CN110271434B - 用于机动车的电池和用于运行电池的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车(10)的电池(14)，具有多个电池单体(24)，该电池单体包括带有电连接端(28、30)的相应的电池单体壳体(26)，通过该电连接端将电池单体(24)彼此电连接，其中在电池单体壳体(26)中布置有通过原电池(34)使连接端(28、30)连接的单体支路(32)，电池单体(24)中的多个在并联电路中彼此连接成相应的电池组(16)，其中每个单体支路(32)都具有开关元件(36)用于断开和闭合单体支路(32)；电池(14)还具有控制装置(18)，该控制装置被设置成，根据机动车(10)的电驱动装置(12)的功率需求驱控单体支路(32)的开关元件(36)以断开或闭合开关元件(36)。本发明还涉及一种用于运行电池(14)的方法。

Description

用于机动车的电池和用于运行电池的方法
技术领域
本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中所述类型的用于机动车的电池。本发明还涉及一种用于运行这种电池的方法以及一种具有这种电池的机动车。
背景技术
由于机动车的逐渐电气化，越来越多地使用电池，例如基于锂离子的电池等。
专利文献DE 10 2011 113 798 A1揭示了一种用于机动车的电池，该电池具有多个电池单体。在电池单体外部布置有切换模块，借助于切换模块可以按需求对单个电池单体去激活。
专利文献DE 10 2008 060 936 A1描述了一种包括多个并联连接的模块的电池单元，这些模块根据荷电状态可以单个地被接通和切断。
专利文献DE 10 2008 053 074 A1揭示了一种用于直流供电网络中的高容量电池的快速切换装置。该快速切换装置可以切换单个的电池模块，这些电池模块彼此并联连接。
发明内容
本发明的目的是，提供一种解决方案，借助于这种解决方案可以特别有效在机动车中使用电池。
上述目的通过一种具有独立权利要求的特征的用于机动车的电池以及通过一种具有独立权利要求的特征的用于运行电池的方法实现。具有本发明的适宜的以及有意义的改进方案的有利的设计方案在从属权利要求中说明。
根据本发明的用于机动车的电池具有多个电池单体，该电池单体包括具有电连接端的相应的电池单体壳体，通过该电连接端可以将电池单体彼此电连接，其中在电池单体壳体中还分别布置有使连接端连接的、具有原电池的单体支路，电池单体中的多个在并联电路中彼此联接成相应的电池组/单体电池组
Figure BDA0001994831620000021
每个单体支路在此都具有用于断开和闭合单体支路的开关元件，其中电池具有控制装置，该控制装置被设置成，根据机动车的电驱动装置的功率需求驱控单体支路的开关元件以用于断开或闭合开关元件。
在本发明的意义上，电池被理解为多个相同类型的原电池或电流发生元件的互相连接。电池既可以是一次电池，也可以是二次电池。电池单体可以是所谓的固态电池单体，也可以是传统的原电池单体，例如锂离子电池等。电池单体例如也可以是燃料电池。所述开关元件可以是电子的开关元件，例如场效应晶体管或二极管。开关元件也可以是机电的开关，例如继电器。在开关元件中，重要的是，开关元件可以切换具有原电池的相应的单体支路，或者可以导电地接通或电断开相应的支路。
在根据本发明的电池中重要的是，开关元件集成在各个电池单体中。借助于根据本发明的电池实现了，在电池单体级别上单个地控制能量流。原则上既可以中央地控制电池单体的接通和切断，也可以对此进行分散地控制。通过将开关元件集成在电池单体中，根据本发明的电池特别节省构造空间，这是因为不必为了接通和切断单个电池单体而在电池单体上插接元件。因此，与传统电池相比，总体上可以使用更少的线缆。总的来说，在根据本发明的电池中，故障源也明显较少，这是因为单个电池单体本身已经集成了基本部件，这些部件是电池单体彼此以不同方式连接所必需的。在根据本发明的电池中，电池单体不必例如连接在电路板等上，这是因为控制装置集成在电池中，优选去中心化地通过在电池单体中集成单个控制单元、例如微控制器的形式的控制单元。
借助于根据本发明的电池，可以针对其中使用所述电池的相关机动车的电驱动装置的功率需求借助于电池提供相应的功率。可以接通和切断电池中的单个电池单体来为机动车的相关的电驱动装置提供能量或提供功率。因此，在电池的最小的级别上、即在电池单体级别上实现按需求提供能量流，以便为机动车的相关的电驱动装置供应能量。
