CN106573543A - 用于开关电池组的电池组电池的方法和所属的电池组系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于开关被构造为电化学能量存储器的电池组(111)的多个电池组电池(21)的方法,其中所述电池组电池(21)分别以相应的第一概率P1i电耦合到电池组(111)上并且分别以相应的第二概率P2i从电池组(111)上电去耦。在此,电池组电池(21)能够相互串联。在该方法中,对于每个电池组电池(21),根据相应电池组电池(21)的充电状态LZi和老化状态AZi计算第一品质因数G1i。也确定平均的第一品质因数G1,其对应于电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值。此外,对于每个电池组电池(21),计算作为相应电池组电池(21)的第一品质因数(G1i)和平均的第一品质因数G1之间的差的线性的特别是单调上升的函数的第二品质因数G2i。在此,对于每个电池组电池(21),分别根据相应电池组电池(21)的所计算的第二品质因数G2i确定相应的第一概率P1i和相应的第二概率P2i。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于开关被构造为电化学能量存储器的电池组的多个电池组电池的方法。本发明还涉及一种具有被构造为电化学能量存储器的电池组的电池组系统,其中该电池组具有多个电池组电池单元,所述电池组电池单元分别包括电池组电池和分配给电池组电池的电池组电池监控模块。
背景技术
在图1中示出由现有技术已知的电池组系统10,其包括具有多个电池组电池单元(智能电池单元,SCU)的电池组11,所述电池组电池单元分别具有电池组电池21和分配给电池组电池21的电池组电池监控模块(电池组电池电子设备模块或电池组电池电子设备)22。为了简化图1中的图示,仅仅两个电池组电池单元被画出并且分别配备附图标记20。电池组电池监控模块22能够实现各个电池组电池21的单独的控制。为了产生电池组11的输出电压(总输出电压)U,该输出电压也用作电池组系统10的输出电压U,电池组电池监控模块22在串联电路中通过连接段相互连接。电池组系统10还包括用于控制电池组系统10的中央控制单元(中央控制单元,CUU)30。
为了产生电池组11的可控的输出电压(总输出电压)U,分别借助所分配的电池组电池监控模块22来接通各个电池组电池21,即电池组电池21可以分别相对于电池组11的输出电压U的抽头以正或负的极性引入到串联电路中。为了产生电池组11的可控的输出电压(总输出电压)U,还分别借助所分配的电池组电池监控模块22来切断各个电池组电池21,即通过以下方式将要切断的电池组电池21从串联电路上分离:每个要切断的电池组电池21的连接端子借助所分配的电池组电池监控模块22来电连接,由此桥接相应的电池组电池21。因此,与串联电路接通的电池组电池21可以分别处于被称为“正接通的”开关状态中或处于另外的被称为“负接通的”开关状态中。此外,与串联电路分离的电池组电池21可以处于被称为“桥接的”开关状态中。
在这样的电池组系统10(智能电池电池组系统)中,关于电池组电池21的开关状态的变化的决定分散地在相应的电池组电池监控模块22中进行。实际的调节功能通过中央控制单元30来实现,该中央控制单元被构造为花费少地实现的中央调节器。
在此,在电池组系统10中,第一控制参量P1和第二控制参量P2的预先给定通过被构造为单向的通信接口的通信段31进行,通过该通信段31从中央控制单元30将仅仅一个唯一的消息发送到所有电池组电池监控模块22,该唯一的消息包括当前的控制参量P1和P2。所有电池组电池监控模块22接收相同的消息,并且或者自主地接通串联电路的分别被分配的电池组电池21,或者通过相应的在电池组电池监控模块22中分别存在的开关(未示出)桥接分别被分配的电池组电池21。根据一种控制算法,中央控制单元30预先给定两个处于0和1之间的数值形式的两个控制参量P1、P2,所述两个控制参量通过通信段31从中央控制单元(CCU)30向电池组电池监控模块(SCU)22传输并且一样被所有电池组电池监控模块22接收。在此适用:0≤P1≤1和0≤P2≤1。
