CN116368392A - 用于确定电池组电池的状态的方法 - Google Patents

用于确定电池组电池的状态的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116368392A
CN116368392A CN202180050333.3A CN202180050333A CN116368392A CN 116368392 A CN116368392 A CN 116368392A CN 202180050333 A CN202180050333 A CN 202180050333A CN 116368392 A CN116368392 A CN 116368392A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
voltage
parameter
batteries
discharge voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180050333.3A
Other languages
English (en)
Inventor
A·塞德尔
J-M·科勒
S·鲁道夫
I·拜亚诺夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stodia LLC
Volkswagen AG
Original Assignee
Stodia LLC
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stodia LLC, Volkswagen AG filed Critical Stodia LLC
Publication of CN116368392A publication Critical patent/CN116368392A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

用于确定电池组(5)的多个电池(1、2、3、4)相应状态的方法，所述方法至少包括以下步骤：a)执行所述电池(1、2、3、4)的充电过程(6)或放电过程(7)；b)确定其中每个电池(1、2、3、4)的放电电压(8)和其中每个电池(1、2、3、4)的充电电压(9)；c)确定针对每个电池(1、2、3、4)的至少一个状态参数(10、11)，其中所述状态参数从放电电压(8)和充电电压(9)导出，其中针对所述状态参数考虑至少一个其他电池(4、3、2、1)的放电电压(8)和充电电压(9)。

Description

用于确定电池组电池的状态的方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定电池组电池，特别是高压电池组的状态的方法。特别地，该方法集中于在考虑同一电池组的其他电池的状态的情况下确定电池的状态。
背景技术
这种高压电池组尤其用在机动车辆中以存储用于驱动牵引驱动装置的电能。电池组通常由多个电池组成，每个电池的端电压为1.5至4伏。这些电池至少部分串联，从而提供60至1500伏直流电的牵引电压。
根据当前和未来的立法，有必要在机动车辆运行时检测电池组或电池的状态。特别地，通过确定电池的状态，可以进行早期故障识别和早期维护识别，从而避免电池或电池组在运行过程中发生故障并且可以及时对电池或电池组进行更换。
用于确定电池或电池组的状态的已知方法通常仅提供快照，其中并没有检测电池或电池组的状态(例如SOH-state of health(健康状态))的发展。
由DE 10 2009 000 337 A1已知一种用于确定电池组电池老化状态的方法。其中，记录电池组电池的阻抗谱。
由DE 10 2011 117 249 A1已知一种用于监控锂离子电池组电池的方法。在这种情况下，充电容量根据相应的电池组电池电压而不同。
由DE 10 2014 214 314 A1中已知一种用于运行二次电池组的方法。其中，检测各个电池的状态参数，并从中导出运行策略。
发明内容
本发明的目的是至少部分地解决参考现有技术所提出的问题。特别地，应考虑一种用于确定电池组电池的状态的方法。特别是，通过该方法还应实现对使用寿命期间的状态发展的论述。
具有根据专利权利要求1的特征的方法有助于解决这些任务。有利的扩展方案是从属专利权利要求的主题。在专利权利要求中单独列出的特征可以以技术上有意义的方式相互组合，并且可以通过说明书中的解释性事实和/或附图的细节来补充，其中示出了本发明的进一步的实施变型。
提出了一种用于确定电池组的多个电池的相应状态的方法。特别地，通过该方法应该能够确定电池组的至少一个电池的状态，优选电池组的每个电池的状态。
该方法至少包括以下步骤：
a)执行电池的充电过程或放电过程；
b)确定其中每个电池的放电电压和其中每个电池的充电电压；
c)确定针对每个电池的至少一个状态参数，其中所述状态参数从放电电压和充电电压导出，其中针对所述状态参数考虑至少一个其他电池的放电电压和充电电压。
