CN109417303B - 用于均衡电池组的多个电池组模块的充电状态的方法和相应设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及均衡电池组的多个电池组模块的充电状态的方法。该方法包括：标识多个电池组模块中的为了均衡充电状态应通过分配给自身的负载电阻放电的每个电池组模块。该方法包括：对于每个电池组模块或所标识的每个电池组模块执行该电池组模块在第一日期的第一时间点出现的充电状态和/或第一电能量和/或第二电能量的分配给该电池组模块的第一评估。第一能量能在第一日期期间由能量转化设施预期输送给该电池组。第二能量在第一日期期间由该电池组预期输送给用电器。该方法包括：对于所标识的每个电池组模块根据分配给该电池组模块的第一评估确定通过分配给该电池组模块的负载电阻对相应的电池组模块放电的时间点是否在第一日期期间出现。

Description

用于均衡电池组的多个电池组模块的充电状态的方法和相应 设备

技术领域

本发明涉及一种用于均衡电池组的串联接通的多个电池组模块的充电状态的方法以及一种用于执行这种方法的设备。

背景技术

由现有技术已知一种用于均衡电池组的串联接通的多个电池组模块的充电状态的方法。所述多个电池组模块其中的每个电池组模块具有多个电池组电池，所述多个电池组电池相互并联接通。电池组构造用于给用电器供应电能量并且存储由固定的能量转化设施通过转化可再生能量所产生的电能量。为了均衡充电状态，每个电池组模块可以通过被分配给所述电池组模块的负载电阻来放电。为此，对于每个电池组模块确定分配给所述电池组模块的每个在相应的电池组模块上施加的电压与在所述多个电池组模块其中的另一个上施加的电压之间的第一差。替代地或附加地，对于每个电池组模块确定如下充电与放电周期的数目，其中相应的电池组模块从相应的电池组模块已经通过分配给所述电池组模块的负载电阻来最后放电的时间点直至当前的时间点已经经历了所述充电与放电周期。在此，识别多个电池组模块其中的以下每个电池组模块：对于所述电池组模块，分配给所述电池组模块的第一差超出第一电压边界值；和/或，由所述电池组模块经历的充电与放电周期数目超出第一数量边界值。此外，所识别的每个电池组模块通过分配给所述电池组模块的负载电阻一直被放电，直至分配给所述电池组模块的并且超出第一电压边界值的第一差等于零或者是负的。这样的方法由文献JP 2013/094033 A已知。类似的方法也由文献US2011/0121785 A1已知。

关于这样的方法应考虑，分配给多个电池组模块之一的每个第一差在相应的电池组模块的数个充电与放电周期之后才能够达到第一电压边界值。由此，每个电池组模块的通过分配给所述电池组模块的负载电阻的放电可能在不利的时间点发生。多个电池组模块中的一个电池组模块的这样的放电可以例如在待观察的日期的如下时间点进行，在该时间点，所述多个电池组模块分别具有高的充电状态并且在所述时间点，能量转化设施不能够产生另外的电能量并且输送给电池组。在此，由能量转化设施在待观察的日期所产生并且存储在电池组中的电能量量（elektrische Energiemenge）的一部分被转化成热或者被烧尽（verheizen），而电池组不给用电器提供电能量并且在待观察的日期电池组的再充电不再可能。替代先前提到的能量量份额的“烧尽”地，将所述能量量份额进行利用以用于给用电器供应电能量可能会更经济。

另一个方面是，在第一电压边界值和第一数量边界值的高值的情况下，在多个电池组模块上施加的电压之间出现的偏差可能变得非常大。非常大的偏差导致电池组的可用的存储容量的明显降低。如例如在几百个充电与放电周期之后才少有地重复多个电池组模块的通过所分配的负载电阻的放电导致电池组的可用的存储容量的降低。因此，可能更少地在电池组中中间存储电能量。

发明内容

根据本发明，提供一种用于均衡电池组的串联接通的多个电池组模块的充电状态的方法。电池组设置用于给用电器供应电能量并且存储电能量，所述电能量由固定的能量转化设施通过转化可再生能量来产生。能量转化设施构造用于将可再生能量例如太阳能量转化成电能量。所述方法包括第一、第二和第三步骤。第一步骤包括标识所述多个电池组模块其中的以下每个电池组模块：所述每个电池组模块为了均衡所述充电状态而应通过分配给所述电池组模块的负载电阻来被放电。第二步骤包括：对于每个电池组模块或所标识的每个电池组模块在第一日期的第一时间点待执行的并且分配给相应的电池组模块的、对所述电池组模块的在第一时间点出现的充电状态和/或对第一电能量量和/或对第二电能量量的评估。所述第一电能量量是在第一日期期间由所述电池组预期输送给用电器的电能量量。所述第二电能量量是在第一日期期间能够由所述能量转化设施预期输送给电池组的那些电能量量。第三步骤包括对于所标识的每个电池组模块根据分配给所述电池组模块的第一评估待执行的确定：放电时间点是否在在第一日期期间出现，在所述放电时间点，通过分配给所述电池组模块的负载电阻来对相应的电池组模块放电。优选地，每个电池组模块包括相互并联接通的多个电池组电池。

