CN106374554A - 监控电池的至少一个预定电池单元的状态的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于监控具有多个串联联接或能串联联接的电池单元(1、2、3、4)的电池(10)的至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的状态的方法。该方法包括以下步骤：在第一阶段期间将电池(10)置于第一状态(Z1)，其中电池单元分别具有预定义的充电状态，在跟随第一阶段之后的第二阶段期间，对处于第一状态(Z1)中的电池(10)放电，在跟随第二阶段之后的第三阶段期间对电池(10)充电，直至电池(10)的至少一个电池单元具有预定义的充电状态的时间点，至少暂时检测由至少一个预先确定的电池单元提供的电压以及确定用于根据所检测的电压的分析而识别至少一个预先确定的电池单元的状态的信息。

Description

监控电池的至少一个预定电池单元的状态的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于监控具有多个串联联接或能串联联接的电池单元的电池的至少一个电池单元的状态的方法和相应的设备。
背景技术
在电池单元中可能出现故障。这些故障例如可能是局部短路，所述短路例如由电池单元中的枝状结晶和/或污物、电池单元的老化、生产故障或机械作用造成。这样的短路能够导致在电池单元中出现自放电电流。因此，所述故障在具有这样的电池单元的电池的充电状态中是安全风险，因为这可能发生电池单元的局部加热。
典型地用于电动车应用的当今的电池系统包括具有多个串联联接或能联接的电池单元的电池，在电池充电和/或放电时，同一电流流经所述电池单元。这样的电池系统的能获取的电能和功率通过具有所有电池单元的最小容量和最大内阻的电池单元来确定。因此有利的是，在这样的电池系统中装入具有尽可能类似的容量和内阻的电池单元。已知的是，由于电池单元的老化使电池单元的容量典型地减小并且使其内阻典型地升高。由于老化和在上文提到的电池系统的电池单元中流动的自放电电流，电池单元不同速率地放电。这在长期导致电池单元的不同的充电状态。因此需要的是，定期地执行在这样的电池系统的电池单元的充电状态之间的充电状态均衡。该过程通常被称为“配平”。
由文献CN 10231546 B公知了一种具有多个电池单元的电池。在此，电池的状态由电池管理系统来监控。电池管理系统被构造用于，导入和驱控在电池的电池单元的不同充电状态之间的充电状态均衡的执行。
由文献US 2013/0018606公知了一种具有多个电池单元的电池。在此，执行在电池的电池单元的不同充电状态之间的充电状态均衡。此外，为每个电池单元确定如下频率，存储在相应电池单元中的能量在多个充电状态均衡期间以该频率改变。借助针对每个电池单元确定的频率的分析而确定，相应的电池单元是否处于故障状态中。由于相应电池单元的内部短路可能出现这样的故障状态。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于监控具有多个串联联接或能串联联接的电池单元的电池的至少一个预先确定的电池单元的状态的方法。根据本发明的方法包括第一、第二、第三、第四和第五步骤。第一步骤包括：在第一阶段期间，将电池置于第一状态，在第一状态中，电池单元分别具有预定义的充电状态。第二阶段包括：在跟随第一阶段之后的第二阶段期间，对处于第一状态中的电池进行放电。第三步骤包括：在跟随第二阶段之后的第三阶段期间，对电池进行充电，直至电池的至少一个电池单元具有预定义的充电状态的时间点。第四步骤包括：至少在第二阶段期间所发生的放电结束之后和至少在第三阶段中所发生的充电结束之后检测由至少一个预先确定的电池单元提供的电压。第五步骤包括：确定用于根据所检测的电压的分析而识别至少一个预先确定的电池单元的状态的信息。从属权利要求示出本发明的优选改进方案。
在根据本发明的方法中，对所检测的电压的分析包括对至少在第二阶段期间发生的放电结束之后所检测的电压的分析和对至少在第三阶段期间发生的充电结束之后所检测的电压的分析。
在根据本发明的方法中要考虑的是，电池单元的充电状态可以具有可以在0％与100％之间或在0与1之间的值。在此，具有带有0％或0的值的充电状态的电池单元被理解为已完全放电的电池单元。此外，具有带有100％或1的值的充电状态的电池单元被理解为已完全充电的电池单元。
