b是电池单元5，因此对于该电池单元没有放电需求。其他电池单元因此应被补偿其自放电的量。由于关于参考单元的自放电差异被算出，所以每个电池单元的补偿的需求可以基于参考单元的需求，其中自放电率的相对应的差异在这种情况下必须被重视。这在图3b中在轴x₃上能清楚地被识别，在那里电池单元2和3具有高了其较低的自放电的量的补偿需求，并且其中其余的电池单元4和6至8具有参考单元6的补偿需求。

因此，各个电池单元Zelle_i关于参考单元Zelle_ref的自放电率的差异可作为单位时间的电荷量如下地被算出：

电池单元中的每个电池单元Zelle_i的补偿需求此外还例如通过手动的自放电来考虑所有单元关于最大自放电的自放电差。相对于参考单元有最大的负偏差的电池单元具有最高的自放电差，即根据图3为单元5。在所有其他电池单元中过剩的电荷因此可以如下地被补偿：

在此，值ΔSOC_bal（Zelle_i）代表每时间单位的要补偿的电荷。当在最佳条件下没有充电状态可被确定时，基于该值可以进行补偿。

Claims (10)

1.用于多个电池单元的单元对称化的方法，其具有如下方法步骤：

a）在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下确定多个电池单元的每个电池单元在时间点t₁时的充电状态；

b）在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下，确定多个电池单元的每个电池单元在时间点t₂时的充电状态，其中可选的时间段（14）处于t₁与t₂之间；

c）基于在方法步骤a）和b）下所算出的充电状态确定多个电池单元的自放电率的相对差异；

d）确定多个电池单元的每个电池单元在时间点t₃时的充电状态，以及

e）对多个电池单元实施单元对称化，

其中，

e1）电池单元的单元对称化基于如下需求进行：当在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下能够算出电池单元在时间点t₃时的充电状态时，该需求在直接考虑电池单元在时间点t₃时的充电状态的情况下被算出；或者其中

e2）电池单元的单元对称化基于如下需求进行：当不在存在预定义的用于算出电池单元的充电状态的边界条件的前提下能够算出电池单元在时间点t3时的充电状态时，该需求在考虑多个电池单元的自放电率的相对差异的情况下被算出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预确定的边界条件包括至少一个电池单元的充电状态的量和至少一个电池单元的弛豫状态。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法具有另外的方法步骤：

f）通过方法步骤e1）验证根据方法步骤e2）对电池单元的单元对称化；以及

g）重新确定多个电池单元的自放电率的相对差异。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过有针对性地使至少一个电池单元经由放电电阻放电来进行方法步骤e）。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在从多个电池单元中选出参考单元的情况下和在将多个电池单元的其余的电池单元的自放电率与参考单元的自放电率进行比较的情况下来进行方法步骤c）。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，电池单元的充电状态在使用电池单元的相应的单元电压的情况下被算出。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在电池系统启动时算出针对电池单元的充电状态的补偿的需求。

8.一种电池系统，其具有多个电池单元，其中通过该电池系统能够算出电池单元的充电状态并且算出电池单元的自放电率，并且其中通过该电池系统此外还能够执行单元对称化，其特征在于，该电池系统具有控制单元，该控制单元被构建为实施根据权利要求1至7之一所述的方法。

9.根据权利要求8所述的电池系统，其特征在于，该电池系统具有多个放电电阻，用于选择性地使所述电池单元中的每个电池单元放电。

10.根据权利要求8或9所述的电池系统，其特征在于，该电池系统被布置在至少部分地可电驱动的车辆中。