在每个电池组电池监控模块22中,实施均匀分布的随机过程,该随机过程将P1解释成被称为接通概率的第一概率,利用该第一概率接通每个被切断的电池组电池21,并且将P2解释成被称为切断概率的第二概率,利用该第二概率切断每个被接通的电池组电池21。中央控制单元30跟踪控制参量P1和P2,使得在电池组11的当前输出电压U和电池组11的所期望的输出电压Us之间出现尽可能小的差(调节差)。
附加于产生电池组11的可控的输出电压U,通过中央控制单元30执行的控制算法的简单的扩展可以进行成,使得有效的电池组电池功能状态平衡(电池组电池平衡)通过同时使用电池组电池21的加权的使用期限来实现。
对此,每个电池组电池监控模块22根据品质因数缩放相关的控制参量P1或P2,即相同接收的并且根据所分配的电池组电池21的开关状态选择的控制参量P1或P2,该品质因数根据所分配的电池组电池21的充电状态(SOC)和老化状态(SOH)来计算。结果,具有较高品质因数的被切断的电池组电池21在放电过程期间以比具有较低的(较小的)品质因数的电池组电池21更大的概率被接通。相反,具有较低的品质因数的电池组电池21在放电过程期间以比具有较高的品质因数的电池组电池21更大的概率被切断。在时间平均上,具有较低的品质因数的电池组电池21较少经常地被负荷,由此实现电池组电池21的有效的电池组电池功能状态平衡。
在上述的电池组电池功能状态平衡方法的实现中已经证实,只有当电池组电池21的品质因数彼此强烈不同时,电池组电池功能状态平衡才可以实现。如果使用与电池组电池21的充电状态相关的电池组电池功能状态平衡方法,则这样执行的电池组电池功能状态平衡的效果在存在电池组电池21之间的小于5%的充电状态差别的情况下几乎还不能被识别。通过使用统计的如之前描述的控制算法(调节算法),电池组电池21根据统计的波动来负荷。迄今的研究已经表明,该效果在迄今使用的电池组电池状态平衡方法中占优势。这导致,由现有技术已知的电池组系统10的电池组11的电池组电池21的充电状态总是在0至5%的范围内彼此不同。
发明内容
根据本发明提供一种用于开关被构造为电化学能量存储器的电池组的多个电池组电池的方法。在此,电池组电池分别以相应的第一概率被电耦合到电池组上并且分别以相应的第二概率从电池组上电去耦。在此,电池组电池能够相互串联。在该方法中,针对每个电池组电池,根据相应电池组电池的充电状态和老化状态计算第一品质因数。此外,确定平均的第一品质因数,其对应于电池组电池的第一品质因数的平均值。也针对每个电池组电池,计算作为相应电池组电池的第一品质因数和平均的第一品质因数之间的差的线性的特别是单调上升的函数的第二品质因数。在此,针对每个电池组电池,分别根据相应的电池组电池的所计算的第二品质因数来确定相应的第一概率和相应的第二概率。
根据本发明还提供一种具有被构造为电化学能量存储器的电池组的电池组系统,该电池组具有多个电池组电池单元,所述电池组电池单元分别包括电池组电池和分配给电池组电池的电池组电池监控模块。在此,每个电池组电池监控模块被构造用于将所分配的电池组电池以相应的第一概率电耦合到电池组上并且以相应的第二概率从电池组上电去耦。在此,电池组电池能够借助所分配的电池组电池监控模块彼此串联。此外,每个电池组电池监控模块被构造用于根据相应的电池组电池的充电状态和老化状态来计算所分配的电池组电池的第一品质因数。此外,电池组系统包括中央控制单元,该中央控制单元被构造用于确定平均的第一品质因数(其对应于电池组电池的第一品质因数的平均值)并且将其传递给每个电池组电池监控模块。此外,每个电池组电池监控模块还被构造用于计算所分配的电池组电池的作为相应电池组电池的第一品质因数和平均的第一品质因数之间的差的线性的特别是单调上升的函数的第二品质因数并且分别根据所分配的电池组电池的所计算的第二品质因数来确定相应的第一概率和相应的第二概率。
从属权利要求示出本发明的优选的改进方案。
在本发明中确定平均的第一品质因数(所有参与的电池组电池的平均第一品质因数)并且将其从中央控制单元传递到所有电池组电池监控模块,所述电池组电池监控模块分别根据所分配的电池组电池的第一品质因数和所接收的平均的第一品质因数来计算第二品质因数。