将方法步骤以上述方式(非详尽地)划分为a)至c)应该主要仅旨在用于区分，而并不强加任何顺序和/或依赖性。例如在系统的设立和/或运行期间，方法步骤的频率也可能发生变化。方法步骤在时间上至少部分地相互重叠也是可能的。特别优选地，方法步骤b)和c)在步骤a)期间或之后立即进行。特别地，步骤a)至c)按所列顺序执行。
充电过程和放电过程分别指的是这样的充电过程，其中仅向电池输送电流(充电过程)或仅从电池导出电流(放电过程)。特别是，无论所输送或导出的电流的量如何，都可以使用该方法评估每个充电过程。
在步骤b)的范畴内，针对所考虑的其中每个电池来确定或测量放电电压和充电电压。放电电压表示放电过程后存在的电池的电压。充电电压表示充电过程后存在的电池的电压。多个电池的电压尤其是分别在相同的时间点被确定，即所有的放电电压在一个共同的时间点并且所有的充电电压在另一个共同的时间点被确定。
放电电压尤其是充电过程的最低电压。充电电压尤其是充电过程的最高电压。
特别地，充电过程可以用于多次执行该方法。例如，可以在进一步进行的充电过程期间的特定时间点确定电池的相应电压，并且可以在考虑这些电压的情况下执行该方法。
在步骤c)的范畴内，为每个所考虑的电池确定至少一个状态参数。从该电池的放电电压和充电电压导出所述状态参数。然而，在此也可以考虑至少一个其他电池的相应电压，特别是所考虑的所有其他电池的相应电压。
特别地，通过归一化确定所述状态参数。所述归一化使得不同电池的状态能够相互比较。
特别地，针对至少多个充电过程或加载过程确定至少一个状态参数，其中考虑以这种方式确定的状态参数的发展。
由于该方法可以在任何时间针对任何类型的充电过程或与所提取或输送的电流的量无关地执行，因此可以容易地实现对先前结果的合理性检查。在此，可以通过频繁重复该方法来检查或验证先前确定的状态参数。此外，可以以高时间分辨率跟踪状态参数的发展以及因此跟踪电池的状态。
特别地，其中一个状态参数至少是容量参数或平衡参数。该容量参数描述了：在考虑到其他电池的比率的情况下电池的放电电压和充电电压的比率。特别地，容量参数因此描述了电池充电过程的放电电压和充电电压之间的差异。较大的差异对应于电池的小容量，因为少量的电流会导致电池电压的较大差异。相反，较小的差异则对应于电池的高容量。
平衡参数描述了：与其他电池的相应电压水平相比，电池的放电电压水平和充电电压水平。特别地，平衡参数描述了：在与其他电池的相应第一充电电压水平相比而言电池的第一充电电压水平(即值)以及与其他电池的相应第二放电电压水平相比而言电池的第二放电电压水平之间的差异。
负平衡例如意味着：与其他电池相比较而言放电最低的电池、即在所有电池中存在最低放电电压的电池在充电过程中被最少地充电，即在所有电池中充电电压最低。
正平衡例如意味着：与其他电池相比较而言放电最少的电池、即在所有电池中存在最高放电电压的电池在充电过程中以最大的强度被充电，即在所有电池中充电电压最高。
经补偿的平衡例如意味着：与其他电池相比较而言例如放电第三低的电池，即所有电池中存在第三低的放电电压的电池在充电过程中以第三大的强度被充电，即所有电池中充电电压第三高。
特别地，每个电池的所确定的放电电压和充电电压被归一化以确定状态参数。针对电池i的归一化充电电压xi适用：
Figure BDA0004078948290000041
其中针对电池i的归一化放电电压yi适用：/>
Figure BDA0004078948290000042
在此：
Uxi：所考虑的电池i的充电电压；
Uxmin：所有考虑的电池i＝1到n的最大充电电压；
Uxmin：所有考虑的电池i＝1到n的最小充电电压；
Uyi：所考虑的电池i的放电电压；
Uymin：所有考虑的电池i＝1到n的最大放电电压；
Uxmin：所有考虑的电池i＝1到n的最小放电电压。
电池数量在此为n，其中i或n分别为自然数，即n＝2，3，4，......。
针对充电电压的归一化因此通过本次充电过程中所有电池的最大充电电压与所有电池的最小充电电压之间的差来进行。
针对放电电压的归一化因此通过本次充电过程中所有电池的最大放电电压与所有电池的最小放电电压之间的差来进行。
所述归一化使得能够将电池组中的其中一个电池与其他电池进行比较。
特别是，所述至少一个状态参数是电池i的容量参数Ci，其中适用：Ci＝2-(xi-yi)。
特别是，所述至少一个状态参数是电池i的平衡参数Bi，其中适用：Bi＝1-|xi+yi|。
特别是，所述状态参数的倒数被考虑用于确定电池的状态。特别是，Ci的倒数是1/Ci。特别是，Bi的倒数是1/Bi。
特别地，为每个状态参数定义干预极限，当超过所述干预极限时，则决定为相关电池的修复状态。
特别地，干预极限根据针对多个电池所确定的状态参数而被确定。
特别地，针对相应状态参数而形成所考虑的电池的所述状态参数的算术平均值，其中所述干预极限例如是该平均值的至少130％，优选至少150％或甚至200％。
特别地，分别针对最后一个充电过程或放电过程重新确定干预极限。特别是，例如可以在每次充电过程中重新计算算术平均值。以这种方式，可以考虑电池在其寿命期间特别是连续的退化。