本发明的一个有利的实施形式提出，控制装置被设置成，根据电池单体的相应温度驱控单体支路的开关元件用以断开或闭合开关元件。不仅根据机动车的相关电驱动装置当前的功率要求进行单个电池单体的接通和切断，更准确地说是进行相应原电池的单体支路的接通和切断。通过与温度相关地为单个电池单体决定，当前应接通和切断哪些电池单体用于对电驱动装置供能，附加地还可以在单体级别上实现特别有利的温度管理。以这种方式也可以特别温和地运行各个电池单体，这是因为在考虑到各电池单体的温度的情况下可以防止电池单体的过热。由此可以改善单个电池单体并进而改善整个电池的性能和寿命。
本发明的另一有利的实施形式提出，控制装置被设置成，如此驱控单体支路的开关元件来断开或闭合开关元件，使得在不同的电池组的相邻的电池单体中相反地切换开关元件。由此可以防止，不同的电池组的直接相邻的电池单体彼此强烈地生热。因此，不同的电池组的直接相邻的电池单体优选不同时激活。在不同的电池组的直接相邻的电池单体中，电流不流过相应的单体支路，从而不同的电池组的直接相邻的电池单体不强烈地生热。由此在运行电池时获得特别有利的温度管理。
根据本发明的另一有利的实施形式提出，控制装置被设置成，根据电池单体的荷电状态驱控单体支路的开关元件来断开或闭合开关元件。以这种方式可以特别均匀地使电池单体放电。因此，可以可靠地保证电池的所有原电池的均匀的电荷分布。由此可以使用电池全部容量并抑制单个电池单体随时间的变化或老化。
在本发明另一有利的设计方案中出，控制装置被设置成，根据电池单体的健康状态驱控单体支路的开关元件来断开或闭合开关元件。换句话说，单个电池单体的所谓的健康状态、简称SOH被控制装置加以考虑。控制装置可以如此接通和切断单个电池单体，使得电池单体均匀地老化。特别是控制装置为此分别考虑例如电池单体级别上的特征参数，如内阻、容量、电压、充放电循环的次数等。通过电池单体的均匀的老化可以整体上提高整个电池的性能和寿命。
本发明的另一有利的实施形式提出，对于每个电池组，在电池单体中的至少一个中在电池单体壳体中布置用于桥接原电池的旁通支路，该旁通支路具有桥接开关元件用于断开和闭合该旁通支路，其中控制装置被设置成，为了桥接所有电池组，对于每个电池组断开全部开关元件并闭合至少一个桥接开关元件。以这种方式，每个电池组基于至少一个旁通支路毫无问题地实现了完全地桥接所有电池组以及其中并联连接的电池单体。优选在所有的电池单体壳体中都布置有用于桥接相应的原电池的旁通支路，该旁通支路具有用于断开和闭合该旁通支路的桥接开关元件，其中控制装置设置成，为了桥接整个的电池组，对于每个电池组断开全部开关元件并闭合桥接开关元件中的多个，优选闭合全部桥接开关元件。由此，优选每个电池单体都具有这种旁通支路，在桥接所有电池组时可以使电流分配在多个电池单体上，确切地说通过相应的旁通支路分配在多个电池单体上。由此，在相应被桥接的电池组中形成相对较低的电阻，从而随之而来的生热也较小。
根据本发明的另一有利的实施形式提出，电池单体分别具有至少一个传感器用于检测电池单体的至少一个运行参量，该传感器被设置成，向控制装置传输与运行参量相关的数据。在电池单体还可以集成多个传感器，这些传感器例如可以被设置成，测量电池单体内相应的电压、电流、单体内部压力等。对于每个电池的电池单体优选都存在以下数据，这些数据表示在电池的运行中的重要的运行参量。控制装置以这种方式可以有针对性地接通和桥接单个电池单体，以便满足其中使用电池的机动车的相关的电驱动装置的功率需求。
根据本发明的机动车包括根据本发明的电池或根据本发明的电池的有利的实施形式。
在根据本发的用于运行根据本发的电池或根据本发明的电池的有利的实施形式方法中，借助于电池的控制装置根据机动车的电驱动装置的功率需求驱控单体支路的开关元件来断开或闭合开关元件。根据本发明的电池的有利的设计方案也可以被视为根据本发明的方法的有利的设计方案，相反同样适用，其中电池特别是具有用于实施所述方法步骤的部件。
附图说明
从下面对优选实施例的描述以及根据附图得到本发明的其他优点、特征和细节。在不离开本发明的范围的情况下，以上描述的特征和特征组合以及下面在附图说明和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能在相应说明的组合中使用，而且还能在其他组合中或单独地使用。
附图示出：
图1示出具有为机动车的电驱动装置供能的电池的机动车的示意图，其中电池包括多个电池组和一个控制装置，该控制装置被设置成，根据电驱动装置的功率需求接通或桥接电池组的电池单体；
图2示出电池的第一实施形式的示意图，其中示出多个串联连接的电池组，该电池组具有多个并联连接的电池单体，在该电池单体中分别集成了用于在单体级别上中断电流的开关元件；
图3示出电池的另一实施形式的示意图，其中这个实施形式与在图2中示出的实施形式的区别在于，每个电池单体都还具有旁通支路。