在先前描述的方法中，根据第一评估决定：所标识的电池组模块中的哪一个在第一日期期间通过所分配的负载电阻来放电。此外，根据第一评估决定：所标识的电池组模块中的哪一个在第一日期期间不通过所分配的负载电阻来放电。换言之，电池组的多个电池组模块的充电状态根据所述多个电池组模块的新颖的运行方式来均衡，在所述运行方式中，对于所标识的每个电池组模块，根据分配给所述电池组模块的第一评估来确定合适的放电时间点。以此方式实现，更好地充分利用电池组的存储容量。因此实现相应的固定的能量转化设施的经济性的提高。

从属权利要求示出本发明的优选的扩展方案。

在先前描述的方法中，优选存储自身的放电时间点不在第一日期期间出现的所标识的每个电池组模块的识别特征、尤其识别号。以此方式，自身的识别特征已经被存储的每个电池组模块在直接紧跟第一日期之后的第二日期立即被标识为以下电池组模块：所述电池组模块应通过分配给所述电池组模块的负载电阻来放电，其中在所述第二日期先前描述的方法被重复。在第二日期期间待执行的相应的方法中于是决定：自身的识别特征在第一日期期间已经被存储的每个电池组模块的放电时间点是否在第二日期期间出现。

在先前描述的方法中，可以选择日历年的每个日期作为第一日期。

优选地，能量转化设施以光伏设施的形式构造，所述光伏设施将太阳能转化成电能量。进一步优选地，用电器是房屋的家用电器。

优选地，自身的放电时间点在第一日期期间出现的所标识的每个电池组模块为了均衡多个电池组模块的充电状态而一直通过被分配给所述电池组模块的负载电阻来放电，直至所述电池组模块的充电状态相应于所述多个电池组模块的最小充电状态或者等于另外的电池组模块的最小充电状态。

在本发明的一种优选的扩展方案中，第一时间点是中午12点。替代地，第一时间点处于关于中午12点对称地延伸的第一时间段中。第一时间段尤其包括处于1和6之间的自然数个小时。

在本发明的一种优选的扩展方案中，先前描述的方法包括第四和第五步骤。第四步骤包括：在在第一日期期间在所述第一时间点之前出现的第二时间点进行的对天气数据的在线调取的执行。第五步骤包括：根据天气数据确定第一能量量。由此以简单的方式进行第一能量量的估计，所述第一能量量是由能量转化设施每天可以提供给电池组的电能量量。

在本发明的一种优选的扩展方案中，先前描述的方法的第二和第三步骤分别包括第一和第二子步骤。第二步骤的第一子步骤包括：根据第一能量量和所述多个电池组模块的数目，对于每个电池组模块或所标识的每个电池组模块待执行地确定第一能量量的能够输送给相应的电池组模块的第一份额。第二步骤的第一子步骤此外包括：根据第二能量量和所述多个电池组模块的数目，对于每个电池组模块或所标识的每个电池组模块待执行地确定第二能量量的待由相应的电池组模块来输送的第二份额。第二步骤的第一子步骤此外包括：根据相应的电池组模块的在第一时间点出现的充电状态，对于每个电池组模块或所标识的每个电池组模块待执行地确定在第一时间点在相应的电池组模块中存储的能量量。第二步骤的第二子步骤也包括：对于每个电池组模块或所标识的每个电池组模块待执行地确定剩余能量量。每个电池组模块的或所标识的每个电池组模块的剩余能量量可以确定为在第二能量量的待输送给相应的电池组模块的第二份额与以下总和之间的差：所述总和是在第一能量量的能够输送给相应的电池组模块的第一份额与在相应的电池组模块中在所述第一时间点存储的能量量之间的总和。第三步骤的第一子步骤包括：选择以下所标识的每个电池组模块的放电时间点作为在第一日期期间出现的时间点：所述电池组模块的剩余能量量是正的。第三步骤的第二子步骤包括：使以下所标识的每个电池组模块的放电时间点推迟到紧跟第一日期之后的日期：所述电池组模块的剩余能量量等于零或者是负的。以此方式可以提供如下算法，借助所述算法，对于所标识的每个电池组模块可以计算：在在第一日期期间进行的通过所分配的负载电阻对相应的电池组模块的放电在能量上是否有意义。如果对于所标识的电池组模块确定的剩余能量是正的，则在第一日期期间进行的对相应的电池组模块的放电在能量上是有意义的，因为否则所述剩余能量要么不被需要并且因此完全不被利用要么在差的状况下被馈入。如果对于所标识的电池组模块确定的剩余能量等于零或者是负的，则在第一日期期间进行的对相应的电池组模块的放电在能量上是无意义的。其原因是，如果对于所标识的电池组模块确定的剩余能量等于零或者是负的，则在第一日期期间可供相应的电池组模块使用的电能量量过小或恰恰足够。