尤其是，该方法可以在控制设备中实施，其中该控制设备至少被设置用于电池组的诊断，必要时也用于运行。
电池组可以在机动车中用于储存能量，其中通过电池组为机动车的至少一个牵引驱动装置供应电能。
尤其是提出了一种具有牵引驱动装置和所描述的电池组装置的机动车。
还提出了一种控制设备或数据处理系统，其被装备、配置或编程以执行所描述的方法。
此外，该方法也可以由计算机或利用控制单元或数据处理系统的处理器来执行。
因此，还提出了一种用于数据处理的系统，该系统包括处理器，该处理器被适配/配置以执行所述方法或所提出的方法的部分步骤。特别地，用于数据处理的系统为了确定电池组的多个电池的状态而包括至少一个用于确定或测量电压(例如充电电压和放电电压)的电压检测器和适合于执行所述方法的步骤的装置。
提供一种计算机可读存储介质，其包括指令，当由计算机/处理器执行时，这些指令促使所述计算机/处理器执行该方法或所提出的方法的至少部分步骤。
关于方法的陈述尤其可以转用到电池组装置、机动车辆和/或计算机实现的方法(即计算机或处理器、用于数据处理的系统、计算机可读存储介质)，并且反之亦然。
特别是在专利权利要求和复述所述专利权利要求的描述中，对不定冠词(“一个”)的使用应被理解为其本身而不是数词。相应引入的术语或成分因此应被理解为，存在至少一个，特别是还可以存在多个。
应预先说明，这里使用的数词(“第一”、“第二”、...)主要(仅)用于区分多个相似的对象、大小或过程，即特别是没有强制预给定这些对象、大小或过程的顺序和/或相互依赖性。如果依赖性和/或顺序是必要的，则在此处被明确说明或者这在研究具体描述的设计方案时对于本领域技术人员来说是显而易见的。如果一个组件可能多次出现(“至少一个”)，则对其中一个组件的描述可以同等地适用于所述多个组件的全部或部分，但这不是强制性的。
附图说明
下面参考附图更详细地解释本发明以及技术领域。需要指出的是，本发明不应受所提及的实施例的限制。特别地，除非另有明确说明，还可以提取附图中解释的事实的部分方面并将它们与本说明书的其他组成部分和认识相结合。尤其应该指出的是，这些图以及尤其是所示的尺寸比例仅仅是示意性的。其中：
图1示出两个图，其中示出了电池组的充电过程；
图2示出三个图，其中示出了中间放电过程；
图3示出了具有低容量的电池的图；
图4示出了具有大容量的电池的图；
图5示出了具有负平衡的电池的图；
图6示出了具有正平衡的电池的图；
图7示出了具有经补偿的平衡的电池的图；
图8示出两个图，其中示出了多个电池的充电过程及其归一化电压；
图9示出了根据图8的多个电池的容量参数的图；
图10示出了根据图8的多个电池的平衡参数的图；
图11示出了根据图9的容量参数的倒数的图；
图12示出了根据图10的平衡参数的倒数的图；
图13示出了三个图，在这些图中针对充电过程示出所有电池的归一化电压、容量参数倒数和平衡参数倒数；和
图14示出了三个图，其中针对三个不同的充电过程示出了所有电池的容量参数的倒数。
具体实施方式
图1示出了两个图，其中示出了电池组5的充电过程6。电压12绘制在图的垂直轴上。时间13绘制在图的水平轴上。电池组5包括多个电池1、2、3、4。在充电过程6开始时，测量每个电池1、2、3、4、...n的放电电压8，其中n＝88。在充电过程结束时，测量电池1、2、3、4、...n中的每一个电池的充电电压9。
图2示出了三个图，其中示出了中间放电过程7。这发生在根据图1的充电过程6期间。电压12绘制在图的垂直轴上，电流14(在这种情况下为放电电流)绘制在右上图上。时间13绘制在图的水平轴上。可以看出，当电池组5以电流14放电时，电池1、2、3、4具有不同的电压变化过程12。参考与图1相关的陈述。
下面的图3到7分别示出了各个电池的电压12的变化过程，其中所检查的电池组5总共有88个电池，这里是从电池0到电池87。下面描述的电压变化过程始终是分别针对一个电池而示范性地阐述的，这里称为第一电池1。
图3示出了具有低容量的电池1的图。图4示出了具有大容量的电池1的图。下面将共同描述图3和图4。
电压12绘制在图的垂直轴上。时间13绘制在图的水平轴上。在第一电池1的放电电压8和充电电压9之间的图3中可看出的巨大差异对应于电池1的低容量，这是因为较少量的电流14造成了电池1的电压12的大的差异。相反，小差异则对应于电池1的高容量。这种状态在图4中示出。
图5示出了具有负平衡的电池1的图。图6示出了具有正平衡的电池1的图。图7示出了具有经补偿的平衡的电池1的图。下面将共同描述图5至图7。
电压12绘制在图的垂直轴上。时间13绘制在图的水平轴上。
如图5所示，负平衡意味着：与其他电池2、3、4相比较而言放电最低的第一电池1、即所有电池1、2、3、4中存在最低放电电压的电池在充电过程6中被最少地充电，即所有电池1、2、3、4中充电电压9最低。
如图6所示，正平衡意味着：与其他电池2、3、4相比较而言放电最少的第一电池1，即所有电池1、2、3、4中存在最高放电电压的电池在充电过程6中以最大的强度被充电，即所有电池1、2、3、4中充电电压9最高。