优选地,根据关系式(1)来确定每个电池组电池的第二品质因数G2i:
G2i=((G1i-G1)/C)+0.5,其中C是尤其正的常数,0≤G1i≤1,0≤G1≤1和0≤G2i≤1,特别是0.1≤G2i≤0.9 (1)。
在关系式(1)中,C是尤其正的常数,i是处于1和电池组的电池组电池的数量n之间的自然数,G2i是第i个电池组电池的第二品质因数,G1i是相应的第i个电池组电池的第一品质因数并且G1是平均的第一品质因数,其对应于电池组的电池组电池的第一品质因数的平均值。如果C在关系式(1)中是正的常数,则每个电池组电池的第二品质因数是相应电池组电池的第一品质因数和平均的第一品质因数之间的差的线性的特别是单调上升的函数。
在本发明的一种特别优选的实施方式中,在电池组的放电过程期间,每个电池组电池的相应的第一概率是相应的电池组电池的第二品质因数的线性的单调上升的函数,并且每个电池组电池的相应的第二概率是相应的电池组电池的第二品质因数的线性的单调下降的函数。优选地,在电池组的充电过程期间,每个电池组电池的相应的第一概率是相应的电池组电池的第二品质因数的线性的单调下降的函数,并且每个电池组电池的相应的第二概率是相应的电池组电池的第二品质因数的线性的单调上升的函数。
优选地,在电池组的放电过程期间,每个从电池组上电去耦的电池组电池、即每个被切断的电池组电池以第一概率(其对应于相应电池组电池的第二品质因数的单调上升的函数)电耦合、即接通到电池组上,并且每个被接通的电池组电池以相应的第二概率被切断,该第二概率对应于相应电池组电池的第二品质因数的单调下降的函数。此外优选地,在电池组的充电过程期间,每个被切断的电池组电池以第一概率(其对应于相应电池组电池的第二品质因数的单调下降的函数)被接通,并且每个被接通的电池组电池以相应的第二概率被切断,该第二概率对应于相应电池组电池的第二品质因数的单调上升的函数。这意味着,在电池组的放电过程期间,具有较大的第二品质因数的电池组电池可以比具有较小的第二品质因数的电池组电池更强烈地放电。这还意味着,在电池组的充电过程期间,具有较小的第二品质因数的电池组电池可以比具有较大的第二品质因数的电池组电池更强烈地充电。
每个电池组电池的第二品质因数是相应的电池组电池的第一品质因数和平均的第一品质因数之间的差的单调上升的函数,并且在电池组的放电过程期间,对于每个电池组电池,第一相应的第一概率是相应电池组电池的第二品质因数的单调上升的函数并且第二相应的第二概率是相应电池组电池的第二品质因数的单调下降的函数。因此实现:在电池组的放电过程期间,具有其差大于G1i-G1的第一品质因数的电池组电池比分别具有其差小于G1i-G1的第一品质因数的电池组电池更经常地被接通并且更少地被切断,即更强烈地放电。
每个电池组电池的第二品质因数是相应的电池组电池的第一品质因数和平均的第一品质因数之间的差的单调上升的函数,并且在电池组的充电过程期间,对于每个电池组电池,相应的第一概率是相应电池组电池的第二品质因数的单调下降的函数并且相应的第二概率是相应电池组电池的第二品质因数的单调上升的函数。因此实现:在电池组的充电过程期间,具有其差小于G1i-G1的第一品质因数的电池组电池比分别具有其差大于G1i-G1的第一品质因数的电池组电池更经常地被接通并且更少地被切断,即更强烈地充电。
优选地,每个电池组电池的第一品质因数是相应电池组电池的充电状态的单调上升的函数。
因此,根据本发明可以执行电池组电池功能状态平衡,通过该电池组电池功能状态平衡也可以有效地平衡电池组电池之间的例如5%以下的较小的充电状态差别。
优选地,为了确定平均的第一品质因数,电池组电池的第一品质因数的平均值直接从电池组电池的第一品质因数的值来计算。优选地,在所述确定平均的第一品质因数中,每个电池组电池的第一品质因数的被计算的值借助相应的电池组电池监控模块传递到中央控制单元上,该中央控制单元然后直接由电池组电池的第一品质因数的值计算电池组电池的第一品质因数的平均值并且将该平均值传递到每个电池组电池监控模块。
特别是为了确定平均的品质因数,可以规定电池组电池的第一品质因数的平均值,以用于产生电池组的所期望的输出电压。优选地,测量电池组的当前的输出电压。