在根据本发明的方法中，预定义的充电状态例如可以具有50％或80％或100％的值。
在上述方法中，至少一个预先确定的电池单元优选包括电池的所有电池单元。
在上述方法中，在第一阶段结束之后和第二阶段开始之前可以依次出现多个放电和充电过程。在此，在至少一个充电过程期间可以分别实现对电池的充电，通过充电使电池的至少一个电池单元如在第三阶段期间那样被置于预定义的充电状态。因此在上述方法中，第二阶段和第三阶段可以在第一阶段结束之后多次反复地依次出现。此外，在至少一个放电过程与跟随其后的充电过程之间可以设置有预定义的暂停阶段。在放电过程中或在第二阶段期间发生的充电中也可以实现对电池进行部分放电。此外，在充电过程中或在第三阶段期间发生的充电中可以实现对电池进行部分充电。当电池使用在车辆中时，可以在车辆使用期间进行电池的这样的部分放电和这样的部分充电。对于上述方法的可应用性来说，电池的这样的部分放电和这样的部分充电是无害的。在这里要考虑的是，紧随充电结束之后始终能执行用于对至少一个预先确定的电池单元的状态进行识别的信息的确定或至少一个预先确定的电池单元的状态的识别，在该充电中，电池的至少一个电池单元被置于预定义的充电状态。
在上述方法中，优选执行用于对至少一个预先确定的电池单元的状态进行识别的第一分析步骤和用于对至少一个预先确定的电池单元的状态进行识别的第二分析步骤。优选地，第一分析步骤包括：至少在第二阶段期间发生的放电结束之后对由至少一个预先确定的电池单元提供的电压进行检测和对至少在第二阶段期间发生的放电结束之后检测的电压进行分析。优选地，第二分析步骤包括：至少在第三阶段中发生的充电结束之后对由至少一个预先确定的电池单元提供的电压进行检测和对至少在第三阶段期间发生的充电结束之后检测的电压进行分析。优选地，第一分析步骤在第二阶段结束之后执行和/或第二分析步骤在第三阶段结束之后执行。
在上述方法中，使得在第二阶段期间所执行的放电结束的时间点优选可以与使得电池的单个或多个电池单元尤其同时达到另外的预定义的充电状态的另外的时间点一致。在该另外的时间点，电池的其余电池单元分别具有相对于另外的预定义的充电状态更大的充电状态。另外的预定义的充电状态例如可以具有例如10％的值。在上述方法中，使得在第三阶段期间所执行的充电结束的时间点优选可以与使得电池的单个或多个电池单元尤其同时达到预定义的充电状态的时间点相一致。在该时间点，电池的其余电池单元分别具有相对于预定义的充电状态更小的充电状态。
在上述方法中，优选执行第六步骤。第六步骤包括：识别至少一个预先确定的电池单元的每个要检验的电池单元，所述要检验的电池单元紧随在第三阶段期间所执行的充电结束之后具有相对于预定义的充电状态更小的充电状态。在此，至少一个预先确定的电池单元的每个要检验的电池单元的识别借助在第三阶段期间发生的充电结束之后所检测的电压的分析来实现。
在上述方法中，电池的所有电池单元在第一阶段期间首先被置于预定义的充电状态。在第二阶段期间所执行的放电结束之后，电池的电池单元提供不同的电压并且因此也具有不同的充电状态。在此，电池的功能削弱的电池单元和电池的有潜在危险的电池单元与电池的功能良好的电池单元相比都提供更小的电压。生产决定地或老化决定地虽然具有小的容量但不具有或具有非常少的自放电电流的电池单元被称为功能削弱的电池单元。具有高的自放电电流的电池单元被称为有潜在危险的电池单元。具有高的容量且不具有或具有非常少的自放电电流的电池单元被称为功能良好的电池单元。因此在第二阶段期间所执行的放电结束之后，电池的功能削弱的电池单元和有潜在危险的电池单元与电池的功能良好的电池单元相比都具有更小的充电状态。这优选可以通过在第二阶段结束之后执行的第一分析步骤来识别。然而，在第二阶段结束之后仍不能区分功能削弱的电池单元和有潜在危险的电池单元。当在之前所述的方法中第二阶段和第三阶段多次反复地依次出现时，优选可以在每个第二阶段结束之后执行第一分析步骤。换言之，优选在每个第三阶段开始之前执行第一分析步骤。