在附图中相同或功能相同的元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中的示意图中示出了具有电驱动装置12的机动车10。机动车10具有用于为电驱动装置12供能的电池14。电池14包括多个示意性示出的电池组16和控制装置18，该控制装置被设置成，用于根据电驱动装置12的功率需求桥接和接通相应电池组16的各个电池单体(在此未示出)。
在图2中示意性示出了电池14的第一实施形式。在此，电池组16中的多个彼此串联连接，从而电池组16的各单独电压被相加成为在整个电池级别上的在正极20与负极22之间的总电压。
单个的电池组16包括多个彼此并联连接的电池单体24。各个电池单体24分别包括具有电连接端28、30的电池单体壳体26，通过该电连接端可以使得各个电池单体24彼此电连接。在电池单体壳体26中分别布置有使连接端28、30连接的、带有原电池34的单体支路32。单体支路32中的每个都具有用于断开和闭合相应单体支路32的开关元件36，从而可以实现或阻断经由或通过原电池34的电流。
参照图1说明的控制装置18被设置成，根据机动车10的电驱动装置12的相应功率需求驱控单体支路32的单个开关元件36以用于断开或闭合开关元件36。这可以例如通过控制装置18集中地实现，其中这例如也可以通过从属于控制装置18的、在此未示出的单个微控制器分散地实现。
控制装置18可以根据电机12的功率需求对于每个电池组16直至剩下一个开关元件以外断开全部开关元件36，从而在较小的功率需求并以此由电池14提供较小的功率的情况下，可以分别仅使用原电池34中的一个用于供能，其中该原电池是锂离子电池或燃料电池。由于各个电池组16的串联连接，对于每个电池组16需要闭合开关元件36中的至少一个，由此可以实现整个电池14的从正极20到负极22的电流。也可以根据电驱动装置12的功率需求闭合开关元件36中的多个开关元件。例如，如果机动车10的驾驶员将加速踏板完全踩到底，则可以闭合全部开关元件36，从而可以借助于电池14提供最大功率。
此外，控制装置18还可以根据单个电池单体24的温度驱控单体内部的相应开关元件36来断开或闭合。由于电机12的纯功率需求，以这种方式还考虑了在单体级别上的相应温度，通过使用电池单体24交替地用于供能的方式，可以避免在电池14内部的例如热点，使得单个的电池单体24在机动车10中的应用期间在再次用于供能之前能够被充分冷却。
例如，控制装置18可以如此地驱控单体支路32的开关元件36以用于断开或闭合开关元件36，使得在不同的电池组16的相邻的电池单体24中总是相反地切换相应的开关元件36。以这种方式防止了，在不同的电池组16的直接相邻的电池单体24中电流在同一时间流过这两个相邻的电池单体24。由此防止了在不同的电池组16中相邻的电池单体24的不利的生热或相互的热影响。
控制装置18还可以考虑单个电池单体24的相应的荷电状态并据此操纵开关元件36，使得单个电池单体24尽可能均匀地放电。控制装置18还可以在操纵开关元件36时考虑单个电池单体24的相应的健康状态。以这种方式控制装置18可以用于，至少基本上使各个电池单体24均匀地老化，这对于整个电池14的性能和寿命有积极影响。
在图3中示意性示出电池14的另一可能的实施形式。在此示出的实施形式与在图2中示出的实施形式的不同之处在于，在所有的电池单体壳体26中还布置有用于桥接相应的原电池34的旁通支路38。旁通支路38中的每个都包括桥接开关元件40用于断开和闭合旁通支路38。控制装置18被设置成，为了桥接整个的电池组16，对于每个电池组16可以断开全部开关元件36并闭合桥接开关元件40中的至少一个。在图3中示出的电池14的实施形式中，可以通过相应地操纵开关元件36和桥接开关元件40无问题地桥接所有电池组16，使得在相关的电池组16中无电流经过原电池34。这无问题地基于所述旁通支路38实现。如果电池组16例如完全被桥接，则控制装置18在相关的电池组16中如此驱控开关元件36，使得开关元件全部断开，其中控制装置18例如如此驱控全部桥接开关元件40，使得该桥接开关元件全部闭合。在这种情况下，被分配在待被桥接的电池组16的全部电池单体24上的电流可以流经各个旁通支路38。
通过桥接单个电池组16，例如在相应地机动车10的环保运行模式期间，可以断开所有电池组16，由此根据断开的电池组16也降低了电池14的电压水平。因此可以在电池组级别上以简单的方式保护全部位于相应的电池组16中的电池单体24。
如果在此期间仍需要借助于电池14提供例如全部功率，则控制装置18可以闭合全部电池组16中的开关元件36并断开全部桥接开关元件40，由此可以借助于电池14提供最大功率。
在图3中示出的电池14的实施形式中还可以实现，除了电驱动装置12的纯功率需求外，还在单体级别上考虑温度、荷电状态、老化程度或监控状态。在图2和图3中示出的电池14的实施形式中，可以在单体级别上具有一个或多个传感器，该传感器可以测量相应的电池单体24的各种运行参量、如电压、电流单体内部压力等，并向控制装置18传输与此相关的数据。