优选地,在存在相对于所期望的输出电压更小的当前输出电压时,电池组电池的第一品质因数的平均值在电池组的放电过程期间被减小和/或在电池组的充电过程期间被提高。此外优选地,在存在相对于所期望的输出电压更大的当前输出电压时,电池组电池的第一品质因数的平均值在电池组的放电过程期间被提高和/或在电池组的充电过程期间被减小。
在刚才提及地确定平均的第一品质因数中考虑,电池组的输出电压的统计的平均值受第一概率和第二概率影响,其中以第一概率接通电池组电池,以第二概率切断电池组电池。通过第一概率并且相应地还有第二概率分别与相应的电池组电池的第二品质因数有关,并且电池组电池的第二品质因数分别与平均的第一品质因数有关,则电池组的输出电压的统计的平均值与平均的第一品质因数有关。
在刚才提及的确定中,所测量的当前输出电压和所期望的输出电压优选地不是相应电压的瞬时值,而是相应电压的通过多个调节周期计算的平均值或相应电压的统计的平均值。
在刚才提及地确定平均的第一品质因数中十分有利的是,电池组电池模块不必将分别分配的电池组电池的第一品质因数的分别计算的值传递到中央控制单元。在此,首先由中央控制单元估计平均的第一品质因数并且然后迭代地趋近于平均的第一品质因数的真实值并且然后传递到每个电池组电池模块。因此可以在没有电池组电池监控模块和中央控制单元之间的信息流的情况下确定平均的第一品质因数。
优选地,对于每个电池组电池,利用第一因数缩放的第一控制参量用作相应的第一概率并且利用第二缩放因数缩放的第二控制参量用作相应的第二概率。在此,第一控制参量和第二控制参量分别与相应电池组电池的第一品质因数和相应电池组电池的第二品质因数无关。对于每个电池组电池,相应的第一因数和相应的第二因数也分别根据相应电池组电池的第二品质因数来预先定义。
此外优选地,对于每个电池组电池,相应的第一因数f1i和相应的第二因数f2i之间的和等于1。对于每个电池组电池,相应的第一因数在电池组的放电过程期间也可以与相应电池组电池的第二品质因数相等。此外对于每个电池组电池,相应的第二因数在电池组的充电过程期间可以与相应电池组电池的第二品质因数相等。
优选地,对于所有的电池组电池使用相同的第一控制参量和相同的第二控制参量。
在本发明的一种特别优选的实施方式中,为了产生电池组的所期望的输出电压预先给定第一控制参量和第二控制参量。优选地,测量电池组的当前输出电压并且与电池组的所期望的输出电压进行比较。此外,在存在当前输出电压和所期望的输出电压之间的差时改变第一控制参量和第二控制参量,使得当前输出电压和所期望的输出电压之间的差的绝对值被最小化。
在此,所测量的当前输出电压和所期望的输出电压优选地也不是相应电压的瞬时值,而是相应电压的这样的通过多个调节周期计算的平均值或相应电压的统计的平均值。
优选地,根据本发明的电池组系统的电池组的电池组电池是锂离子电池组电池。
本发明的另一方面涉及一种具有根据本发明的电池组系统的车辆。
附图说明
随后参考所附的附图详细地描述本发明的实施例。对于相同的组件也使用相同的附图标记。在附图中:
图1示出由现有技术已知的电池组系统,和
图2示出根据本发明的第一实施方式的电池组系统。
具体实施方式
图2示出根据本发明的第一实施方式的根据本发明的电池组系统100。如同在图1中示出的由现有技术已知的电池组系统,根据本发明的电池组系统100包括被构造为电化学能量存储器的具有多个电池组电池单元120的电池组111,所述电池组电池单元分别具有电池组电池21和分配给电池组电池21的电池组电池监控模块122。在根据本发明的电池组系统100中,每个电池组电池监控模块122也被构造用于以相应的第一概率P1i接通所分配的电池组电池21,即将所分配的电池组电池21电耦合到电池组111上,并且以相应的第二概率P2i切断所分配的电池组电池21,即将所分配的电池组电池21从电池组111上电去耦。此外,也设置根据本发明的电池组系统100的电池组电池单元122,使得在相应的电池组电池21被接通时所述电池组电池相互串联,即在此被接通的电池组电池21也可以分别以正的或负的极性被引入到串联电路中。
