CN109964361A - 用于存放电池组的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的出发点是一种用于存放电池组（3）的系统，其中所述系统具有至少一个电池组（3）、中央控制装置和（1）中央电源（5），所述至少一个电池组具有至少一个电池组电池和至少一个电池组控制装置（2），其中所述电池组控制装置（2）与所述中央控制装置（1）以传导信号的方式连接，其中所述电池组控制装置（2）由所述中央电源（5）来馈电。

Description

用于存放电池组的系统和方法
技术领域
本发明涉及根据专利独立权利要求的前序部分所述的一种用于存放电池组的系统和方法。
背景技术
可再充电的电池组以越来越多的数目被使用。应用领域是：电动汽车、例如在电动车辆和/或混合动力车辆方面的电动汽车；和/或静态蓄能器、例如在风力发电设备或太阳能设备中的静态蓄能器。如果应该更换电池组，则可能需要临时存放这些电池组，以便在稍后的时间点在其它应用中继续使用这些电池组。目前，电池组为了存放而仅仅被打包并且在没有直接监控的情况下被存放。
发明内容
本发明的出发点是一种用于存放电池组的系统，其中在存放期间应该维持电池组的工作能力和功能能力。
本发明的核心在于：该系统具有至少一个电池组、中央控制装置和中央电源，该至少一个电池组具有至少一个电池组电池和至少一个电池组控制装置，
其中该电池组控制装置与中央控制装置以传导信号的方式连接，而且
其中该电池组控制装置由中央电源来馈电。
本发明的背景是：该电池组能借助于本地的电池组控制装置来控制和监控。电池组控制装置由中央电源来馈电。因此，电池组控制装置在存放期间并不是由电池组本身来馈电，而且能与电池组的状态无关地运行。
电池组控制装置由中央控制装置来操控。有利地，电池组控制装置能由中央控制装置每隔一定时间间隔接通和读取。
因此，有利地，电池组的状态能每隔一定时间间隔被监控，而且电池组和电池组控制装置的负荷和由此造成的老化能降低。
本发明的其它有利的实施方式是从属权利要求的主题。
按照一个有利的设计方案，电池组控制装置具有存储装置，用于存储电池组的状态数据，尤其是
- 识别码，和/或
- 故障状态，和/或
- 容量，和/或
- 充电状态，和/或
- 电池电压，和/或
- 电池温度。
在此有利的是：电池组的状态数据能借助于电池组控制装置每隔一定时间间隔读取并且能被存储到存储装置中。有利地，存储装置能实施为非易失性存储器，例如EEPROM或闪速存储器，使得状态数据在接通电池组控制装置之后直接可用。
在一个有利的设计方案中，中央控制装置被设立为：分析电池组的状态数据和/或将电池组的状态数据与极限值进行比较，其中在超过和/或低于极限值时能由中央控制装置来执行安全功能。因此，有缺陷的电池组能被中央控制装置标记。该有缺陷的电池组能被仓库识别并且挑出。因此，存放成本降低。
有利地，安全功能是：
- 对电池组和/或电池组控制装置的切断，和/或
- 对电池组的充电，和/或
- 对电池组的放电，和/或
- 对电池组的快速放电，和/或
- 对电池组的安全机制、尤其是泄压阀和/或冷却机制的激活。
还有利的是：中央电源实施为小电压电源、尤其是24伏特电源或者12伏特电源。由此，仅仅提供对于电池组控制装置的运行来说所需的电压。能节约对于电池组来说花费高的高压电源。
在另一有利的设计方案中，该系统附加地具有充电装置，用于使电池组充电和/或放电。有利地，充电装置实施为高压电源。在此，有利的是：只有当使电池组充电或放电时，才接通充电装置。
优选地，电池组控制装置能由中央控制装置来接通和/或切断，尤其是其中电池组控制装置能从活跃状态转变到待机模式。因此，相比于持续运行，能降低电池组控制装置的负荷和由此造成的老化。