在本发明的一种优选的扩展方案中，先前描述的方法的第二步骤包括第三子步骤，并且相应的方法的第三步骤包括第三和第四子步骤。第二步骤的第三子步骤包括：比较所标识的每个电池组模块的在第一时间点出现的充电状态与第一充电状态边界值，所述第一充电状态边界值尤其为0.7。第三步骤的第三子步骤包括：选择以下所标识的每个电池组模块的放电时间点作为在第一日期期间出现的时间点：所述电池组模块的在第一时间点出现的充电状态超出第一充电状态边界值。第三步骤的第四子步骤包括：使所标识的以下每个电池组模块的放电时间点推迟到紧跟第一日期之后的日期，其中所述电池组模块的在第一时间点出现的充电状态达到或低于第一充电状态边界值。以此方式，识别应通过分配给所述电池组模块的负载电阻来在第一日期期间放电的所标识的每个电池组模块，而不需要在线调取天气数据。如果所标识的电池组模块在第一日期期间例如在中午或者在午后不久已经具有高于例如0.7的充电状态，则在第一日期期间通过分配给所述电池组模块的负载电阻对该电池组模块放电。其原因是，在第一日期期间该电池组模块被完全充电的概率非常高。如果所标识的电池组模块在第一日期期间例如在19点左右才具有高于例如0.7的充电状态，则使电池组模块的放电时间点推迟到紧跟第一日期之后的日期。其原因是，在第一日期期间该电池组模块被完全充电的概率非常低。

在本发明的一种优选的扩展方案中，先前描述的方法包括第六和第七步骤。第六步骤包括：在第二时间段的每个日期期间确定第三能量量，所述第三能量量在相应的日期期间由所述电池组输送给所述用电器。第一时间段直接在第一日期之前并且包括至少两个直接接连的日期。第七步骤包括：根据每个所确定的第三能量量来确定所述第二能量量。以此方式，根据分别由用电器在过去的日期期间实际上已经消耗的能量量来进行第二能量量的估计。替代地，第二能量量可以是能量转化设施的对于第一日期手动设定的值。

在本发明的一种优选的扩展方案中，先前描述的方法的第二步骤包括第四和第五子步骤，并且，相应的方法的第三步骤包括第五和第六子步骤。第二步骤的第四子步骤包括：将所述第二能量量或每个第三能量量与第一能量量边界值比较。第二步骤的第五子步骤包括：当所述第二能量量或每个第三能量量超出所述第二能量量边界值时执行第二步骤的第一和第二子步骤。替代地，第二步骤的第五子步骤包括：当所述第二能量量或每个第三能量量超出第一能量量边界值时执行第二步骤的第三子步骤。第三步骤的第五子步骤包括：当所述第二能量量或每个第三能量量达到或低于所述第一能量量边界值时，选择所标识的每个电池组模块的放电时间点作为在第一日期期间出现的时间点。第三步骤的第六子步骤包括：当所述第二能量量或每个第三能量量超出第一能量量边界值时执行第三步骤的第一和第二子步骤。替代地，第三步骤的第六子步骤包括：当所述第二能量量或每个第三能量量超出第一能量量边界值时执行第三步骤的第三和第四子步骤。在用电器是房屋的家用电器的情况下，第一能量量边界值可以是由家用电器在以下时间段期间每天消耗的最大能量量：其中在所述时间段期间，房屋的住户在度假。因此，根据按照第二步骤的第四子步骤的比较可以确定出：房屋中的住户是否在度假。如果房屋的住户在度假，则将所标识的每个电池组模块识别为自身的放电时间点在第一日期期间出现的电池组模块，而不需要在线调取天气数据。以此方式实现：如果住户又在房屋中并且完全利用电池组，则电池组的最优的存储容量可供使用。

在先前描述的方法中有利的是，为了均衡电池组的多个电池组模块的充电状态，每个电池组模块在能量上有利的放电时间点通过分配给所述电池组模块的负载电阻来放电。由此，为了均衡多个电池组模块的充电状态，所述多个电池组模块其中的每个电池组模块通过分配给所述电池组模块的负载电阻相比于否则通常的那样可以更频繁地被放电。换言之，电池组的多个电池组模块的充电状态的均衡相比于否则通常的那样可以更频繁地被执行。由此更好地充分利用电池组的存储容量。

在本发明的一种优选的扩展方案中，先前描述的方法的第一步骤包括在在所述第一时间点之前出现的或者在在第一日期期间在第一时间点之后出现的第三时间点待执行的第一识别。通过第一识别，识别所述多个电池组模块其中的以下每个电池组模块：对于所述电池组模块，分配给所述电池组模块的、在相应的电池组模块上在第三时间点施加的电压与在所述多个电池组模块其中的另一个电池组模块上在第三时间点施加的电压之间的第一差超出第一电压边界值。尤其，第一电压边界值为100mV。替代地或附加地，通过第一识别来识别所述多个电池组模块其中的以下每个电池组模块：所述电池组模块从相应的电池组模块已经通过分配给所述电池组模块的负载电阻来最后放电的时间点直至第三时间点已经经历了超出第一数量边界值的数目的充电与放电周期。借助所述第一识别所识别的每个电池组模块分别相应于所述多个电池组模块其中的所标识的电池组模块，所述所标识的电池组模块应通过分配给所述电池组模块的负载电阻来放电。

在本发明的一种优选的扩展方案中，所述第三时间点是在直接在第一日期之前的日期期间出现的时间点，在该时间点，每个电池组模块具有超出第二充电状态边界值的充电状态。尤其，所述第二充电状态边界值为0.9。

在此应考虑，每个电池组模块具有电压-充电状态特性曲线，所述电压-充电状态特性曲线的斜率与如下值域强烈相关，相应的电池组模块的充电状态处于所述值域中。这样的特性曲线说明与相应的电池组模块的充电状态相关的在所述多个电池组模块之一上施加的电压的变化过程。每个电池组模块可以具有在0和1之间的充电状态。对于例如在0.15以下的小的充电状态以及对于例如在0.9以上的高的充电状态，每个电池组模块的特性曲线具有大的斜率。对于例如在0.15和0.9之间的中等的充电状态，每个电池组模块的特性曲线具有相对小的斜率。这意味着，对于小的和大的充电状态，每个电池组模块的充电状态的预先定义的变化导致在相应的电池组模块上施加的电压的变化，该电压的变化明显大于对于中等的充电状态所出现的电压变化。