根据本发明的电池组系统100与在图1中示出的电池组系统的区别在于分配给电池组电池21的电池组电池监控模块122的功能。根据本发明的电池组电池监控模块122被构造用于使用由中央控制单元30预先给定的控制参量P1和P2的与图1中示出的电池组系统的电池组电池监控模块不同的缩放。因此,根据本发明的电池组电池监控模块122也被构造用于与图1中示出的电池组系统的电池组电池监控模块不同地确定相应的第一概率P1i和相应的第二概率P2i,其中分别以所述第一概率接通所分配的电池组电池21,分别以所述第二概率确定所分配的电池组电池21。由此实现电池组电池21的有效的电池组电池功能状态平衡。下面详细地描述每个根据本发明的电池组电池监控模块122的功能。
每个根据本发明的电池组电池监控模块122被构造用于根据所分配的电池组电池21的充电状态LZi和老化状态AZi计算所分配的电池组电池21的第一品质因数G1i。此外,每个根据本发明的电池组电池监控模块122被构造用于根据关系式(1a)计算所分配的电池组电池21的第二品质因数G2i,关系式(1a)是已经介绍的关系式(1)的通用描述中的特殊情况:
G2i=((G1i-G1)/C)+0.5,其中C是正的常数,0≤G1i≤1,0≤G1≤1和0≤G2i≤1,特别是0.1≤G2i≤0.9 (1a)。
在关系式(1a)中,i是处于1和电池组111的电池组电池21的数量n之间的自然数,G2i是第i个电池组电池的第二品质因数,G1i是相应的第i个电池组电池的第一品质因数并且G1是平均的第一品质因数,其对应于电池组111的电池组电池21的第一品质因数G1i的平均值。如之前已经提及的那样,中央控制单元30在根据本发明的电池组系统100中也被构造用于预先确定第一控制参量P1和第二控制参量P2并且将其通过通信段31传递到电池组电池监控模块122。
此外,每个根据本发明的电池组电池监控模块122被构造用于,针对所分配的电池组电池21,将利用相应的第一因数f1i缩放的第一控制参量P1用作相应的第一概率P1i并且将利用第二因数f2i缩放的第二控制参量P2用作相应的第二概率P2i。
在此,每个根据本发明的电池组电池监控模块122被构造用于,在电池组111的放电过程期间对于所分配的电池组电池21,根据关系式(2)确定相应的第一概率P1i并且根据关系式(3)确定相应的第二概率P2i:
P1i=f1i·P1=G2i·P1 (2)
P2i=f2i·P2=(1-G2i)·P2 (3)。
每个根据本发明的电池组电池监控模块122也被构造用于,在电池组111的充电过程期间对于所分配的电池组电池21,根据关系式(4)确定相应的第一概率P1i并且根据关系式(5)确定相应的第二概率P2i:
P1i=f1i·P1=(1-G2i)·P1 (4)
P2i=f2i·P2=G2i·P2 (5)。
在关系式(2)至(5)中,P1是第一控制参量并且P2是第二控制参量,f1i是相应的第一因数,f2i是相应的第二因数并且G2i是相应的第二品质因数。
总之,如果对于每个电池组电池21根据平均的第一品质因数G1(其对应于电池组111的所有电池组电池21的第一品质因数G1i的平均值)计算第二品质因数G2i,则即使在存在电池组电池21之间的较小的充电状态差别LZi的情况下也实现电池组111的电池组电池21的明显更好的电池组电池功能状态平衡(Balancing)。更好的电池组电池功能状态平衡例如可以通过根据关系式(1a)的计算准则结合所接收的控制参量P1、P2根据关系式(2)、(3)、(4)和(5)的缩放来实现。越小地选择关系式(1a)中的常数C,根据本发明执行的电池组电池功能状态平衡的效果就越强。因此,可以选择常数C,使得即使对于电池组111的电池组电池21的第一品质因数G1i之间的小的差别也实现根据本发明执行的电池组电池功能状态平衡的显著效果。
优选地,中央控制单元30被构造用于,为了确定平均的第一品质因数G1直接根据电池组电池21的被计算的第一品质因数G1i的由电池组电池监控模块122传递的值来计算电池组111的所有电池组电池21的第一品质因数G1i的平均值并且将这样确定的平均的第一品质因数G1传递到电池组电池监控模块122。