在第三阶段期间所执行的放电结束之后，功能良好的电池单元以及功能削弱的电池单元都具有预定义的充电状态，并且有潜在危险的电池单元分别具有相对于预定义的充电状态更小的充电状态。原因在于，通过在第二阶段期间所执行的放电从电池的所有电池单元分别取出同一第一电荷量。在此，必须将大约等于第一电荷量的电荷量向电池的不具有或具有非常少的自放电电流的电池单元输送，以便它们分别具有预定义的充电状态。在上文所述的方法中，该实际情况可以通过在第三阶段期间所执行的充电结束的时间点的选择被充分利用。因此，优选以如下方式选择该时间点，即通过在第三阶段期间所执行的充电将大约等于第一电荷量的电荷量向电池的所有电池单元输送。这意味着，在第三阶段期间所执行的充电结束之后，有潜在危险的电池单元分别不能具有预定义的充电状态。原因在于，在第三阶段期间必须将明显高于第一电荷量的电荷量向有潜在危险的电池单元输送，以便它们分别具有预定义的充电状态。由此，可以补偿由于有潜在危险的电池单元的高的自放电电流而产生的电荷损耗。这就是说，在上文提到的时间点上，仅有潜在危险的电池单元分别具有相对于预定义的充电状态更小的充电状态。换言之，在上文所述的方法中，电池的每个有潜在危险的电池单元优选可以通过第二分析步骤来辨识并且被分类为要检验的电池单元。
在上文所述的方法中，优选执行第七步骤。第七步骤包括：识别至少一个预先确定的电池单元的每个另外要检验的电池单元，所述每个另外要检验的电池单元紧随在第二阶段期间所执行的放电结束之后具有低于充电状态阈值的充电状态，并且不是要检验的电池单元。在此，至少一个预先确定的电池单元的每个另外的要检验的电池单元的识别借助对所检测的电压的分析来实现。换言之，至少一个预先确定的电池单元中的每个在紧随第二阶段期间所执行的放电结束之后具有低于充电状态阈值的充电状态并且尤其通过第二分析步骤未被分类为有潜在危险的电池单元的电池单元优选可以被识别为功能削弱的电池单元。每个这样识别的功能削弱的电池单元可以是如下的电池单元，其容量由于高于平均水平的高度老化是小的。
在第二阶段期间所执行的放电结束之后，电池的功能良好的电池单元具有比电池的功能削弱的电池单元和有潜在危险的电池单元更大的充电状态。在上文所述的包括第七步骤的方法中，该实际情况优选可以通过对充电状态阈值的合适选择被充分利用。因为根据第六步骤能识别出电池的所有有潜在危险的电池单元，所以根据第七步骤也可以十分及早识别电池的所有功能削弱的电池单元。换言之，在上文所述的包括第七步骤的方法中，电池的每个功能削弱的电池单元优选可以通过第一分析步骤和第二分析步骤来辨识并且被分类为另外的要检验的电池单元。
在上文所述的方法中有利的是，可以十分快速地识别电池的每个有潜在危险的电池单元和/或每个功能削弱的电池单元。由此，可以非常及时地导入相关的安全措施。
在上文所述的方法中还有利的是，为了识别每个有潜在危险的电池单元和/或每个功能削弱的电池单元，除了通常在当今的具有如上所述的电池的电池系统中已存在的测量设备以外，不需要另外的技术工具、诸如硬件。上文提到的识别仅需要附加的软件功能。
在上文所述的方法中，优选执行第八和第九步骤。第八步骤包括：至少在第二阶段期间所发生的放电过程中以及至少在第三阶段期间所发生的充电过程中检测流经电池的电流。第九步骤包括：根据对所检测的电压和所检测的电流的分析来确定至少一个预先确定的电池单元的容量和/或自放电电流。
在上文所述的方法中，优选执行第十步骤。第十步骤包括：在第三阶段结束之后执行在电池单元的充电状态之间的至少一个充电状态均衡。
可以规定，至少一个充电状态均衡分别是被动的充电状态均衡。在每个被动的充电状态均衡中，电池的每个分别具有大于电池的电池单元的最小充电状态的充电状态的电池单元分别通过被控制的放电被置于最小充电状态上。在此，每个被控制的放电分别经由优选具有小的电阻公差的电阻来实现，该电阻被分配给相应电池单元。在此，还经由分配给每个要放电的电池单元的电阻从每个要放电的电池单元中取出相应的电能量并将其转化成热量。
在上文所述的方法中，优选执行第十一和第十二和/或第十三步骤。第十一步骤包括：在执行至少一个充电状态均衡时检测关于电池的至少一个预先确定的电池单元的行为的另外的信息。
可以规定，所检测的关于至少一个预先确定的电池单元的另外的信息具有包括如下每个频率的第一信息，存储在预先确定的电池单元中的能量在至少一个充电状态均衡期间以该频率改变。
可以规定，所检测的关于至少一个预先确定的电池单元的另外的信息具有包括如下每个电压的第二信息，该电压在至少一个充电状态均衡期间由预先确定的的电池单元来提供。
