CN109154637A - 用于运行蓄能器单体的方法和装置、电池模块以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行蓄能器单体的方法以及装置，所述蓄能器单体包括：至少一个阴极；至少一个阳极；电解质；至少一个第一参考电极，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第一电容；以及至少一个第二参考电极，所述第二参考电极具有用于存储电荷的第二电容；其中，第二电容大于第一电容，其中，所述方法具有以下步骤：检测在所述至少一个阴极或阳极与第二参考电极之间的至少一个电极电压；根据所述至少一个电极电压确定蓄能器单体的荷电状态；检测在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压；将电流源与第一参考电极和第二参考电极连接，从而第一参考电极和第二参考电极的荷电状态改变，以及将电流源与第一参考电极和第二参考电极分离，其中将电流源与第一参考电极和第二参考电极连接和分离的时刻取决于参考电压与预定电压值的比较的结果。本发明此外还涉及一种相应的电池模块以及具有电池模块的车辆。

Description

用于运行蓄能器单体的方法和装置、电池模块以及车辆
技术领域
本发明涉及一种用于运行蓄能器单体的方法以及装置；电池模块以及车辆。
背景技术
用于存储电能的电池在日常生活的几乎每个方面扮演着重要的角色，例如在时钟中、可携带电子装置中并且在无线通信的领域上。主要重要之处特别是在于所谓的电动汽车领域中，不仅在于具有纯电驱动装置的车辆中，而且在于具有混合驱动装置的车辆中。特别是在此特别重要的是，能够准确求取电池的运行状态、例如荷电状态或寿命。
为了确定电池的运行状态，特别是荷电状态(所谓的“State of Charge”，SOC)，考虑不同的方法，例如利用已知的充电电压曲线简单校正测量的电压、通过对已经流经的电流积分直接测量流失的电荷，或者利用计算机支持地实时计算电池模块在运行中出现的过压电位而对积分的电流进行校正。运行状态的确定可以通过测量相对于参考电极的阴极或阳极电压来改善。不过参考电极的电位可能在电池运行期间改变，由此歪曲所测量的阴极或阳极电压。
发明内容
本发明的任务在于，提出用于运行蓄能器单体的方法和装置以及电池模块以及车辆，其能实现尽可能可靠地确定荷电状态。
在按照本发明用于运行蓄能器单体的方法中，所述蓄能器单体包括：至少一个阴极；至少一个阳极；电解质；至少一个第一参考电极，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第一电容；以及至少一个第二参考电极，所述第二参考电极具有用于存储电荷的第二电容；其中，第二电容大于第一电容，检测在所述至少一个阴极或阳极与第二参考电极之间的至少一个电极电压以及根据所述至少一个电极电压确定蓄能器单体的荷电状态。此外检测在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压以及将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极连接，从而第一参考电极和第二参考电极的荷电状态改变，以及接着将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极又分离。将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极连接和分离的时刻在此取决于参考电压与至少一个预定电压值的比较的结果。
按照本发明用于运行蓄能器单体的装置，所述蓄能器单体包括：至少一个阴极；至少一个阳极；电解质；至少一个第一参考电极，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第一电容；以及至少一个第二参考电极，所述第二参考电极具有用于存储电荷的第二电容；其中，第二电容大于第一电容，所述装置具有：至少一个电流源或至少一个电流宿，其设计为，给第一和第二参考电极充电或放电。此外还设有控制机构，其构成为，根据在所述至少一个阴极或阳极与第二参考电极之间的至少一个电极电压确定蓄能器单体的荷电状态，以及将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极连接，从而第一参考电极和第二参考电极的荷电状态改变，以及将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极又分离，其中，将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极连接和分离的时刻取决于参考电压与至少一个预定电压值的比较的结果。