在先前描述的方法中，对于每个电池组模块优选在如下时间点测量分配给所述电池组模块的第一差，在所述时间点，每个电池组模块具有在0.9以上的大的充电状态。以此方式，以非常大的概率识别应通过分配给所述电池组模块的负载电阻来放电的每个电池组模块。其原因是，在多个电池组模块的高的充电状态的情况下，多个电池组模块的充电状态之间的小的差别已经导致在多个电池组模块上施加的电压之间的非常大的并且因此也能非常准确地测量的差别。

在本发明的一种优选的扩展方案中，先前描述的方法包括第八和第九步骤。第八步骤包括在在第一日期期间出现的第四时间点待执行的第二识别。通过第二识别，识别以下每个电池组模块：对于所述电池组模块，分配给所述电池组模块的、在相应的电池组模块上在第四时间点施加的电压与在所述多个电池组模块其中的另一个电池组模块上在第四时间点施加的电压之间的第二差超出第二电压边界值。第二电压边界值比第一电压边界值更大。替代地或附加地，通过第二识别，识别以下每个电池组模块：所述电池组模块从相应的电池组模块已经通过所分配的负载电阻来最后放电的时间点直至第四时间点已经经历了超出第二数量边界值的数目的充电与放电周期。第二数量边界值比第一数量边界值更大。第九步骤包括：对于借助所述第二识别所识别的每个电池组模块选择在第一日期期间出现的放电时间点，在所述放电时间点，通过分配给所述电池组模块的负载电阻对相应的电池组模块放电。通过第二识别，可以可靠地识别以下每个电池组模块：所述电池组模块的放电时间点在至少一个在第一日期之前的日期期间已经一次地或多次地被推迟并且因此具有分配给所述电池组模块的第二差的和/或所经历的数目的充电与放电周期的临界高值。根据第九步骤，然后被迫地在第一日期期间执行借助第二识别所识别的每个电池组模块的放电。以此方式，提高电池组的运行安全性。

根据本发明的一种优选的扩展方案，先前描述的方法的第三步骤包括第七子步骤。所述第三步骤的第七子步骤包括：选择以下每个电池组模块的放电时间点作为在第一日期期间在电池组的第一状态中出现的时间点：所述电池组模块在第一日期期间应通过分配给所述电池组模块的负载电阻来放电。在电池组的第一状态中，每个电池组模块具有超出第二充电状态边界值或者位于第一充电状态值域内的充电状态，其中所述第一充电状态值域包括充电状态值0.5。所述第二充电状态边界值尤其为0.9。所述充电状态值域尤其在0.15和0.9之间延伸。

在先前描述的方法中，每个电池组模块在电池组的第一状态期间优选具有在0.9以上的并且因此大的充电状态。如先前已经提到的那样，每个电池组模块的电压-充电状态特性曲线的在大的充电状态的情况下出现的斜率非常大。在这样的情况下，可以在第一状态期间待通过所分配的负载电阻放电的多个电池组模块放电时执行在多个电池组模块上施加的电压的测量。因为在测量期间，每个电池组模块的先前描述的特性曲线的斜率非常大，所以在多个电池组模块的充电状态之间的小的差别已经导致在多个电池组模块上施加的电压之间的非常大的差别。因此，可以在测量期间非常准确地确定以下时间点：在该时间点，在通过所分配的负载电阻放电的电池组模块上施加的电压相应于在所述多个电池组模块上施加的电压其中的最小电压或者等于在另外的电池组模块上施加的电压其中的最小电压。换言之，可以根据该测量，非常准确地确定在第一日期期间待通过所分配的负载电阻放电的多个电池组模块的放电时间段。

优选地，先前描述的方法包括第十和第十一步骤。第十步骤包括：对于如下每个电池组模块待执行地确定分配给相应的电池组模块的每个第三差，其中所述电池组模块的放电时间点在第一日期期间出现。分配给这样的电池组模块的每个第三差是在相应的电池组模块上在第五时间点施加的电压与在所述多个电池组模块其中的另一个电池组模块上在第五时间点施加的电压之间的差。第五时间点是在第一日期期间出现的如下时间点，在所述时间点，在第一日期期间应通过分配给所述电池组模块的负载电阻来放电的每个电池组模块已经被放电，并且在所述时间点，每个电池组模块的充电状态超出第二充电状态边界值，所述第二充电状态边界值尤其为0.9。第十一步骤包括：对于自身的放电时间点在第一日期期间出现的每个电池组模块、在分配给相应的电池组模块的每个第三差与第一电压边界值之间待执行的比较，其中所述第一电压边界值尤其为100mV。借助该比较，对于自身的放电时间点在第一日期期间出现的每个电池组模块可以确定出：在第五时间点在相应的电池组模块上施加的电压是否相应于在所述多个电池组模块上施加的电压其中的最小电压或者等于在另外的电池组模块上施加的电压其中的最小电压。换言之，借助所述比较，可以对于自身的放电时间点在第一日期期间出现的每个电池组模块确定出：通过所分配的负载电阻在第一日期期间进行的对相应的电池组模块的放电是否已经引起所期望的效应。如果在第一日期期间待通过所分配的负载电阻放电的每个电池组模块在在第一日期期间出现的如下时间点已经被放电，其中在所述时间点，每个电池组模块具有处于0.15和0.9之间的并且因此中等的充电状态，那么所述比较的执行是特别重要的。如已经提到的那样，每个电池组模块的电压-充电状态-特性曲线的在中等的充电状态时出现的斜率是小的，从而在多个电池组模块的充电状态之间的大的差别导致在所述多个电池组模块上施加的电压之间的小的差别。