如图7所示，经补偿的平衡意味着：与其他电池1、2、3、4相比较而言，这里放电第三低的第一电池1，即所有电池1、2、3、4中存在第三低的放电电压8的电池在一个充电过程6中以第三大的强度被充电，即所有电池1、2、3、4中充电电压9第三高。
图8示出了两个图，其中示出了多个电池1、2、3、4的充电过程6及其归一化电压15、16。在左图中，电压12绘制在垂直轴上。时间13绘制在水平轴上。电池组5包括多个电池1、2、3、4。在充电过程6开始时，测量每个电池1、2、3、4的放电电压8。第一电池1具有例如3.002伏特的放电电压8。在充电过程6结束时，测量电池1、2、3、4中的每一个电池的充电电压9。在此，第一电池1例如具有4.131的充电电压9。
在右图中，归一化充电电压的值15Xi绘制在水平轴上方的垂直轴上，归一化放电电压的值yi 16绘制在水平轴下方的垂直轴上。电池1、2、3、4，即n，绘制在水平轴上。
根据
Figure BDA0004078948290000081
第一电池1的归一化充电电压15在此为1.0；其中所考虑的第一电池1的充电电压9的值为4.131，所考虑的所有电池1、2、3、4的最大充电电压9的值为4.131，所考虑的所有电池1、2、3、4的最小充电电压9的值为4.121。
根据
Figure BDA0004078948290000082
第一电池1的归一化放电电压16在此为-0.875；其中所考虑的第一电池1的放电电压8的值为3.002，所考虑的所有电池1、2、3、4的最大放电电压8的值为3.009，所考虑的所有电池1、2、3、4的最小放电电压8的值为3.001。
图9示出了其中示出根据图8的多个电池1、2、3、4的容量参数10的图。容量参数10绘制在垂直轴上。电池1、2、3、4，即n，绘制在水平轴上。
对于电池i的容量参数Ci 10适用：Ci＝2-(xi-yi)。对于第一电池1，这里的容量参数10因此为0.125。
图10示出了其中示出根据图8的多个电池1、2、3、4的平衡参数11的图。平衡参数11绘制在垂直轴上。电池1、2、3、4，即n，绘制在水平轴上。
对于电池i的平衡参数Bi 11适用：Bi＝1-|xi+yi|。对于第一电池1，这里的平衡参数11因此为0.85。
图11示出了其中示出根据图9的容量参数10的倒数的图。容量参数10的倒数绘制在垂直轴上。电池1、2、3、4，即n，绘制在水平轴上。对于第一电池1，此处容量参数10的倒数因此为8.0。
图12示出了其中示出根据图10的平衡参数11的倒数的图。平衡参数11的倒数绘制在垂直轴上。电池1、2、3、4，即n，绘制在水平轴上。对于第一电池1，平衡参数11的倒数在这里为1.14。
图13示出了三个图，其中针对充电过程6，分别示出针对所有电池1、2、3、4，......n的归一化电压15、16、容量参数10的倒数和平衡参数11的倒数，其中n＝88。在最上面的图中，归一化充电电压15xi的值绘制在水平轴上方的垂直轴上，归一化放电电压yi 16的值绘制在水平轴下方的垂直轴上。
在中间的图中，容量参数10的倒数绘制在垂直轴上。
针对容量参数10的倒数的干预极限17定义为2.0。
在下方的图中，平衡参数11的倒数绘制在垂直轴上。
针对平衡参数11的倒数的干预极限17定义为3.0。
超过为相应参数所定义的干预极限17的电池(这里是中间图中的第7、第8和第21个电池以及下方的图中的第11、第33、第50、第52、第61到第64和第66个电池)可以被标识。如果这些电池在该方法的后续过程中也具有相应的异常，或者出现进一步恶化，必要时可以有针对性地更换这些电池。可以根据检测到的状态参数的变化过程来设置维护日期，从而避免电池在运行过程中发生故障，也可以防止提前更换电池。
图14示出了三个图，其中针对三个不同的充电过程6示出了所有电池1、2、3、4、......n的容量参数10的倒数，其中n＝88，参见每个图中右上角的日期说明，即同年的9月7日、9月10日和9月11日。
在这些图中，容量参数10的倒数绘制在垂直轴上。电池1、2、3、4、......n绘制在水平轴上，其中n＝88。
此处，在最上方的图中，第7、第8和第21个电池被标识为可能有缺陷，在中间图中，第7和第65个电池被标识为可能有缺陷，在下方的图中，第7和第26个电池被标识为可能有缺陷。
可以看出，通过重复测量也可以进行合理性检查。在这里可以看出，可能只有第七个电池实际上是有缺陷的。
附图标记列表
1 第一电池
2 第二电池
3 第三电池
4 第四电池
5 电池组
6 充电过程
7 放电过程
8 放电电压
9 充电电压
10 容量参数
11 平衡参数
12 电压
13 时间
14 电流
15 归一化充电电压xi
16 归一化放电电压yi
17 干预极限

Claims (10)

1.一种用于确定电池组(5)的多个电池(1、2、3、4)相应状态的方法，所述方法至少包括以下步骤：
a)执行所述电池(1、2、3、4)的充电过程(6)或放电过程(7)；
b)确定其中每个电池(1、2、3、4)的放电电压(8)和其中每个电池(1、2、3、4)的充电电压(9)；