按照本发明的电池模块具有一个或多个按照本发明的装置。
按照本发明的车辆、特别是机动车具有电驱动装置或混合驱动装置以及至少一个按照本发明的电池模块。
本发明基于如下方案，设有第一和第二参考电极，它们具有用于存储电荷的不同电容，其中，第二参考电极的电容大于第一参考电极的电容。通过测量在具有较大电容的第二参考电极相比于具有较小的电容的第一参考电极之间的参考电压可以监控在电池单体的运行期间第二参考电极的电位的可能的漂移。因为第二参考电极的电容大于第一参考电极的电容，所以第一参考电极的荷电状态在蓄能器单体的运行期间比第二参考电极的荷电状态更快地变化，从而第一参考电极的电位相应地相比于第二参考电极更快地变化。如果测量的参考电压是正的，那么由此示出，第一参考电极的电位小于第二参考电极的电位，或者第一参考电极的电位相比于第二参考电极的电位下降。相应地可以由负的参考电压推断出：第一参考电极的电位大于第二参考电极的电位，或者第一参考电极的电位相对于第二参考电极的电位上升。
在蓄能器单体的运行期间、亦即特别是在提取存储在阳极或阴极中的电荷期间，第一和第二参考电极的荷电状态也可以变化。根据参考电位的材料通过小的泄漏电流——其特别是在测量在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压时出现——输出或吸收第一和第二参考电极的电荷。
如果第一和第二参考电极在蓄能器单体的运行中放电，那么可以由上升到预定的特别是正的第一电压值或超过该第一电压值的参考电压不仅推断出第一参考电极的完全或几乎完全的放电而且也推断出第二参考电极随即的完全或几乎完全的放电以及与之联系的第二参考电极电位随即的下降。
如果相对地第一和第二参考电极在蓄能器单体的运行中充电，那么可以由下降到至少一个预定的第三特别是负的电压值或低于该电压值的参考电压不仅推断出第一参考电极的完全或几乎完全的充电而且也推断出第二参考电极随即的完全或几乎完全的充电以及与之联系的第二参考电极电位随即的上升。
为了阻止第二参考电极的电位的这样的下降或上升亦即相对强的变化，第一和第二参考电极的荷电状态通过与电流源或电流宿的连接亦即施加充电电流或负载而又充电或放电。实施这样的主动充电，直至参考电压达到或低于预定的第二特别是负的电压值，相比之下实施这样的主动放电，直至参考电压达到或超过预定的特别是正的第四电压值。
由此可靠地阻止在蓄能器单体的运行期间第二参考电极的完全或几乎完全的充电或放电，从而第二参考电极的电位保持基本上不变。
总之通过本发明确保：第二参考电极具有基本上不变的电位，从而根据在一方面阴极或阳极与另一方面第二参考电极之间的电极电压可以在电池单体的运行的每个阶段中可靠确定蓄能器单体的荷电状态。
此外，应用特别是具有相同化学成分和不同电容的第一和第二参考电极也能实现监控参考电极自身的功能或状态，因为根据参考电压例如可以推断所述两个参考电极中之一的线路中断、至阳极或阴极或其他带电位的部分的短路或所述两个参考电极中之一的化学变化。
优选地，所述第一参考电极和/或所述第二参考电极由具有如下电位曲线的材料制成，该电位曲线具有平台，特别是显著的平台。由此可以通过检测在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压来特别可靠控制和/或监控第二参考电极的电位变化，或者在第二参考电极与阴极或阳极之间的检测的电极电压可以特别可靠地用于确定蓄能器单体的运行状态。
此外第一参考电极和第二参考电极优选由相同材料组成，从而如果所述两个参考电极中都没有完全或几乎完全充电或放电，那么在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压为基本上0伏特。
在本发明的意义上，参考电极的“放电”表示通过参考电极输出载流子、例如离子。相应地，在本发明的意义上，参考电极的“充电”或“充上电”表示通过参考电极吸收载流子、例如离子。参考电极的“电容”在本发明的意义上说明特别是离子的(电荷)量，如果参考电极置入在电介质中所述参考电极可以吸收所述离子量。
在一个优选实施方案中，将电流源与第一参考电极和第二参考电极连接，从而如果参考电压大于第一预定电压值，那么给第一参考电极和第二参考电极充电。如果参考电压小于第二预定电压值，那么电流源又与第一参考电极和第二参考电极分离。电流源可以构成为电压源、例如电池。特别优选地，电流源是蓄能器单体自身，亦即通过阴极和阳极截取的功率用于给第一和第二参考电极充电。由此可靠地避免第二参考电极的完全或几乎完全的放电。