本发明的另一方面涉及一种用于执行先前描述的方法的设备。在此，所述设备包括检测单元、评估单元和控制单元。此外，给每个电池组模块分别分配借助所述控制单元能控制的多个开关中的一个，通过所述开关，相应的电池组模块能与分配给所述电池组模块的负载电阻并联接通。所述检测单元构造用于，检测每个电池组模块的至少一个运行参数的参数值并且提供给所述评估单元。评估单元构造用于，根据所提供的参数值标识所述多个电池组模块中的应通过分配给所述电池组模块的负载电阻放电的每个电池组模块。评估单元进一步构造用于，根据所提供的参数值和/或其他数据确定每个电池组模块的或所标识的每个电池组模块的在第一时间点出现的充电状态和/或第一能量量和/或第二能量量。评估单元进一步构造用于，执行分配给电池组模块或所标识的电池组模块的每个第一评估。评估单元进一步构造用于，对于所标识的每个电池组模块根据分配给所述电池组模块的第一评估确定：所述电池组模块的放电时间点是否在第一日期期间出现。评估单元进一步构造用于，对于自身的放电时间点在第一日期期间出现的所标识的每个电池组模块在相应的电池组模块的放电时间点产生分配给相应的电池组模块的控制信号并且提供给所述控制单元。控制单元构造用于，在存在分配给所标识的电池组模块的每个控制信号的情况下对于放电时间段闭合分配给相应的所标识电池组模块的开关。

附图说明

下面参考附上的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。每个部件和每个参数分别一次性地被介绍并且在重复时分别作为已经已知的来对待，而与分别相应的描述部分涉及哪个附图或涉及哪个实施例无关，其中在所述描述部分中，相应的部件或相应的参数重复地出现。在附图中：

图1是具有电池组和根据本发明的第一实施方式构造的用于均衡多个电池组模块的充电状态的设备的装置，其中所述电池组具有串联接通的多个电池组模块；以及

图2是电压-充电状态特性曲线，所述电压-充电状态特性曲线表征电池组的多个电池组模块其中的每个电池组模块。

具体实施方式

图1示出具有电池组10的装置1，所述电池组具有串联接通的多个电池组模块20。为了简化示图，在图1中已经示例性地描绘出多个电池组模块20中的仅仅两个。多个电池组模块20其中的每个电池组模块包括相互并联接通的多个电池组电池21。为了简化示图，在图1中已经示例性地对于每个电池组模块20描绘出仅仅两个电池组电池21。电池组10设置用于给（未示出的）用电器供应电能量并且存储由（未示出的）固定的能量转化设施通过转化可再生能量所产生的电能量。用电器在此例如是家的家用电器（Haushalt einesHaushaltes）。固定的能量转化设施例如是光伏设施，其将太阳能量转化成电能量。

装置1包括多个分别分配给多个电池组模块20中的一个电池组模块的负载电阻30以及多个分别分配给多个电池组模块20中的一个电池组模块的开关32。开关32可以分别以MOSFET形式构造。为了简化示图，在图1中已经仅仅绘出负载电阻30中的两个负载电阻以及开关32中的两个开关，所述两个负载电阻和所述两个开关分配给所示出的两个电池组模块20。每个电池组模块20能够通过分配给所述电池组模块的开关32与分配给所述电池组模块的负载电阻30并联接通。为了均衡多个电池组模块20的充电状态，每个电池组模块20能够通过分配给所述电池组模块的负载电阻30来放电。

装置1包括根据本发明的第一实施方式构造的用于均衡多个电池组模块20的充电状态的设备40。

设备40包括检测单元41、评估单元42和控制单元43。检测单元41构造用于，检测每个电池组模块20的至少一个运行参数的参数值和电池组10的至少一个另外的运行参数的另外的参数值并且提供给所述评估单元42。

参数值包括第一参数值，所述第一参数值包含在所述多个电池组模块20之一上施加的每个电压的在第一日期的第一时间点出现的值。评估单元42构造用于，根据第一参数值确定每个电池组模块20的在第一时间点出现的充电状态。所述第一时间点例如是中午12点或者处于关于中午12点对称地延伸的第一时间段中，所述第一时间段例如包括在1和6之间的自然数个小时。

替代地或附加地，评估单元42构造用于，根据其他数据确定在第一日期期间能够由能量转化设施预期输送给电池组10的第一电能量量。为此，评估单元42包括（未示出的）通信接口，通过所述通信接口，评估单元42能够与（未示出的）通信网络、诸如互联网连接。评估单元42进一步构造用于，在在第一日期期间在所述第一时间点之前出现的第二时间点通过通信接口调取天气数据并且根据所述天气数据确定第一能量量。天气数据是其他数据的至少一部分。