有利地，该系统具有容纳装置，电池组布置在该容纳装置中，其中容纳装置具有接触部，其中接触部适合于将电池组控制装置与中央控制装置和/或中央电源连接。有利地，该接触部实施为插拔连接器部件或者卡搭连接器部件，使得电池组控制装置与中央控制装置和/或中央控制装置的连接能快速并且安全地来实施。
按照另一有利的实施方式，该系统具有多个电池组，其中每个电池组都具有相应的电池组控制装置，其中相应的电池组控制装置与中央控制装置以传导信号的方式连接。在此有利的是：在该系统中的多个电池组能借助于唯一的中央控制装置来监控和控制。
还有利的是：电池组控制装置借助于总线系统与中央控制装置连接。因此，电池组控制装置和中央控制装置借助于安全的通信系统来彼此连接。
优选地，总线系统实施为主机-从机系统，其中中央控制装置充当主机而电池组控制装置充当从机。在此有利的是：电池组控制装置能由中央控制装置来操控，尤其是能由中央控制装置来接通和/或切断。
本发明在用于借助于系统、尤其是如之前描述的或根据关于该系统的权利要求之一所述的系统来存放电池组的方法方面的核心是该方法具有如下方法步骤：
- 其中在第一方法步骤中，中央控制装置要求电池组控制装置将电池组的状态数据发送给中央控制装置；
- 其中在第二方法步骤中，电池组控制装置将所要求的状态数据发送给中央控制装置；
- 其中在第三方法步骤中，中央控制装置分析电池组的状态数据；
- 其中在第四方法步骤中，在电池组的状态数据超过和/或低于相应的临界极限值时，由中央控制装置来执行安全行动。
本发明在该方法方面的背景是：电池组能借助于本地的电池组控制装置来控制和监控。
电池组控制装置由中央控制装置来操控。有利地，电池组控制装置能由中央控制装置每隔一定时间间隔读取。
本发明的其它有利的实施方式是关于该方法的从属权利要求的主题。
还有利的是：在第五方法步骤中，电池组控制装置被中央控制装置停用，尤其是其中电池组控制装置从活跃模式被转移到待机模式。因此，只有当中央控制装置与电池组控制装置进行通信或者电池组控制装置控制电池组时，该电池组控制装置才被接通。
优选地，为此在第一方法步骤之前或者与第一方法步骤同时，电池组控制装置被中央控制装置激活。
在此，有利地，电池组控制装置从待机模式被转移到活跃模式。在待机模式下，电池组控制装置被设立为从中央控制装置接收指令、尤其是唤醒呼叫。
有利地，与在持续运行下的电池组或电池组控制装置相比，能降低该电池组和该电池组控制装置的负荷和由此造成的老化。
优选地，在第一方法步骤中，中央控制装置要求所选择的状态数据。因此，能缩短状态数据的传输时间。
优选地，在第二方法步骤中，电池组控制装置读取电池组控制装置的存储装置，电池组的状态数据已被存储到该存储装置中。有利地，存储装置能实施为非易失性存储器，例如EEPROM或闪速存储器，使得状态数据在接通电池组控制装置之后立即可用。
有利地，在第三方法步骤中，中央控制装置将状态数据与被分配给相应的状态数据类型的极限值进行比较。为此，中央控制装置具有中央存储装置，相应的极限值存储在该中央存储装置中。
优选地，在第四方法步骤中，切断电池组和/或使电池组放电和/或快速放电和/或充电和/或激活电池组的安全机制，作为安全行动。
还有利的是：电池组控制装置由中央电源来馈电。因此，电池组控制装置在存放期间并不是由电池组本身来馈电，而是与电池组的状态无关地运行。
在一个有利的设计方案中，中央控制装置每隔一定时间间隔使电池组充电和放电，其中将电池组充电直至低于最大极限值的第一值，而且紧接着将电池组放电直至高于最小极限值的第二值。在此，根据电池组的状态、例如根据电池组的年龄和容量来选择最小极限值和最大极限值以及在充电与放电循环之间的时间间隔。有利地，借助于受控制的充电和放电，能延长电池组的使用寿命。