在另一优选实施方案中，将电流宿与第一参考电极和第二参考电极连接，从而如果参考电压小于第三预定电压值，那么给第一参考电极和第二参考电极放电。如果参考电压大于第四预定电压值，那么电流宿又与第一参考电极和第二参考电极分离。电流宿可以构成为转换功率的消耗器、例如电阻或要充电的电池。特别优选地，从第一和第二参考电极取出的电荷量用于给蓄能器单体充电。由此可靠地避免第二参考电极的完全或几乎完全充电。
在另一优选实施方案中，所述至少一个预定的电压值、特别是第一和/或第二和/或第三和/或第四预定电压值为大约0伏特。特别有利的是，第一参考电极和第二参考电极由相同材料组成且其电位曲线各自具有显著的平台，从而长时间地没有第一参考电极的完全或几乎完全放电即将来临，参考电压为基本上大约0伏特。由此第二参考电极可以特别可靠地在如下状态下运行，在该状态下可以可靠地确定蓄能器单体的运行状态。
在另一优选实施方案中，所述第一预定电压值是正的，而所述第二预定电压值是负的。由此确保，电流源在第一参考电极的随即完全或几乎完全放电时可靠地与两个参考电极连接。有利地可以通过选择第一和第二预定的电压值扩展第一和第二参考电极的运行范围，特别是匹配于第一和第二参考电极电位的电位曲线。
在另一优选实施方案中，所述第三预定电压值和所述第四预定电压值是正的。由此确保，电流宿在第一参考电极的随即完全或几乎完全放电时可靠地与两个参考电极连接。有利地可以通过选择第三和第四预定的电压值扩展第一和第二参考电极的运行范围，特别是匹配于第一和第二参考电极电位的电位曲线。
优选地，在将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极分离之后重复所述用于运行蓄能器单体的方法。特别是此外检测在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压且将在所述至少一个阴极或阳极与第二参考电极之间的电极电压用于确定蓄能器单体的状态，直至参考电压超过或低于至少一个预定电压值。由此确保，第二参考电极的电位在蓄能器单体的运行期间可靠地保持不变，从而可以精确确定蓄能器单体的运行状态。
在所述方法的另一优选实施方案中，在蓄能器单体的运行开始时和/或在实施上述方法步骤之前首先使得参考电极处于定义的电位。为此，根据参考电极的荷电状态将电流源或电流宿与第一参考电极和第二参考电极连接，从而给第一参考电极和第二参考电极充电或放电。此外检测在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压且紧接着将电流源或电流宿与第一参考电极又分离，其中分离的时刻取决于参考电压与至少一个预定电压值的比较结果。在将电流源或电流宿与第一参考电极分离之后经过预定时间间隔之后，才将电流源或电流宿与第二参考电极分离。
优选地，如果在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压下降到预定的第二电压值或低于该第二电压值，那么将电流源与第一参考电极分离。
优选地，如果在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压上升到预定的第四电压值或超过该第四电压值，那么将电流宿与第一参考电极分离。
由此电流源或电流宿优选在如下时刻与第一参考电极分离，在该时刻第一参考电极的电位开始上升或下降，或者第一参考电极完全或几乎完全充电或放电。特别是电流源或电流宿优选在如下时刻与第一参考电极分离，在该时刻第一参考电极的电位不再位于第一参考电极的电位曲线的平台的范围内。
在蓄能器单体运行的开始时给第一和第二参考电极充电的情况下，将附加的电荷量存放在第二参考电极，从而在电池单体的紧接着的运行中确保：在第一和第二参考电极同时放电的情况下，特别是基于在检测参考电压时的泄漏电流，第一参考电极在第二参考电极之前完全或几乎完全放电，相比之下第二参考电极在该时刻一如既往位于定义的电位上。如此确保：第二参考电极的电位在如下时刻不或者几乎不下降，在该时刻在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压特别是大于预定的第一电压值。特别是由此在蓄能器单体的运行中引起第二参考电极的基本上不变的电位。