控制装置18在了解了电池单体24的相应的运行参量的情况下可以接通或切断用于相应的供能过程的那些电池单体24。电池14的不同的实施形式在单体级别上整体上提供了如下可能性，一方面特别灵活地对电驱动装置12的功率需求做出反应，另一方面在单体级别上接通和切断单个的电池单体24，使得单个的电池单体24获得特别理想的温度管理、均匀的放电和均匀的老化。

Claims (11)

1.一种用于机动车(10)的电池(14)，具有多个电池单体(24)，该电池单体分别具有带有电连接端(28、30)的电池单体壳体(26)，通过该电连接端将电池单体(24)彼此电连接，其中，在电池单体壳体(26)中布置使连接端(28、30)连接的、带有原电池(34)的单体支路(32)，电池单体(24)中的多个分别在并联电路中彼此连接成相应的电池组(16)，
其特征在于，
-每个单体支路(32)都具有开关元件(36)用于断开和闭合单体支路(32)；
-电池(14)具有控制装置(18)，该控制装置被设置成，根据机动车(10)的电驱动装置(12)的功率需求驱控单体支路(32)的开关元件(36)以断开或闭合开关元件(36)。
2.根据权利要求1所述的电池(14)，其特征在于，控制装置(18)被设置成，根据电池单体(24)的相应温度驱控单体支路(32)的开关元件(36)以断开或闭合开关元件(36)。
3.根据权利要求1或2所述的电池(14)，其特征在于，控制装置(18)被设置成，如此驱控单体支路(32)的开关元件(36)以断开或闭合开关元件(36)，使得在不同的电池组(16)的相邻的电池单体(24)中相反地切换开关元件(36)。
4.根据权利要求1或2所述的电池(14)，其特征在于，控制装置(18)被设置成，根据电池单体(24)的相应荷电状态驱控单体支路(32)的开关元件(36)用以断开或闭合开关元件(36)。
5.根据权利要求1或2所述的电池(14)，其特征在于，控制装置(18)被设置成，根据电池单体(24)的健康状态驱控单体支路(32)的开关元件(36)用以断开或闭合开关元件(36)。
6.根据权利要求1或2所述的电池(14)，其特征在于，对于每个电池组(16)在电池单体(24)的至少一个中，在相应的电池单体壳体(26)中布置有用于桥接原电池(34)的旁通支路(38)，该旁通支路具有桥接开关元件(40)用于断开和闭合旁通支路(38)，其中，控制装置(18)设置成，为了桥接所有电池组(16)对于每个电池组(16)断开全部开关元件(36)并闭合至少一个桥接开关元件(40)。
7.根据权利要求1或2所述的电池(14)，其特征在于，在所有的电池单体壳体(26)中都布置有用于桥接相应的原电池(34)的旁通支路(38)，该旁通支路具有用于断开和闭合旁通支路(38)的桥接开关元件(40)，其中，控制装置(18)设置成，为了桥接所有电池组(16)，对于每个电池组(16)断开全部开关元件(36)并闭合桥接开关元件(40)中的多个。
8.根据权利要求7所述的电池(14)，其特征在于，该控制装置(18)设置成，为了桥接所有电池组(16)，对于每个电池组(16)断开全部开关元件(36)并闭合全部桥接开关元件。
9.根据权利要求1或2所述的电池(14)，其特征在于，电池单体(24)分别具有至少一个传感器用于检测电池单体(24)的至少一个运行参量，所述至少一个传感器设计成，向控制装置(18)传输与运行参量相关的数据。
10.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的电池(14)的机动车(10)。
11.一种用于运行根据权利要求1至9中任一项所述的电池(14)的方法，其中借助于电池(14)的控制装置(18)根据机动车(10)的电驱动装置(12)的功率需求驱控单体支路(32)的开关元件以断开或闭合开关元件(36)。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110884367B (zh) * 2019-11-28 2022-08-09 福州大学 一种车用变结构燃料电池电源系统
DE102019219018A1 (de) * 2019-12-06 2021-06-10 Robert Bosch Gmbh Batteriebetriebenes Objekt und Verfahren zum Betreiben des batteriebetriebenen Objekts
CN111114378B (zh) * 2019-12-30 2021-04-16 潍柴动力股份有限公司 一种动力电池电流控制方法及装置