附图说明
在接下来的段落中，本发明依据实施例来阐述，从这些实施例中可以得到其它发明特征，但是本发明在其范围内并不限于这些发明特征。这些实施例在附图中示出。
其中：
图1示出了按照本发明的用于存放电池组的系统的示意图。
具体实施方式
在图1中示出了按照本发明的用于存放电池组3的系统。用于存放电池组的系统具有：至少一个电池组3；中央电源5、尤其是低压电源；中央控制装置1；和至少一个用于电池组3的容纳装置4。
优选地，用于存放电池组3的系统具有充电装置6、尤其是高压充电装置，用于使电池组电池充电和/或放电。充电装置6借助于高压导线与至少一个电池组3导电连接。充电装置6与中央控制装置1以传导数据的方式连接。
容纳装置4具有接触部，该接触部适合于将电池组控制装置2与中央控制装置1和/或中央电源5连接。例如，该接触部实施为插拔连接器部件，尤其是实施为三极插拔连接器部件，用于将电池组控制装置2与中央控制装置1并且与中央电源5连接。替选地，插拔连接器部件五极地来实施，其中该插拔连接器部件被设立用于将电池组控制装置2与中央控制装置1并且与中央电源5连接，而且被设立用于将电池组3与用于电池组3的充电装置6连接。
在这种情况下，电池组3被理解为可再充电的电池组、尤其是电化学电池组电池和/或具有至少一个电化学电池组电池的电池组模块和/或具有至少一个电池组模块的电池组包。电池组电池能实施为基于锂的电池组电池、尤其是锂离子电池组电池。替选地，该电池组电池被实施为锂聚合物电池组电池或者镍金属氢化物电池组电池或者铅酸电池组电池或者锂空气电池组电池或者锂硫电池组电池。
电池组3具有至少一个电池组控制装置2。电池组控制装置2具有存储装置，该存储装置被设立用于存储电池组3的状态数据，尤其是用于存储
- 识别码，和/或
- 故障状态，和/或
- 容量，和/或
- 充电状态，和/或
- 电池电压，和/或
- 电池温度。
中央电源5与电池组控制装置2导电连接。优选地，中央电源5实施为小电压中央电源，尤其是实施为12伏特电源。
电池组控制装置2被设立用于控制该系统的所有电功能、尤其是使电池组3充电和放电，和/或被设立用于监控电池组3。
电池组控制装置2与中央控制装置1以传导信号的方式连接。中央控制装置1被设立为将电池组控制装置2接通和/或切断。
电池组控制装置2的存储装置能由中央控制装置1读取。从存储装置中读取的数据能借助于中央控制装置1的分析装置来分析，尤其是能在统计学上来分析。
中央控制装置1具有中央存储装置，在该中央存储装置中存储有用于与电池组3的状态数据进行比较的极限值。中央控制装置1被设立用于将状态数据与极限值进行比较。如果超过或低于临界极限值，则中央控制装置1被设立用于执行安全功能，作为对此的反应。安全功能例如是
- 对电池组3和/或电池组控制装置2的切断，和/或
- 对电池组3的充电，和/或
- 对电池组3的放电，和/或
- 对电池组3的快速放电，和/或
- 对电池组3的安全机制、尤其是泄压阀和/或冷却机制的激活。
在一个优选的实施例中，按照本发明的系统被设立用于存放一个电池组3或被设立用于存放多个电池组3。为此，电池组3布置在容纳装置4中。
每个电池组3都具有如之前描述的那样的至少一个相应的电池组电池和至少一个相应的电池组控制装置2。
电池组控制装置2由中央电源5来馈电。为此，电池组控制装置2与中央电源5导电连接，其中电池组电路并联地布置。
中央控制装置1与电池组控制装置2以传导信号的方式连接。优选地，中央控制装置1和电池组控制装置2借助于总线系统、尤其是主机-从机总线系统来彼此连接。为此，电池组控制装置2作为从机借助于其识别码来寻址并且由中央控制装置1经由总线来调用。