在蓄能器单体运行的开始第一和第二参考电极放电的情况下，将附加的电荷量从第二参考电极导走，由此在电池单体紧接着的运行中确保：在同时给第一和第二参考电极充电时，特别是基于在检测参考电压时的泄漏电流，第一参考电极在第二参考电极之前完全或几乎完全充电，相比之下第二参考电极在该时刻一如既往位于定义的电位上。由此确保：第二参考电极的电位在如下时刻不或者几乎不下降，在该时刻在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压小于预定的第三电压值。特别是由此在蓄能器单体的运行中引起第二参考电极基本上不变的电位。
在所述方法的另一优选实施方案中，所述预定时间间隔根据在第二参考电极的第二电容与第一参考电极的第一电容之间的差异、特别是比例和/或差来选择。预定时间间隔优选如此选择，使得在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压即使在预定时间间隔期间在第二参考电极连续的充电或放电时也保持小于预定的第二电压值或大于预定的第四电压值。更优选地，预定时间间隔如此选择，使得电荷量存放在第二参考电极上或从第二参考电极导走，其确保：在第一参考电极和第二参考电极均匀放电或充电时特别是通过在蓄能器单体的运行中检测参考电压时的泄漏电流将第一参考电极在第二参考电极之前完全或几乎完全放电或充电。由此特别可靠地确保：第二参考电极的电位在蓄能器单体的运行中保持基本不变且允许准确确定蓄能器单体的运行状态。
在所述方法的另一优选实施方案中，所述第一参考电极具有第一表面，而所述第二参考电极具有第二表面，其中，第二表面大于第一表面。由此通过简单的方式实现：第二参考电极的第二电容大于第一参考电极的第一电容。如此可以通过测量在第二参考电极与第一参考电极之间的参考电压推断第一参考电极的荷电状态，并且——通过两个参考电极的紧接着的充电或放电——避免第二参考电极放电或充电直至如下点，在该点第二参考电极的电位将同样开始下降或上升。由此可以在蓄能器单体的运行期间特别可靠地维持第二参考电极的基本上不变的电位。
在所述方法的另一优选实施方案中，所述第二表面大约是第一表面的三倍大。由此可靠地确保：通过从将电流源或电流宿与第一参考电极分离的时刻起第二参考电极充电或放电了预定时间间隔，特别大的附加的电荷量可以存放在第二参考电极上或从第二参考电极导走，从而在第一参考电极和第二参考电极均匀放电或充电时特别是通过在蓄能器单体运行中的泄漏电流将第一参考电极特别明显在第二参考电极之前完全或几乎完全放电或充电，这根据参考电压可靠地识别。通过两个参考电极紧接着的充电或放电避免第二参考电极继续放电或充电直至如下点，在该点第二参考电极的电位同样将开始下降或上升。总之可以由此在蓄能器单体的运行期间特别可靠地维持第二参考电极的基本上不变的电位。
在所述方法的另一实施方案中，所述第一参考电极和/或所述第二参考电极构成为锂-磷酸铁电极(LFP电极)、锂-氧化钴电极(LCO电极)或钛酸锂电极(LTO电极)。通过应用这些材料实现：第一参考电极或第二参考电极各自具有带有基本上恒定的电位的平台，该电位仅仅在完全或几乎完全充电或放电时过渡到显著更大或更小的值。由此实现：在第二参考电极与第一参考电极之间检测的参考电压在蓄能器单体的运行中在长的时间段上亦即在不同荷电状态下保持基本不变。因此，第二参考电极——其如此长地不记录参考电压的显著变化——可以可靠地用于检测在所述至少一个阴极或阳极与第二参考电极之间的至少一个电极电压。
附图说明
本发明另外的特征、优点和应用可能由以下说明结合附图产生。附图示出：
图1示出具有第一和第二参考电极的蓄能器单体的示例的横剖视图；
图2示出在第一和第二参考电极充电期间第一和第二参考电极电位的曲线的示例；
图3示出在蓄能器单体的运行期间第一和第二参考电极电位的曲线的示例；以及
图4示出由不同材料制成地参考电极的电位曲线的示例。
具体实施方式
图1示出蓄能器单体1的一个示例的示意横剖视图，该蓄能器单体带有阴极2、阳极3、第一参考电极4以及第二参考电极5，其中，第二参考电极5的面、亦即表面大于第一参考电极4的面。阴极2、阳极3以及第一和第二参考电极4或5被电解质1’包围。
在第一参考电极4与第二参考电极5之间设有第一电压测量单元6，其截取在第二参考电极5与第一参考电极4之间的参考电压形式的电位差。
此外在第二参考电极5与阳极3之间设有第二电压测量单元7，第二电压测量单元求取在阳极3与第二参考电极5之间的电极电压形式的电位差。根据电极电压可以在处理单元8中确定蓄能器单体1的运行状态、特别是阳极3的荷电状态。备选或附加地，可以设有用于检测在第二参考电极5与阴极4之间的电极电压的第二电压测量单元7，根据该电极电压在处理单元8中可以确定蓄能器单体1的运行状态，特别是阴极2的荷电状态。