此外可以规定，所检测的关于至少一个预先确定的电池单元的信息包含包括如下每个能量或电荷量的第三信息，该能量或电荷量在至少一个充电状态均衡期间向预先确定的电池单元输送或从其取出。
在至少一个充电状态均衡分别是被动的充电状态均衡的情况下，第三信息包括如下每个能量或电荷量，该能量或电荷量在至少一个充电状态均衡期间从预先确定的电池单元中取出。在此，优选根据如下电流的在相应的时间段内所执行的积分来确定每个取出的能量或电荷量，该电流在至少一个充电状态均衡期间流经被分配给相应的预先确定的电池单元的电阻。在这种情况下，第三信息优选也包括在至少一个充电状态均衡期间流经分配给预先确定的电池单元的电阻的每个电流。
第十二步骤包括：根据对所检测的关于至少一个预先确定的电池单元的另外的信息的分析、尤其根据对第一信息的分析，识别每个也被称为有潜在危险的电池单元的要检验的电池单元和/或每个也被称为功能削弱的电池单元的另外的要检验的电池单元。例如在至少一个充电状态均衡分别是被动的充电状态均衡的情况下，与另外的预先确定的电池单元相比其充电状态很少降低的每个预先确定的电池单元优选被识别为有潜在危险的电池单元并且被分类为要检验的电池单元。
第十三步骤包括：根据所检测的关于至少一个预先确定的电池单元的另外的信息、尤其根据第二和/或第三信息，确定至少一个预先确定的电池单元的容量和/或自放电电流。
在上述的包括第十一步骤的方法中，优选根据由至少一个预先确定的电池单元提供且被检测的电压、所检测的电流和所检测的关于至少一个预先确定的电池单元的另外的信息的分析，确定至少一个预先确定的电池单元的容量和/或自放电电流。
在上文所述的方法中，优选执行第十四和/或第十五步骤。第十四步骤包括：当每个其自放电电流被确定的电池单元的自放电电流超过电流阈值时，将该电池单元分别识别为处于临界状态的电池单元。处于临界状态的电池单元下面也被称为危险的电池单元。第十五步骤包括：当每个其容量被确定的电池单元的容量分别低于容量阈值时，将该电池单元分别识别为处于不期望状态的电池单元。处于不期望状态的电池单元下面也被称为高于平均程度强烈老化的电池单元。以这种方式，可以识别电池的每个危险的电池单元和/或每个高于平均程度强烈老化的电池单元。在此，电池可以是当今批量生产的具有电池的电池单元的固定接线的电池系统的一部分，在该电池系统中，通过关断电池可以防止如上文所述的所识别的电池单元的继续运行。此外，电池可以是新式电池系统的一部分，在该新式电池系统中，可以借助电子电路实现接通和/或跨接电池的单独的电池单元或单独的电池单元模块。以电池的减少数量的功能良好的电池单元可以实现这样的新式电池系统的继续运行，但是电池的危险的电池单元不参与其中和/或也不存在由于电池的高于平均程度强烈老化的电池单元造成的限制。对每个危险的电池单元和/或每个高于平均程度强烈老化的电池单元的故障处理例如可以通过更换相应的电池单元或具有相应电池单元的电池单元模块和/或通过将相应电池单元或相应电池模块转换到安全状态中来实现。在此，转换到安全状态中可以通过对相应电池单元或相应电池模块进行放电和/或禁止重新充电来实现。
在上述的方法中，每个其自放电电流被确定的电池单元优选地首先分别被识别为要检验的电池单元。在上述的方法中，每个其容量被确定的电池单元优选地首先分别被识别为另外的要检验的电池单元。以这种方式，仅针对减少数量的电池单元执行自放电电流和/或容量的确定，使得可以非常快速地识别每个危险的电池单元和/或每个高于平均程度强烈老化的电池单元。
本发明的另一方面涉及一种用于对电池单元组的至少一个预先确定的电池单元的状态进行监控的设备，该电池单元组由电池的至少一个电池单元组成，该电池具有多个串联联接或能串联联接的电池单元。该设备在此被构造用于识别存在第一阶段，在第一阶段期间电池被置于第一状态，在第一状态中电池的电池单元分别具有预定义的充电状态。该设备还被构造用于识别存在跟随第一阶段之后的第二阶段，在第二阶段期间对处于第一状态中的电池进行放电。该设备还被构造用于识别存在跟随第二阶段之后的第三阶段，在第三阶段期间对电池进行充电，直至电池的至少一个电池单元具有预定义的充电状态的时间点。该设备还被构造用于，根据上述方法确定关于电池单元组的至少一个预先确定的电池单元的状态的信息。
优选地，该设备还被构造用于识别在电池单元的充电状态之间的至少一个充电状态均衡的执行。
优选地，上述设备还被构造用于执行上述的方法。