优选地，中央控制装置1的第一总线报文具有对接通相应的被寻址的电池组控制装置2的要求。有利地，借助于第一总线报文将相应的被寻址的电池组控制装置2从待机模式唤醒，以便经由总线与中央控制装置1进行通信。
中央控制装置1的第二总线报文具有对切断相应的电池组控制装置2的要求。有利地，在与中央控制装置1的通信结束之后，借助于第二总线报文将相应的被寻址的电池组控制装置2转移到待机模式。
按照本发明的用于存放电池组3的方法具有如下的、尤其是时间上连续的方法步骤：
在第零方法步骤中，中央控制装置1激活电池组3的电池组控制装置2，尤其是其中将电池组控制装置2从待机模式转移到活跃模式。
在第一方法步骤中，中央控制装置1要求电池组控制装置2将电池组的状态数据发送给中央控制装置1。在此，中央控制装置1或者要求所选择的状态数据或者要求所有可用的状态数据。
优选地，第零方法步骤和第一方法步骤同时被实施，尤其是借助于唯一的总线报文来实施。
在第二方法步骤中，电池组控制装置2读取存储装置并且将所要求的状态数据发送给中央控制装置1。
在第三方法步骤中，中央控制装置1分析电池组3的状态数据，尤其是在统计学上分析电池组3的状态数据。优选地，中央控制装置1将状态数据与被分配给相应的状态数据类型的极限值进行比较，例如将电池组的充电状态与最小充电状态进行比较。
在第四方法步骤中，在电池组3的状态数据超过和/或低于相应的临界极限值时，由中央控制装置1来执行安全行动。例如，切断电池组3和/或使电池组3放电和/或快速放电和/或充电和/或激活电池组的安全机制，作为安全行动。
在第五方法步骤中，中央控制装置1停用电池组控制装置2，尤其是其中将电池组控制装置2从活跃模式转移到待机模式。
优选地，每个一定时间间隔就执行按照本发明的方法。
优选地，中央控制装置1每隔一定时间间隔就执行电池组3的充电和放电循环，尤其是与电池组3的状态数据超过极限值和/或低于极限值无关地执行电池组3的充电和放电循环。为此，电池组3根据其容量及其年龄每隔一定时间间隔被充电直至低于最大极限值的第一值，而且紧接着被放电直至高于最小极限值的第二值。

Claims (19)

1.一种用于存放电池组（3）的系统，
其特征在于，
所述系统具有至少一个电池组（3）、中央控制装置和（1）中央电源（5），所述至少一个电池组具有至少一个电池组电池和至少一个电池组控制装置（2），
其中所述电池组控制装置（2）与所述中央控制装置（1）以传导信号的方式连接，
其中所述电池组控制装置（2）由所述中央电源（5）来馈电。
2.根据权利要求1所述的系统，
其特征在于，
所述电池组控制装置（2）具有存储装置，用于存储所述电池组（3）的状态数据，尤其是
- 识别码，和/或
- 故障状态，和/或
- 容量，和/或
- 充电状态，和/或
- 电池电压，和/或
- 电池温度。
3.根据权利要求2所述的系统，
其特征在于，
所述中央控制装置（1）被设立为：分析所述电池组（3）的状态数据和/或将所述电池组（3）的状态数据与极限值进行比较，
其中在超过和/或低于所述极限值时能由所述中央控制装置（1）来执行安全功能。
4.根据权利要求3所述的系统，
其特征在于，
所述安全功能是
- 对所述电池组（3）和/或所述电池组控制装置（2）的切断，和/或
- 对所述电池组（3）的充电，和/或
- 对所述电池组（3）的放电，和/或
- 对所述电池组（3）的快速放电，和/或
- 对所述电池组（3）的安全机制、尤其是泄压阀和/或冷却机制的激活。
5.根据上述权利要求之一所述的系统，
其特征在于，
所述中央电源（5）实施为小电压电源，尤其是实施为24伏特电源或实施为12伏特电源。
6.根据上述权利要求之一所述的系统，
其特征在于，
所述系统具有充电装置（6）、尤其是高压充电装置，用于使所述电池组（3）充电和/或放电，