为了替代地确定平均的第一品质因数G1,可以借助中央控制单元30在没有与电池组电池监控模块122的信息流的情况下估计电池组电池21的第一品质因数G1i的平均值,因为电池组111的输出电压U的统计的平均值受所接收的控制参量P1、P2的根据本发明执行的缩放影响并且因此与平均的第一品质因数G1有关。对于利用在关系式(1a)、(2)、(3)、(4)和(5)中示出的计算准则实现电池组电池功能状态平衡,这意味着:如果电池组111的输出电压U在电池组111的放电过程期间小于电池组111的所期望的输出电压Us,则估计平均的第一品质因数G1的值,该值大于平均的第一品质因数G1的实际值,并且如果电池组111的输出电压U在电池组111的放电过程期间大于电池组111的所期望的输出电压Us,则估计平均的第一品质因数G1的值,该值小于平均的第一品质因数G1的实际值。这还意味着:如果电池组111的输出电压U在电池组111的充电过程期间小于电池组111的所期望的输出电压Us,则估计平均的第一品质因数G1的值,该值小于平均的第一品质因数G1的实际值,并且如果电池组111的输出电压U在电池组111的充电过程期间大于电池组111的所期望的输出电压Us,则估计平均的第一品质因数G1的值,该值大于平均的第一品质因数G1的实际值。
因此,平均的第一品质因数G1的值可以在电池组111的放电过程期间根据在关系式(6)和(7)中说明的准则并且在电池组111的充电过程期间根据在关系式(8)和(9)中说明的准则迭代地趋近于平均的第一品质因数G1的真实值。
如果在电池组111的放电过程期间电池组111的输出电压U小于电池组111的所期望的输出电压Us,则减小平均的第一品质因数G1的所估计的值, (6)。
并且如果在电池组111的放电过程期间电池组111的输出电压U大于电池组111的所期望的输出电压Us,则提高平均的第一品质因数G1的所估计的值。 (7)。
如果在电池组111的充电过程期间电池组111的输出电压U小于电池组111的所期望的输出电压Us,则提高平均的第一品质因数G1的所估计的值, (8)。
并且如果在电池组111的充电过程期间电池组111的输出电压U大于电池组111的所期望的输出电压Us,则减小平均的第一品质因数G1的所估计的值。 (9)。
在此,对于电池组111的输出电压U并且对于电池组111的所期望的输出电压Us,优选地不使用相应电压的瞬时值,而是使用相应电压的这样的通过多个调节周期而出现的平均值或相应电压的统计的平均值。
除了前面文字性的公开内容之外,为了进一步公开本发明,就此补充地参考图2中的图示。
Claims (13)
1.用于开关被构造为电化学能量存储器的电池组(111)的多个电池组电池(21)的方法,其中所述电池组电池(21)分别以相应的第一概率P1i电耦合到电池组(111)上并且分别以相应的第二概率P2i从电池组(111)上电去耦,并且其中电池组电池(21)能够相互串联,其特征在于,对于每个电池组电池(21),根据相应电池组电池(21)的充电状态LZi和老化状态AZi计算第一品质因数G1i并且确定平均的第一品质因数G1,所述平均的第一品质因数对应于电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值,并且对于每个电池组电池(21),计算作为相应电池组电池(21)的第一品质因数(G1i)和平均的第一品质因数G1之间的差的线性的特别是单调上升的函数的第二品质因数G2i,其中对于每个电池组电池(21),分别根据相应电池组电池(21)的所计算的第二品质因数G2i确定相应的第一概率P1i和相应的第二概率P2i。
2.根据权利要求1所述的方法,其中每个电池组电池(21)的第二品质因数G2i根据以下关系式来确定:
G2i=((G1i-G1)/C)+0.5,其中C是尤其正的常数,0≤G1i≤1,0≤G1≤1和0≤G2i≤1,特别是0.1≤G2i≤0.9,并且其中i是处于1和电池组(111)的电池组电池(21)的数量n之间的自然数,G2i是第i个电池组电池的第二品质因数,G1i是相应的第i个电池组电池的第一品质因数并且G1是平均的第一品质因数,其对应于电池组(111)的电池组电池(21)的第一品质因数的平均值。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中在电池组(111)的放电过程期间,每个电池组电池(21)的相应的第一概率P1i是相应电池组电池(21)的第二品质因数G2i的线性的单调上升的函数并且每个电池组电池(21)的相应的第二概率P1i是相应电池组电池的第二品质因数G2i的线性的单调下降的函数,和/或在电池组(111)的充电过程期间,每个电池组电池(21)的相应的第一概率P1i是相应电池组电池(21)的第二品质因数G2i的线性的单调下降的函数并且每个电池组电池(21)的相应的第二概率P2i是相应电池组电池(21)的第二品质因数G2i的线性的单调上升的函数。