替代地或附加地，评估单元42构造用于，根据其他数据确定在第一日期期间应由电池组10预期输送给用电器的第二能量量。在此，另外的参数值包括另外的第一参数值，所述另外的第一参数值是其他数据的至少一部分并且包含在电池组10上施加的电压的和流过电池组10的电流的在第二时间段的每个日期期间出现的多个值。第二时间段包括至少两个直接接连的日期并且直接位于第一日期之前。此外，评估单元42构造用于，根据另外的第一参数值确定在第二时间段的一个日期期间由电池组10输送给用电器的每个第三能量量。在此，评估单元42进一步构造用于，根据每个第三能量量将第二能量量尤其确定为第三能量量的算术平均。

参数值包括第二参数值，所述第二参数值包含在所述多个电池组模块20之一上施加的每个电压的在第三时间点出现的值。在此，评估单元41构造用于，根据第二参数值识别所述多个电池组模块20其中的以下每个电池组模块：对于所述电池组模块，在相应的电池组模块20上施加的电压与在所述多个电池组模块20其中的另一个电池组模块上施加的电压之间的在第三时间点出现的第一差超出第一电压边界值。第一电压边界值尤其为100mV。评估单元41进一步构造用于，将根据第二参数值识别的每个电池组模块20标识为以下电池组模块20：所述电池组模块为了均衡多个电池组模块20的充电状态而应通过分配给所述电池组模块的负载电阻30来放电。

替代地或附加地，参数值包括第三参数值。第三参数值包含如下每个数目的充电与放电周期在第三时间点出现的值，其中所述多个电池组模块20之一从相应的电池组模块20已经通过分配给所述电池组模块的负载电阻30来最后放电的时间点直至所述第三时间点已经经历了所述数目的充电与放电周期。在此，评估单元42构造用于，根据第三参数值识别多个电池组模块20其中的以下每个电池组模块：对于所述电池组模块，所经历的数目的充电与放电周期超出第一数量边界值。评估单元41进一步构造用于，将根据第三参数值识别的每个电池组模块20标识为以下电池组模块20：所述电池组模块为了均衡多个电池组模块20的充电状态而应通过分配给所述电池组模块的负载电阻30来放电。

评估单元42进一步构造用于，对于每个电池组模块20，根据第一能量量和所述多个电池组模块20的数目来确定第一能量量的能够输送给所述每个电池组模块的第一份额。评估单元42进一步构造用于，对于每个电池组模块20，根据第二能量量和所述多个电池组模块的数目来确定第二能量量的待由所述电池组模块输送的第二份额。评估单元42进一步构造用于，对于每个电池组模块20，根据其在第一时间点出现的充电状态来确定在第一时间点在所述电池组模块中存储的能量量。评估单元42进一步构造用于，对于每个电池组模块20，将剩余能量量确定为在待由所述电池组模块输送的第二份额与以下总和之间的差：所述总和是在能够输送给所述电池组模块的第一份额与在所述电池组模块中在第一时间点存储的能量量之间的总和。

评估单元42进一步构造用于，选择所标识的以下每个电池组模块20的放电时间点作为在第一日期期间出现的时间点：其中所述电池组模块的剩余能量量是正的。评估单元42进一步构造用于，使所标识的以下每个电池组模块20的放电时间点推移到紧跟第一日期之后的日期：所述电池组模块的剩余能量量等于零或者是负的。

替代地，评估单元42构造用于，选择所标识的以下每个电池组模块20的放电时间点作为在第一日期期间出现的时间点：所述电池组模块的在第一时间点出现的充电状态超出例如为0.7的第一充电状态边界值。在此，评估单元42进一步构造用于，使所标识的以下每个电池组模块20的放电时间点推迟到紧跟第一日期之后的日期：所述电池组模块的在第一时间点出现的充电状态达到或低于第一充电状态边界值。

替代地或附加地，评估单元42构造用于，当所述第二能量量或每个第三能量量达到或低于所述第一能量量边界值时，选择所标识的每个电池组模块20的放电时间点作为在第一日期期间出现的时间点。此外，评估单元优选构造用于，当所述第二能量量或每个第三能量量超出所述第一能量量边界值时，借助相应的电池组模块20的剩余能量量或在第一时间点出现的充电状态以在上文中描述的方式确定所标识的每个电池组模块20的放电时间点。

评估单元42进一步构造用于，选择以下每个电池组模块20的放电时间点作为在第一日期期间在电池组10的第一状态中出现的时间点：所述电池组模块在第一日期期间应通过分配给所述电池组模块的负载电阻30来放电。在电池组10的第一状态中，每个电池组模块20具有超出例如为0.9的第二充电状态边界值的充电状态。

评估单元42进一步构造用于，对于自身的放电时间点在第一日期期间出现的所标识的每个电池组模块20在相应的电池组模块20的放电时间点产生分配给相应的电池组模块20的控制信号并且提供给所述控制单元43。控制单元43构造用于，在存在分配给所标识的电池组模块20的每个控制信号的情况下对于放电时间段闭合分配给相应的电池组模块20的开关32。如此选择所述多个电池组模块20中的所标识的电池组模块的在第一日期期间出现的每个放电时间段，使得所述电池组模块如此一直通过所分配的负载电阻30来放电，直至所述电池组模块的充电状态相应于所述多个电池组模块20的最小充电状态或者等于另外的电池组模块20的最小充电状态。