处理单元8还设立为，如此驱控电流源9和/或将电流源9与第一参考电极4和第二参考电极5如此连接，使得通过电流源9为其充电。代替电流源9也可以设有电流宿(未示出)，其中，处理单元8相应地设立为，如此驱控电流宿和/或将电流宿与第一参考电极4和第二参考电极5如此连接，使得所述第一参考电极和所述第二参考电极通过电流宿放电。
通过处理单元8确定蓄能器单体1的运行状态优选在考虑参考电压的情况下实施。处理单元8根据参考电压求取在此特别是：电极电压是否可以用于可靠地确定蓄能器单体1的运行状态。如此，运行状态可根据在阳极3与第二参考电极5之间的电极电压可靠地确定，只要例如参考电压小于或基本上等于预定的电压值、特别是0伏特。
优选地，第一和第二参考电极4或5在开始蓄能器单体1的原本的运行之前处于定义的电位和/或定义的荷电状态，其方法是该蓄能器单体1经受充电过程，其中例如锂离子从相应的参考电极4或5取出。备选地但是也可能的是，第一和第二参考电极4或5经受放电过程，其中例如锂离子存入到参考电极中。
图2a)至c)示出在第一参考电极4和第二参考电极5充电过程期间第一和第二参考电极4或5的电位的曲线的示例，其中，沿y轴绘出第一参考电极4(虚线10)和第二参考电极5(实线11)相对于锂的电位以及沿x轴绘出相应输出的电荷量。
第一或第二参考电极的相应的荷电状态以选择的表示方式通过第一荷电状态指示12或第二荷电状态指示13显示，其在x轴上的值分别说明：由相应的参考电极已经输出何种电荷量，以及其在y轴上的值说明所属的电位。
在这里示出的示例中，两个参考电极由锂-磷酸铁(LFP)构成，从而所述两个参考电极在完全充电和完全放电状态下取同一值，亦即大约4伏特或大约2.3伏特，且在中间范围内具有显著的平台。第二参考电极5在本示例中具有大约三倍于第一参考电极4的电容大的电容且由此可以接受三倍大的电荷量或者在吸收相同电荷量的情况下直至电位下降到大约2.3V可以三倍长地运行。
如图2可得知的那样，第一参考电极4和第二参考电极5在充电过程的开始时未充电的且位于大约2.3伏特的电位上，这在视图中通过第一荷电状态指示12和第二荷电状态指示13阐明。在第二参考电极5与第一参考电极2之间的参考电压为0伏特。
在充电过程期间，首先给第一参考电极4和第二参考电极5特别是通过连接到电流源9来输送相同的电荷量。在图2b中示出的阶段中第一参考电极4在输送大约1毫安小时之后完全充电。第一参考电极4的电位在此如通过第一荷电状态指示12所示那样为大约4伏特。基于第二参考电极5的大约三倍高的电容，输送的1毫安小时的电荷量将第二参考电极5的电位提高到大约3.5伏特，该电位由此位于显著的平台的范围内，如根据第二荷电状态指示13可见的那样。在第二参考电极5与第一参考电极4之间的参考电压因此在该阶段中为大约-0.5伏特。处理单元8可以根据该高于预定电压值例如0伏特的参考电压识别：第一参考电极4完全或几乎完全充电，而第二参考电极5充电至大约三分之一。
在确认这一点之后，第二参考电极5还继续充电预定时间间隔。在图2c中示出的示例中，预定时间间隔几乎相应于如下时间间隔，该时间间隔对于给第一参考电极4完全充电是必要的。由此给第二参考电极5输送另一大约1毫安培小时的电荷量，从而将其最终充电到三分之二。在示出的示例中充电过程在该时刻结束。在充电过程结束第一参考电极4那么直至其完全放电可以输出最大1毫安培小时的电荷量，相比之下第二参考电极4直至其又完全放电可以输出大约双倍那么大的、大约2毫安培小时的电荷量。这在蓄能器单体1的运行期间充分用于确保第二参考电极5总是不变的电位并由此可靠地确定相对于第二参考电极5的阳极或阴极电位，如下文进一步阐明。
图3a)和b)示出在蓄能器单体1的运行期间第一和第二参考电极的电位的曲线的示例。在运行期间，第一参考电极4和第二参考电极5基于特别是在参考电压的测量中出现的泄漏电流而逐渐放电。在图3a中，第一和第二参考电极基于在结束结合图2所述的充电过程之后的状态已经各自输出ΔQ≈0.5毫安培小时的电荷量。荷电状态指示已经在第一参考电极电位10和第二参考电极电位11上相应地移动，通过描绘的箭头示出。第一荷电状态指示12因此现在位于第一参考电极电位10的平台中。在第二参考电极5与第一参考电极4之间的参考电压由此为大约0伏特。
如果所述两个参考电极继续放电，那么第一参考电极4的电位如图3b所示下降到第二参考电极5的电位之下，因为第二参考电极5的电容优选大约三倍于第一参考电极4的电容大，并且第二参考电极5在放电过程的开始时充电到三分之二。在第二参考电极5与第一参考电极4之间的参考电压为大约0.5伏特。第二参考电极5的电位直至该通过第二荷电状态指示13示出的荷电状态基本上不变地延伸且因此可靠地用于求取在阳极3与第二参考电极5之间的电极电压和用于由电极电压求取蓄能器单体1的运行状态。