4.根据上述权利要求之一所述的方法,其中为了确定平均的第一品质因数G1,直接从电池组电池(21)的第一品质因数G1i的值计算电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值,和/或为了确定平均的第一品质因数G1,规定电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值,以用于产生电池组(111)的所期望的输出电压Us,优选地测量电池组(111)的当前输出电压(U),在存在相对于所期望的输出电压Us更小的当前输出电压(U)时,在电池组(111)的放电过程期间减小和/或在电池组(111)的充电过程期间提高电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值,和/或在存在相对于所期望的输出电压Us更大的当前输出电压(U)时,在电池组(111)的放电过程期间提高和/或在电池组(111)的充电过程期间减小电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值。
5.根据上述权利要求之一所述的方法,其中对于每个电池组电池(21),利用第一因数f1i缩放的第一控制参量P1用作相应的第一概率P1i并且利用第二因数f2i缩放的第二控制参量P2用作相应的第二概率P2i,其中第一控制参量P1和第二控制参量P2分别与相应电池组电池(21)第一品质因数G1i和相应电池组电池(21)第二品质因数G2i无关,并且分别根据相应电池组电池(21)的第二品质因数G2i预先定义第一因数f1i和第二因数f2i。
6.根据权利要求5所述的方法,其中对于每个电池组电池(21),相应的第一因数f1i和相应的第二因数f2i之间的和等于1,和/或对于每个电池组电池(21),相应的第一因数f1i在放电过程期间与相应电池组电池(21)第二品质因数G2i相等,和/或对于每个电池组电池(21),相应的第二因数f2i在充电过程期间与相应电池组电池(21)第二品质因数G2i相等。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其中对于所有电池组电池(21)使用相同的第一控制参量P1和相同的第二控制参量P2。
8.根据权利要求7所述的方法,其中为了产生电池组(111)的所期望的输出电压Us,预先确定第一控制参量P1和第二控制参量P2,并且优选地测量电池组(21)的当前输出电压(U)并且与电池组(21)的所期望的输出电压Us进行比较,并且在存在当前输出电压(U)和所期望的输出电压Us之间的差时,改变第一控制参量P1和第二控制参量P2,使得当前输出电压(U)和所期望的输出电压Us之间的差的绝对值被最小化。
9.具有被构造为电化学能量存储器的电池组(111)的电池组系统(100),所述电池组具有多个电池组电池单元(120),所述电池组电池单元分别包括电池组电池(21)和分配给电池组电池(21)的电池组电池监控模块(122),其中每个电池组电池监控模块(122)被构造用于将所分配的电池组电池(21)以相应的第一概率P1i电耦合到电池组(111)上并且以相应的第二概率P2i从电池组(111)上电去耦,并且其中电池组电池(21)能够借助所分配的电池组电池监控模块(122)彼此串联,其特征在于,每个电池组电池监控模块(122)还被构造用于根据相应的电池组电池(21)的充电状态LZi和老化状态AZi来计算所分配的电池组电池(21)的第一品质因数G1i,并且所述电池组系统(100)包括中央控制单元(30),