可以规定，电池单元组包括电池的所有电池单元。在这里，上述设备可以优选是用于上述电池的中央控制器。替代于此地可以规定，电池包括多个电池模块，这些电池模块分别具有电池的至少一个电池单元，并且电池单元组由电池的电池单元模块的至少一个电池单元组成。在这里，所述设备优选可以是用于具有电池单元组的至少一个电池单元的电池单元模块的中央控制器。
附图说明
下面参考附图详细描述本发明的实施例。对于相同的部件和参数分别使用相同的附图标记。在附图中：
图1示出车辆的同一电池的多个状态的示意图。
具体实施方式
图1示出车辆的同一电池10的第一状态Z1、第二状态Z2、第三状态Z3和第四状态Z4。电池10包括第一电池单元1、第二电池单元2、第三电池单元3和第四电池单元4。四个电池单元1、2、3、4串联联接。
下面以Lji表示每个充电状态，处于四个状态Z1、Z2、Z3、Z4中的状态Zj中的电池10的四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i具有该充电状态。在这里要考虑的是，电池单元的充电状态可以在0％与100％之间或在0与1之间，其中当相应电池单元完全放电时，充电状态是0％或者说0，并且当相应电池单元完全充电时，充电状态是100％或者说1。下面，还以Qji表示每个电荷量，该电荷量存储在处于四个状态Z1、Z2、Z3、Z4中的状态Zj中的电池10的四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i中。在此，j是自然数，其对于第一状态Z1来说具有值1，对于第二状态Z2来说具有值2，对于第三状态Z3来说具有值3并且对于第四状态Z4来说具有值4。此外，i是自然数，其对于第一电池单元1来说具有值1，对于第二电池单元2来说具有值2，对于第三电池单元3来说具有值3并且对于第四电池单元4来说具有值4。在图1中，对于处于四个状态Z1、Z2、Z3、Z4中的状态Zj中的电池10来说，四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i的充电状态Lji的大小通过相应电池单元i的已装备的区域与相应电池单元的总面积之比来象征性表示。
与图1相结合地详细描述电池10的具有高的自放电电流的每个电池单元3、4的要根据本发明的第一实施方式来执行的识别。下面，电池10的分别具有高的自放电电流的第三和第四电池单元3、4也被称为有潜在危险的电池单元3、4。
根据第一实施方式，电池10在第一阶段期间被置于第一状态Z1，在第一状态中，四个电池单元1、2、3、4分别具有例如100％的预定义的充电状态。这意味着，处于第一状态Z1中的电池10的每个电池单元1、2、3、4具有与预定义的充电状态相同的充电状态L11、L12、L13、L14。这通过车辆首先一直联接至充电器上直至电池10的至少一个电池单元1、2具有预定义的充电状态来实现。紧随其后，执行在四个电池单元1、2、3、4的充电状态之间的充电状态均衡。紧接着，一直对电池10进行再冲电，直至所有四个电池单元1、2、3、4具有预定义的充电状态。这通过车辆重新联接至充电器来实现。预定义的充电状态也可以具有分别大于0％且小于100％的其他值。在此，针对预定义的充电状态仅示例性选择值100％。
下面，存储在处于第一状态Z1中的电池10的四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i中的每个电荷量Q1i也被称为相应电池单元i的容量Q1i。
根据第一实施方式，在紧随第一阶段之后的第二阶段期间，执行电池10的放电。这通过使车辆在第二阶段的整个持续时间内不时地行驶来实现。例如，第二阶段持续超过两天。在第二阶段期间，电池10仅进行放电而不进行充电。在此，电池10在第二阶段结束时处于第二状态Z2，在第二状态中，电池10的至少一个电池单元4具有另外的预定义的例如10％的充电状态。另外的预定义的充电状态也可以具有分别大于0％且小于预定义的充电状态的其他值。根据第一实施方式，对每个由处于第二充电状态Z2中的电池10的四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i提供的电压进行检测。由这些检测到的电压分别确定处于第二状态Z2中的电池10的四个电池单元1、2、3、4的充电状态L21、L22、L23、L24并且将它们互相比较。