c)确定针对每个电池(1、2、3、4)的至少一个状态参数(10、11)，其中所述状态参数从所述放电电压(8)和所述充电电压(9)导出，其中针对所述状态参数考虑至少一个其他电池(4、3、2、1)的放电电压(8)和充电电压(9)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中针对至少多个充电过程(6)或放电过程(7)确定所述至少一个状态参数，其中考虑如此确定的状态参数的发展。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，其中一个所述状态参数至少是容量参数(10)或平衡参数(11)；其中，所述容量参数(10)描述了：在考虑到其他电池(4、3、2、1)的比率的情况下电池(1、2、3、4)的放电电压(8)和充电电压(9)的比率；其中所述平衡参数(11)描述了：与其他电池(1、2、3、4)的相应电压(8、9)水平相比，电池(1、2、3、4)的放电电压(8)水平和充电电压(9)水平。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中每个电池(1、2、3、4)的所确定的所述放电电压(8)和所述充电电压(9)被归一化以确定所述状态参数；其中针对电池i的归一化充电电压xi(15)适用：
Figure FDA0004078948280000011
其中针对电池i的归一化放电电压yi(16)适用：
Figure FDA0004078948280000012
其中
Uxi：所考虑的电池i的充电电压(9)；
Umin：所有考虑的电池i＝1到n的最大充电电压(9)；
Umin：所有考虑的电池i＝1到n的最小充电电压(9)；
Uyi：所考虑的电池i的放电电压(8)；
Uymin：所有考虑的电池i＝1到n的最大放电电压(8)；
Umin：所有考虑的电池i＝1到n的最小放电电压(8)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述至少一个状态参数是电池i的容量参数(10)Ci，其中适用：Ci＝2-(xi-yi)。
6.根据前述权利要求4和5之一所述的方法，其中，所述至少一个状态参数是电池i的平衡参数(11)Bi，其中适用：Bi＝1-|xi+yi|。
7.根据前述权利要求5和6之一所述的方法，其中所述状态参数的倒数被考虑用于确定电池(1、2、3、4)的状态，。
8.根据权利要求7所述的方法，其中针对每个状态参数定义干预极限(17)，当超过所述干预极限时，则决定为相关电池(1、2、3、4)的修复状态。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，根据针对所述多个电池(1、2、3、4)所确定的状态参数来确定所述干预极限(17)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，分别针对最后一个充电过程(6)或放电过程(7)重新确定所述干预极限(17)。
CN202180050333.3A 2020-06-16 2021-06-15 用于确定电池组电池的状态的方法 Pending CN116368392A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020115887.4A DE102020115887A1 (de) 2020-06-16 2020-06-16 Verfahren zur Bestimmung eines Zustands einer Zelle einer Batterie
DE102020115887.4 2020-06-16
PCT/EP2021/066043 WO2021254995A1 (de) 2020-06-16 2021-06-15 Verfahren zur bestimmung eines zustands einer zelle einer batterie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116368392A true CN116368392A (zh) 2023-06-30

Family

ID=76584487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180050333.3A Pending CN116368392A (zh) 2020-06-16 2021-06-15 用于确定电池组电池的状态的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230163375A1 (zh)
EP (1) EP4165422A1 (zh)
CN (1) CN116368392A (zh)
DE (1) DE102020115887A1 (zh)
WO (1) WO2021254995A1 (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2018639A1 (en) * 1990-06-08 1991-12-08 James D. Blair Method and apparatus for comparing fuel cell voltage