所述中央控制单元被构造用于确定平均的第一品质因数G1(所述平均的第一品质因数G1对应于电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值)并且将所述平均的第一品质因数G1传递给每个电池组电池监控模块(122),其中每个电池组电池监控模块(122)还被构造用于计算所分配的电池组电池(21)的作为所分配的电池组电池(21)的第一品质因数G1i和平均的第一品质因数G1之间的差的线性的特别是单调上升的函数的第二品质因数G2i并且分别根据所分配的电池组电池(21)的所计算的第二品质因数G2i来确定相应的第一概率P1i和相应的第二概率P2i。
10.根据权利要求9所述的电池组系统(100),其中每个电池组电池监控模块(122)还被构造用于,在电池组(111)的放电过程期间,将所分配的电池组电池(21)的第二品质因数G2i的线性的单调上升的函数用作相应的第一概率P1i并且将所分配的电池组电池(21)的第二品质因数G2i的线性的单调下降的函数用作相应的第二概率P2i,和/或在电池组(111)的充电过程期间,将所分配的电池组电池(21)的第二品质因数G2i的线性的单调下降的函数用作相应的第一概率P1i并且将所分配的电池组电池(21)的第二品质因数G2i的线性的单调上升的函数用作相应的第二概率P2i。
11.根据权利要求9或10所述的电池组系统(100),其中每个电池组电池监控模块(122)还被构造用于将所分配的电池组电池(21)的被计算的第一品质因数G1i传递到中央控制单元(30),并且所述中央控制单元(30)被构造用于,为了确定平均的品质因数G1,直接从电池组电池(21)的第一品质因数G1i的值计算电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值和/或为了确定平均的第一品质因数G1,规定电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值,以用于产生电池组(111)的所期望的输出电压Us,并且优选地测量电池组(111)的当前输出电压(U),在存在相对于所期望的输出电压Us更小的当前输出电压(U)时,在电池组(111)的放电过程期间减小和/或在电池组(111)的充电过程期间提高电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值,和/或在存在相对于所期望的输出电压Us更大的当前输出电压(U)时,在电池组(111)的放电过程期间提高和/或在电池组(111)的充电过程期间减小电池组电池(21)的第一品质因数G1i的平均值。
12.根据权利要求9至11之一所述的电池组系统(100),其中每个电池组电池监控模块(122)还被构造用于将利用第一因数f1i缩放的第一控制参量P1用作相应的第一概率P1i并且将利用第二因数f2i缩放的第二控制参量P2用作相应的第二概率P2i,其中第一控制参量P1和第二控制参量P2分别与所分配的电池组电池(21)第一品质因数G1i和所分配的电池组电池(21)第二品质因数G2i无关,并且分别根据所分配的电池组电池(21)的第二品质因数G2i预先定义第一因数f1i和第二因数f2i。
13.根据权利要求9至12之一所述的电池组系统(100),具有中央控制单元(30),所述中央控制单元(30)被构造用于,为了产生电池组(111)的所期望的输出电压Us,为所有电池组电池(21)预先确定各个第一控制参量P1和各个第二控制参量P2,将第一控制参量P1和第二控制参量P2传递到所有电池组电池监控模块(122),并且优选地测量电池组(111)的当前输出电压(U)并且与电池组(111)的所期望的输出电压Us进行比较,并且在存在当前输出电压(U)和所期望的输出电压Us之间的差时,改变第一控制参量P1和第二控制参量P2,使得实现当前输出电压(U)和所期望的输出电压Us之间的差的绝对值的最小化。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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