此外，根据时间t检测在第二阶段期间流经电池10的放电电流I2(t)。下面，电池10的由生产或老化决定地分别具有小的容量Q12但不具有或仅具有非常少的自放电电流的第二电池单元2也被称为功能削弱的电池单元2。此外下面，电池10的分别具有高的容量Q11且不具有或具有非常少的自放电电流的第一电池单元1也被称为功能良好的电池单元1。在第二阶段结束时，不仅电池10的功能削弱的电池单元2而且电池10的有潜在危险的电池单元3、4比电池10的功能良好的电池单元1更强烈地放电。由图1可看出，第二电池单元2、第三电池单元3和第四电池单元4分别比第一电池单元1更强烈地放电。因此，在第二阶段结束时仅可以确定，第一电池单元1与电池10的每个其他电池单元2、3、4相比具有更好的健康状态。
根据第一实施方式，在紧随第二阶段之后的第三阶段期间，执行电池10的充电直至电池10的电池单元1、2、3、4中的一个或多个同时达到预定义的充电状态的最早时间点。在第三阶段结束时，电池10位于第三状态Z3。根据第一实施方式，对每个由处于第三状态Z3中的电池10的四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i提供的电压进行检测。由这些检测到的电压分别确定处于第三状态Z3中的电池10的四个电池单元1、2、3、4的充电状态L31、L32、L33、L34并且将它们互相比较。此外，根据时间t检测在第三阶段期间流经电池10的充电电流I3(t)。在第三阶段结束时可以实现的是，电池10的有潜在危险的电池单元3、4区别于电池10的另外的电池单元1、2。原因在于，在第三阶段结束时，不仅电池10的功能良好的电池单元1而且电池10的功能削弱的电池单元2与其容量Q11、Q12的高度无关地完全地被充电，而电池10的有潜在危险的电池单元3、4未完全地被充电。由图1可看出，在第三阶段结束时，第一电池单元1和第二电池单元2已完全充电并且第三电池单元3和第四电池单元4未完全被充电。因此由图1可看出，第三电池单元3和第四电池单元4是有潜在危险的电池单元。因此由图1还可看出，第一电池单元1和第二电池单元2分别不具有自放电电流或具有很小的自放电电流。
根据第一实施方式，第四阶段紧随第三阶段之后。在此，在第四阶段期间，执行四个电池单元1、2、3、4在紧随第三阶段结束之后的充电状态L31、L32、L33、L34之间的至少一个充电状态均衡。紧接着，电池10一直进行再冲电，直至所有四个电池单元1、2、3、4完全被充电。在第四阶段结束时，电池10处于第四状态Z4，在第四状态中，四个电池单元1、2、3、4完全被充电。
根据第一实施方式，确定通过在第二阶段期间所执行的放电从每个电池单元1、2、3、4中取出的第一电荷量Q1。在此，第一电荷量Q1通过在第二阶段期间发生的放电电流I2(t)在处于第二阶段中的第一时间段tE内的积分来确定，在该第一时间段期间，放电电流I2(t)流经电池10。
根据第一实施方式，还确定通过在第三阶段期间所执行的充电给每个电池单元1、2、3、4输送的第二电荷量Q2。在此，第二电荷量Q2通过在第三阶段期间发生的充电电流I3(t)在处于第三阶段中的第二时间段tL内的积分来确定，在该第二时间段期间，充电电流I3(t)流经电池10。
根据第一实施方式，也根据在第二和第三阶段期间确定的大小确定四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i的每个自放电电流SIi。在此，四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i的每个自放电电流SIi根据关系(1)来确定：
S I i = - Q 1 1 - L 2 i + Q 2 L 3 i + L 2 i · Q 1 L 3 i · ( 1 - L 2 i ) t E + t P 1 1 - L 2 i + t L + t P 2 L 3 i - ( t E + t P 1 ) · L 2 i ( 1 - L 2 i ) · L 3 i - - - ( 1 )
在关系(1)中，处于第二阶段中的在其间放电电流I2(t)不流经电池10的时间段以tP1来表示。也在关系(1)中，处于第三阶段中的在其间充电电流I3(t)不流经电池10的时间段以tP2来表示。