优选地，根据在处理单元8中下降的参考电压识别：第一参考电极4完全或几乎完全放电且第二参考电极5的放电或第二参考电极电位11的下降即将来临。特别是第二参考电极电位11的随即的下降可以据此识别到，即，参考电压大于预定的电压值、例如0伏特。
如果第一参考电极4完全或几乎完全放电，那么第一参考电极4和第二参考电极5通过连接电流源9又充电，其中，给每个参考电极几乎输送相同的电荷量。优选地，第一参考电极在此又完全充电且第二参考电极充电到三分之二，如已经结合图2所述，从而在充电过程结束时的参考电压又为大约-0.5伏特，并且蓄能器单体1的电极电压或荷电状态的确定也在蓄能器单体1的继续运行中可靠地是可能的。
优选地，如此设计处理单元8，使得蓄能器单体1的运行状态根据电极电压求取，只要参考电压小于预定的第一电压值、例如0.25伏特。如果参考电压通过第一和第二参考电极的放电基于在参考电压的测量中出现的泄漏电流上升到0.25伏特或者超过该值，那么受处理单元8控制地，将电流源9与所述两个参考电极连接并且给第一参考电极4和第二参考电极5各自输送大约1毫安培小时的电荷量。电流源9通过处理单元8又与所述两个参考电极分离，如果参考电压下降到预定的第二电压值、例如-0.25伏特或者低于该值。
备选地，第一参考电极4和第二参考电极5在蓄能器单体1的运行期间可以基于在测量参考电压时的泄漏电流也被充电。这通过处理单元8基于参考电压下降到预定的第三电压值、例如-0.25伏特或者低于该值而识别到，接着电流宿(未示出)与所述两个参考电极连接，从而电荷从参考电极导走。如果参考电压接着上升到预定的第四电压值、例如0.25伏特超过该值，那么处理单元8又将电流宿与所述两个参考电极分离。
对于第二参考电极5和/或第一参考电极4优选应用如下材料，该材料在其电位曲线上具有延伸的平台，所述材料例如锂-磷酸铁(LFP)。
图4示出根据荷电状态亦即各自输出的电荷量由锂-磷酸铁(LFP)14(实线)的参考电极和由锂-氧化钴(LCO)15(虚线)的参考电极相对于锂的电位曲线的示例。第一双箭头16示出LFP参考电极14的平台的区域，而第二双箭头17示出LCO参考电极15的平台的区域。在该平台的区域中，这些参考电极由于基本上不变的参考电位特别好地适用于确定关于阴极2或阳极3的电极电压且相应地用于确定蓄能器单体1的荷电状态。相应地适用于由钛酸锂(LTO)构成的参考电极。
附图标记列表：
1 蓄能器单体
2 阴极
3 阳极
4 第一参考电极
5 第二参考电极
6 第一电压测量单元
7 第二电压测量单元
8 处理单元
9 电流源
10 第一参考电极电位曲线
11 第二参考电极电位曲线
12 第一荷电状态指示
13 第二荷电状态指示
14 由锂-磷酸铁(LFP)构成的参考电极的电位曲线
15 由锂-氧化钴(LCO)构成的参考电极的电位曲线
16 由锂-磷酸铁(LFP)构成的参考电极的平台
17 由锂-氧化钴(LCO)构成的参考电极的平台

Claims (14)

1.用于运行蓄能器单体(1)的方法，该蓄能器单体包括：至少一个阴极(2)；至少一个阳极(3)；电解质；至少一个第一参考电极(4)，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第一电容；以及至少一个第二参考电极(5)，所述第二参考电极具有用于存储电荷的第二电容；其中，第二电容大于第一电容，其中，该方法具有以下步骤：
a)检测在所述至少一个阴极(2)或阳极(3)与第二参考电极(5)之间的至少一个电极电压；
b)根据所述至少一个电极电压确定蓄能器单体(1)的荷电状态；
c)检测在第二参考电极(5)与第一参考电极(4)之间的参考电压；
d)将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接，从而第一参考电极(4)和第二参考电极(5)的荷电状态改变，以及将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)分离，其中，将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接和分离的时刻取决于参考电压与至少一个预定电压值的比较的结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤d)中将电流源(9)与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接，从而如果参考电压大于第一预定电压值，那么给第一参考电极(4)和第二参考电极(5)充电；以及如果参考电压小于第二预定电压值，那么电流源(9)又与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)分离。