检测单元41、评估单元42和控制单元可以共同装入在电池组10或能量转化设施中。替代地，评估单元42可以是网络服务器，其不装入在电池组10或能量转化设施中并且与检测单元41和控制单元43通过例如以网络接口形式构造的通信接口能够连接。在此应考虑，每个电池组模块20具有电压-充电状态特性曲线K，所述电压-充电状态特性曲线的斜率与如下值域强烈相关，其中相应的电池组模块20的充电状态处于所述值域中。这样的特性曲线K在图2中示出并且说明与相应的电池组模块20的充电状态相关的在多个电池组模块20之一上施加的电压的变化过程。在图2中以U表示说明电压值的轴线。在图2中以LZ表示说明充电状态值的轴线。每个电池组模块20可以具有处于0和1之间的充电状态。由图2看出，每个电池组模块20的特性曲线K对于例如在0.15以下的小的充电状态以及对于例如在0.9以上的高的充电状态具有非常大的斜率。由图2此外看出，每个电池组模块20的特性曲线K对于例如在0.15和0.9之间的中等的充电状态具有相对小的斜率。这意味着，对于小的和大的充电状态，每个电池组模块20的充电状态的预先定义的变化导致在相应的电池组模块20上施加的电压的变化，该电压的变化明显大于对于中等的充电状态所出现的相应的变化。

在电池组10的第一状态中，每个电池组模块20具有尤其位于0.9以上的并且因此大的充电状态。因为在这样的情况下每个电池组模块20的特性曲线K的斜率非常大，所以在第一状态期间待通过所分配的负载电阻30放电的多个电池组模块20放电时可以借助检测单元41执行在所述多个电池组模块20上施加的电压的准确测量。因为在该测量期间，每个电池组模块20的特性曲线K的斜率非常大，所以在多个电池组模块20的充电状态之间的小的差别已经导致在所述多个电池组模块20上施加的电压之间的非常大的差别。因此，评估单元42可以根据该测量来非常准确地确定以下时间点：在该时间点，在通过所分配的负载电阻30放电的电池组模块20上施加的电压相应于在所述多个电池组模块20上施加的电压其中的最小电压或者等于在另外的电池组模块20上施加的电压其中的最小电压。换言之，可以根据该测量，非常准确地确定在第一日期期间待通过所分配的负载电阻30放电的每个电池组模块20的放电时间段。

除了上面的文字公开之外，借此，为了本发明的进一步公开，补充地参考在图1和2中的示图。

Claims (16)

1.一种用于均衡电池组（10）的多个电池组模块（20）的充电状态的方法，其中所述多个电池组模块是串联接通的，其中所述电池组用于给用电器供应电能并且用于存储电能，所述电能由固定的能量转化设施通过转化可再生能量来产生，所述方法包括：

标识所述多个电池组模块（20）当中为了均衡充电状态而应通过分配给所述电池组模块的负载电阻（30）来被放电的每个电池组模块；

其特征在于，

对于每个电池组模块（20）或所标识的每个电池组模块（20）执行分配给所述电池组模块的并且在第一日期的第一时间点进行的、对相应的所述电池组模块（20）的在所述第一时间点出现的充电状态和/或对第一电能量和/或对第二电能量的第一评估，其中所述第一电能量预期能由所述能量转化设施在所述第一日期期间输送给所述电池组（10），所述第二电能量预期应由所述电池组（10）在所述第一日期期间输送给所述用电器；和

对于所标识的每个电池组模块（20）根据分配给所述电池组模块的所述第一评估确定，以下放电时间点是否在所述第一日期期间出现：在所述放电时间点，通过分配给所述电池组模块的所述负载电阻（30）来对相应的所述电池组模块（20）放电。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时间点是中午12点或者处于关于中午12点对称地延伸的第一时间段中，其中，所述第一时间段包括处于1和6之间的自然数个小时。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在第二时间点执行天气数据的在线调取；其中所述第二时间点在所述第一日期期间在所述第一时间点之前出现，以及

根据所述天气数据确定所述第一电能量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，

对于每个电池组模块（20）或所标识的每个电池组模块（20），根据所述第一电能量和所述多个电池组模块（20）的数目来确定所述第一电能量能输送给所述电池组模块的第一份额，

根据所述第二电能量和所述多个电池组模块（20）的数目来确定所述第二电能量待由所述电池组模块（20）输送的第二份额，以及

根据所述电池组模块的在所述第一时间点出现的充电状态来确定在所述第一时间点在所述电池组模块（20）中存储的能量；

对于每个电池组模块（20）或所标识的每个电池组模块（20）将剩余能量确定为在待由相应的所述电池组模块（20）输送的第二份额与以下总和之间的差：所述总和是所述第一份额与相应的所述电池组模块（20）在所述第一时间点存储的能量的总和；

选择以下所标识的每个电池组模块（20）的所述放电时间点作为在所述第一日期期间出现的时间点：所述电池组模块的剩余能量是正的；以及

使以下所标识的每个电池组模块（20）的所述放电时间点推迟到紧跟所述第一日期之后的日期：所述电池组模块的剩余能量等于零或者是负的。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，