根据第一实施方式，还根据在第二阶段期间确定的大小和为相应电池单元i确定的自放电电流SIi来确定四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i的每个容量Q1i。在此，四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i的容量Q1i根据关系(2)来确定：
Q 1 i = Q 1 + S I i · t E + S I i · t P 1 1 - L 2 i - - - ( 2 )
在关系(1)和(2)中，处于四个状态Z1、Z2、Z3、Z4中的状态Zj中的电池10的四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i具有的每个充电状态Lji以在0与1之间的值来评估。
下面，针对在位于四个状态Z1、Z2、Z3、Z4中的状态Zj中且在图1中示出的电池10的四个电池单元1、2、3、4中的电池单元i中存储的每个电荷量Qji分别说明示例值。也可设想其他的示例值。
对于处于第一状态Z1中的电池10来说，在第一电池单元1中存储的电荷量Q11为15Ah，在第二电池单元2中存储的电荷量Q12为10Ah，在第三电池单元3中存储的电荷量Q13为15Ah，并且在第四电池单元4中存储的电荷量Q14为10Ah。
对于处于第二状态Z2中的电池10来说，在第一电池单元1中存储的电荷量Q21为7.5Ah，在第二电池单元2中存储的电荷量Q22为2.5Ah，在第三电池单元3中存储的电荷量Q23为6Ah，并且在第四电池单元4中存储的电荷量Q24为1Ah。
对于处于第三状态Z3中的电池10来说，在第一电池单元1中存储的电荷量Q31为15Ah，在第二电池单元2中存储的电荷量Q32为10Ah，在第三电池单元3中存储的电荷量Q33为13.5Ah，并且在第四电池单元4中存储的电荷量Q34为8.5Ah。
对于处于第四状态Z4中的电池10来说，在第一电池单元1中存储的电荷量Q41为15Ah，在第二电池单元2中存储的电荷量Q42为10Ah，在第三电池单元3中存储的电荷量Q43为15Ah，并且在第四电池单元4中存储的电荷量Q44为10Ah。
除了上述的文字公开内容之外，就此对本发明的进一步的公开内容补充地参考图1中的视图。

Claims (10)

1.用于监控具有多个串联联接或能串联联接的电池单元(1、2、3、4)的电池(10)的至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的状态的方法，其特征在于：
在第一阶段期间，将所述电池(10)置于第一状态(Z1)，在所述第一状态中，所述电池单元(1、2、3、4)分别具有预定义的充电状态，
在跟随所述第一阶段之后的第二阶段期间，对处于所述第一状态(Z1)中的电池(10)进行放电，
在跟随所述第二阶段之后的第三阶段期间对所述电池(10)进行充电，直至所述电池(10)的至少一个电池单元(1、2)具有所述预定义的充电状态的时间点，
至少在所述第二阶段期间所发生的放电结束之后和至少在所述第三阶段中所发生的充电结束之后对由所述至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)提供的电压进行检测，以及
确定用于根据所检测的电压的分析而识别所述至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的状态的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
根据对在所述第三阶段期间发生的充电结束之后所检测的电压的分析，识别所述至少一个先确预定的电池单元(1、2、3、4)的每个要检验的电池单元(3、4)，所述要检验的电池单元紧随在所述第三阶段期间所执行的充电结束之后具有相对于所述预定义的充电状态更小的充电状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
根据对所检测的电压的分析，识别所述至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的每个另外要检验的电池单元(2)，所述另外要检验的电池单元紧随在所述第二阶段期间所执行的放电结束之后具有低于充电状态阈值的充电状态，并且所述另外要检验的电池单元不是所述要检验的电池单元(3、4)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：