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤d)中将电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接，从而如果参考电压小于第三预定电压值，那么给第一参考电极(4)和第二参考电极(5)放电；以及如果参考电压大于第四预定电压值，那么电流源(9)又与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)分离。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述至少一个预定的电压值，特别是第一和/或第二和/或第三和/或第四预定电压值为大约0伏特。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一预定电压值是正的，而所述第二预定电压值是负的。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第三预定电压值和所述第四预定电压值是正的。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在步骤a)至d)之前实施如下步骤：
·将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接，从而给第一参考电极(4)和第二参考电极(5)充电或放电；
·检测在第二参考电极(5)与第一参考电极(4)之间的参考电压；
·将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)分离，其中，分离的时刻取决于参考电压与至少一个预定电压值的比较结果；以及
·在将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)分离之后经过预定时间间隔之后，将电流源(9)或电流宿与第二参考电极(5)分离。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预定时间间隔根据在第二参考电极(5)的第二电容与第一参考电极(4)的第一电容之间的差异、特别是比例和/或差来选择。
9.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一参考电极(4)具有第一表面，而是第二参考电极(5)具有第二表面，并且第二表面大于第一表面。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二表面大约是第一表面的三倍大。
11.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一参考电极(4)和/或所述第二参考电极(5)构成为锂-磷酸铁电极(LFP电极)、锂-氧化钴电极(LCO电极)或钛酸锂电极(LTO电极)。
12.用于运行蓄能器单体(1)的装置，该蓄能器单体包括：至少一个阴极(2)；至少一个阳极(3)；电解质；至少一个第一参考电极(4)，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第一电容；以及至少一个第二参考电极(5)，所述第一参考电极具有用于存储电荷的第二电容；其中，第二电容大于第一电容，所述装置具有：
·至少一个电流源(9)或至少一个电流宿，其设计为，给第一参考电极(4)和第二参考电极(5)充电或放电；以及
·控制机构(8)，其构成为，根据在所述至少一个阴极(2)或阳极(3)与第二参考电极(5)之间的至少一个电极电压确定蓄能器单体(1)的荷电状态，以及将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接，从而第一参考电极(4)和第二参考电极(5)的荷电状态改变，以及将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)又分离，其中，将电流源(9)或电流宿与第一参考电极(4)和第二参考电极(5)连接和分离的时刻取决于参考电压与至少一个预定电压值的比较的结果。
13.电池模块，具有一个或多个根据上述权利要求所述的装置。
14.车辆，特别是机动车，具有电驱动装置或混合驱动装置和根据上述权利要求所述的电池模块。
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