CN113078694B (zh) * 2020-01-03 2023-04-18 中车唐山机车车辆有限公司 一种锂电池箱以及应用于锂电池箱的控制方法
GB2598375A (en) * 2020-08-28 2022-03-02 Jaguar Land Rover Ltd Vehicle traction battery control system
CN114274792A (zh) * 2020-10-01 2022-04-05 郑州创狼信息技术有限公司 直流供电系统及其电池模组充电系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003041206A1 (en) * 2001-10-11 2003-05-15 Silverman Martin S Digital battery
US20040126641A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-01 Pearson Martin T. Regenerative fuel cell electric power plant and operating method
JP4092580B2 (ja) * 2004-04-30 2008-05-28 新神戸電機株式会社 多直列電池制御システム
DE102008053074A1 (de) 2008-07-09 2010-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Schnellschalteinrichtung für eine Hochleistungs-Batterie in einem Gleichstrominselnetz
DE102008060936A1 (de) 2008-12-06 2010-06-10 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Batterieeinheit eines Kraftfahrzeugs
US9024586B2 (en) * 2010-10-14 2015-05-05 GM Global Technology Operations LLC Battery fault tolerant architecture for cell failure modes series bypass circuit
DE102011113798A1 (de) 2010-11-02 2012-05-03 Voltabatterien Gmbh Eigensichere Batterie
US8710800B2 (en) * 2011-07-26 2014-04-29 GM Global Technology Operations LLC Vehicle battery with cell balancing current paths and method of charging the same
DE102011054790A1 (de) * 2011-10-25 2013-04-25 Albright Deutschland GmbH Batterie mit mehreren Akkumulator-Zellen und Verfahren zum Betreiben einer solchen
GB201310213D0 (en) * 2013-06-07 2013-07-24 Imp Innovations Ltd A segmented fuel cell-battery passive hybrid system
US9438048B2 (en) * 2014-06-20 2016-09-06 Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. Modular battery cell architecture and control method
CN106356908B (zh) * 2015-07-17 2019-08-13 联创汽车电子有限公司 动力电池组及其构成的控制系统和控制方法
CN106356927B (zh) * 2016-09-19 2018-11-30 华中科技大学 一种锂电池组soc均衡系统及方法
US10250045B2 (en) * 2017-01-05 2019-04-02 Gbatteries Energy Canada Inc. System and method for battery pack

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