比较所标识的每个电池组模块（20）在所述第一时间点出现的充电状态与第一充电状态边界值；

选择以下所标识的每个电池组模块（20）的放电时间点作为在所述第一日期期间出现的时间点：所述电池组模块在所述第一时间点出现的充电状态超出所述第一充电状态边界值；

使所标识的以下每个电池组模块（20）的所述放电时间点推迟到紧跟所述第一日期之后的日期：所述电池组模块在所述第一时间点出现的充电状态达到或低于所述第一充电状态边界值。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，

在第二时间段的每个日期期间确定在相应的所述日期期间由所述电池组（10）输送给所述用电器的第三电能量，以及

根据每个所确定的第三电能量来确定所述第二电能量，其中，所述第二时间段直接在所述第一日期之前并且包括至少两个直接接连的日期。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

将所述第二电能量或每个第三电能量与第一电能量边界值比较；

当所述第二电能量或每个第三电能量达到或低于所述第一电能量边界值时，选择所标识的每个电池组模块（20）的所述放电时间点作为在所述第一日期期间出现的时间点；以及

当所述第二电能量或每个第三电能量超出所述第一电能量边界值时，执行根据权利要求4或5所述的方法。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第三时间点执行所述多个电池组模块（20）其中的以下每个电池组模块的第一识别：对于所述电池组模块，分配给所述电池组模块的第一差超出第一电压边界值，其中所述第一差是在所述第三时间点施加在相应的所述电池组模块（20）上的电压与在所述第三时间点施加在所述多个电池组模块（20）其中另一个电池组模块上的电压之间的差，其中所述第三时间点在所述第一时间点之前出现或者在所述第一日期期间在所述第一时间点之后出现，和/或，从相应的所述电池组模块（20）最近一次已通过被分配给自身的所述负载电阻（30）被放电的时间点直至所述第三时间点，所述电池组模块已经经历了超出第一数量边界值的数目的充电与放电周期，其中，借助所述第一识别所识别的每个电池组模块（20）分别相应于所述多个电池组模块（20）其中的所标识的电池组模块，所述所标识的电池组模块应通过分配给所述电池组模块的所述负载电阻（30）来放电。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第三时间点在直接在所述第一日期之前的日期期间出现，并且，每个电池组模块（20）在所述第三时间点具有超出第二充电状态边界值的充电状态。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：

在第四时间点执行以下每个电池组模块（20）的第二识别：对于所述电池组模块，分配给所述电池组模块的第二差超出相对于所述第一电压边界值而言更大的第二电压边界值，其中所述第二差是在所述第四时间点施加在相应的所述电池组模块（20）上的电压与在所述第四时间点施加在所述多个电池组模块（20）其中的另一个电池组模块上的电压之间的差，其中所述第四时间点在所述第一日期期间出现，

和/或，从相应的所述电池组模块（20）最近一次已通过分配给自身的所述负载电阻（30）被放电的时间点直至所述第四时间点，所述电池组模块已经经历了超出相对于所述第一数量边界值而言更大的第二数量边界值的数目的充电与放电周期，以及

对于借助所述第二识别所识别的每个电池组模块（20）选择在所述第一日期期间出现的放电时间点，在所述放电时间点，通过分配给所述电池组模块的所述负载电阻对相应的所述电池组模块（20）放电。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

选择以下每个电池组模块（20）的所述放电时间点作为在所述第一日期期间在所述电池组（10）的第一状态中出现的时间点：所述电池组模块在所述第一日期期间应通过分配给所述电池组模块的所述负载电阻（30）来放电，在所述第一状态中，每个电池组模块（20）具有超出第二充电状态边界值或者位于第一充电状态值域内的充电状态，其中所述第一充电状态值域包括充电状态值0.5。

12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一充电状态边界值为0.7。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一电压边界值为100mV。

14.根据权利要求9或11所述的方法，其特征在于，所述第二充电状态边界值为0.9。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一充电状态值域在0.15和0.9之间延伸。

16.一种用于执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法的设备（40），其中，所述设备（40）包括检测单元（41）、评估单元（42）和控制单元（43），其中，给每个电池组模块（20）分别分配借助所述控制单元（43）能控制的多个开关（32）中的一个，通过所述开关，相应的所述电池组模块（20）能与分配给所述电池组模块的负载电阻（30）并联接通，其中，所述检测单元（41）构造用于，检测每个电池组模块（20）的至少一个运行参数的参数值并且提供给所述评估单元（42），其中，所述评估单元（42）构造用于，

根据所提供的所述参数值标识所述多个电池组模块（20）其中的应通过分配给所述电池组模块的所述负载电阻（30）放电的每个电池组模块，根据所提供的所述参数值和/或其他数据确定每个电池组模块（20）或所标识的每个电池组模块（20）在所述第一时间点出现的充电状态和/或第一电能量和/或第二电能量，执行分配给电池组模块（20）或所标识的电池组模块（20）的每个第一评估，对于所标识的每个电池组模块（20）根据分配给所述电池组模块的所述第一评估确定：所述电池组模块的放电时间点是否在第一日期期间出现，并且对于自身的放电时间点在所述第一日期期间出现的所标识的每个电池组模块（20），在相应的所述电池组模块（20）的所述放电时间点产生分配给相应的所述电池组模块（20）的控制信号，并且将所述控制信号提供给所述控制单元（43），其中，所述控制单元（43）构造用于，在存在分配给所标识的电池组模块（20）的每个控制信号的情况下对于放电时间段闭合分配给相应的所述电池组模块（20）的所述开关（32）。

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