至少在所述第二阶段期间所发生的放电过程中以及至少在所述第三阶段期间所发生的充电过程中检测流经所述电池(10)的电流，并且
根据对所检测的电压和所检测的电流的分析，确定所述至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的容量和/或自放电电流。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：
在第三阶段结束之后执行在电池单元(1、2、3、4)的充电状态之间的至少一个充电状态均衡。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
在至少一个充电状态均衡期间检测关于所述电池(10)的至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的行为的另外的信息，并且
根据所检测的关于所述至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的另外的信息的分析，识别所述至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的每个要检验的电池单元(3、4)和/或每个另外要检验的电池单元(2)，
并且/或者
根据所检测的关于所述至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的另外的信息，确定所述至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的容量和/或自放电电流。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于：
当每个其自放电电流被确定的电池单元(1、2、3、4)的自放电电流超过电流阈值时，将所述电池单元分别识别为处于临界状态中的电池单元(1、2、3、4)，并且/或者
当每个其容量被确定的电池单元(1、2、3、4)的容量分别低于容量阈值时，将所述电池单元分别识别为处于不期望状态中的电池单元(1、2、3、4)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其特征在于：
每个其自放电电流被确定的电池单元(3、4)首先分别被识别为要检验的电池单元(3、4)并且/或者每个其容量被确定的电池(2)单元首先分别被识别为另外的要检验的电池单元(2)。
9.用于监控电池单元组的至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的状态的设备，所述电池单元组由电池(10)的至少一个电池单元(1、2、3、4)组成，所述电池(10)具有多个串联联接或能串联联接的电池单元(1、2、3、4)，其特征在于，所述设备被构造用于：识别存在第一阶段，在所述第一阶段期间所述电池(10)被置于第一状态(Z1)，在所述第一状态中，所述电池(10)的电池单元(1、2、3、4)分别具有预定义的充电状态；识别存在跟随所述第一阶段之后的第二阶段，在所述第二阶段期间对处于所述第一状态(Z1)中的电池(10)进行放电；识别存在跟随所述第二阶段之后的第三阶段，在所述第三阶段期间对所述电池(10)进行充电，直至所述电池(10)的至少一个电池单元(1、2)具有所述预定义的充电状态的时间点；并且还根据权利要求1至5中任一项所述的方法确定关于所述电池单元组的至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)的状态的信息。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备优选被构造用于识别在电池单元(1、2、3、4)的充电状态之间的至少一个充电状态均衡的执行，其中所述设备还被构造用于，针对所述电池单元组的至少一个预先确定的电池单元(1、2、3、4)来执行根据权利要求6至8中任一项所述的方法。
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