其中所述充电装置（6）与所述中央控制装置（1）以传导数据的方式连接，
其中所述充电装置（6）与所述电池组（3）导电连接，尤其是借助于高压导线来与所述电池组（3）导电连接。
7.根据上述权利要求之一所述的系统，
其特征在于，
所述电池组控制装置（2）能由所述中央控制装置（1）来接通和/或切断，尤其是其中所述电池组控制装置（7）能从活跃状态转变到待机模式。
8.根据上述权利要求之一所述的系统，
其特征在于，
所述系统具有容纳装置（4），所述电池组（3）布置在所述容纳装置中，
其中所述容纳装置（4）具有接触部，其中所述接触部适合于将所述电池组控制装置（2）与所述中央控制装置（1）和/或所述中央电源（5）连接。
9.根据上述权利要求之一所述的系统，
其特征在于，
所述系统具有多个电池组电池（3），
其中每个电池组（3）都具有相应的电池组控制装置（2），
其中所述相应的电池组控制装置（2）与所述中央控制装置（1）以传导信号的方式连接。
10.根据权利要求9所述的系统，
其特征在于，
所述电池组控制装置（2）借助于总线系统与所述中央控制装置（1）连接，
尤其是其中所述总线系统实施为主机-从机系统，其中所述中央控制装置（1）充当主机而所述电池组控制装置（3）充当从机。
11.一种用于借助于系统、尤其是根据权利要求1至10之一所述的系统来存放电池组（3）的方法，所述方法具有如下方法步骤：
- 其中在第一方法步骤中，所述系统的中央控制装置（1）要求所述电池组（3）的电池组控制装置（2）将所述电池组（3）的状态数据发送给所述中央控制装置（1）；
- 其中在第二方法步骤中，所述电池组控制装置（2）将所要求的状态数据发送给所述中央控制装置（1）；
- 其中在第三方法步骤中，所述中央控制装置（1）分析所述电池组（3）的状态数据；
- 其中在第四方法步骤中，在所述电池组（3）的状态数据超过和/或低于相应的临界极限值时，由所述中央控制装置（1）来执行安全行动。
12.根据权利要求11所述的方法，
其特征在于，
所述中央控制装置（1）激活所述电池组控制装置（2），尤其是与第一方法步骤同时地激活所述电池组控制装置（2），
尤其是其中将所述电池组控制装置（2）从待机模式转移到活跃模式。
13.根据权利要求11或12所述的方法，
其特征在于，
在第五方法步骤中，所述中央控制装置（1）停用所述电池组控制装置（2），尤其是其中将所述电池组控制装置（2）从活跃模式转移到待机模式。
14.根据权利要求11至13之一所述的方法，
其特征在于，
在第一方法步骤中，要求所选择的状态数据。
15.根据权利要求11至14之一所述的方法，
其特征在于，
在第二方法步骤中，所述电池组控制装置（2）读取所述电池组控制装置（2）的存储装置，所述电池组（3）的状态数据已被存储到所述存储装置中。
16.根据权利要求11至15之一所述的方法，
其特征在于，
在第三方法步骤中，所述中央控制装置（1）将所述状态数据与被分配给相应的状态数据类型的极限值进行比较。
17.根据权利要求11至16之一所述的方法，
其特征在于，
在第四方法步骤中，切断所述电池组（3）和/或使所述电池组（3）放电和/或快速放电和/或充电和/或激活所述电池组的安全机制，作为安全行动。
18.根据权利要求11至17之一所述的方法，
其特征在于，
所述电池组控制装置（2）由中央电源（5）来馈电。
19.根据权利要求18所述的方法，
其特征在于，
所述中央控制装置（1）每隔一定时间间隔就使所述电池组（3）充电和放电，
其中所述电池组（3）被充电直至低于最大极限值的第一值，而且紧接着被放电直至高于最小极限值的第二值。
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