DE102009000337A1 (de) 2009-01-21 2010-07-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung eines Alterungszustandes einer Batteriezelle mittels Impedanzspektroskopie
EP2439551A1 (de) 2010-10-05 2012-04-11 IPS Integrated Power Solutions AG Verfahren zur Ermittlung von Batteriezustandsinformationen
US8680815B2 (en) 2010-11-01 2014-03-25 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for assessing battery state of health
US20140278169A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Apparatus for predicting state of health of battery pack by using discrete wavelet transform
JP2017500835A (ja) * 2013-10-18 2017-01-05 マルー エムシーエス コー リミテッド 電動装置用バッテリーの電力モニタリングシステム
JP6151163B2 (ja) 2013-12-06 2017-06-21 株式会社東芝 電池状態算出装置および電池状態算出方法
DE102014214314A1 (de) 2014-07-23 2016-01-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Sekundärbatterie
DE102014223278A1 (de) 2014-11-14 2016-05-19 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung von Batteriezellen sowie Batteriemodul, Batterie, Batteriesystem, Fahrzeug, Computerprogramm und Computerprogrammprodukt

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021254995A1 (de) 2021-12-23
DE102020115887A1 (de) 2021-12-16
US20230163375A1 (en) 2023-05-25
EP4165422A1 (de) 2023-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9523740B2 (en) Method for determining remaining lifetime
DE112013006920B4 (de) Ausfall-Detektionsvorrichtung für Spannungssensor
US9166261B2 (en) Method for reusing secondary battery
JP5044511B2 (ja) リチウムイオン電池の劣化判定方法、リチウムイオン電池の制御方法、リチウムイオン電池の劣化判定装置、リチウムイオン電池の制御装置及び車両
JP5733275B2 (ja) 組電池の制御装置及び組電池の再利用判定方法
JP5547348B2 (ja) 複数のバッテリセルを備えたバッテリの充電状態を平衡化する方法、ならびに、対応するバッテリ管理システムおよびバッテリ
US7785729B2 (en) Battery pack and battery pack producing method
KR20130056284A (ko) 적어도 하나의 배터리 셀의 기대 수명을 결정하기 위한 방법, 다수의 배터리 셀을 구비하는 배터리, 그리고 자동차
US8125187B2 (en) Method of controlling battery charging and discharging in a hybrid car power source
JP6114321B2 (ja) 車両用の二次電池の再利用方法
CN109116242B (zh) 一种动力电池的数据处理方法和装置
EP2362478A1 (en) Determination system and determination method for determining whether metal lithium is precipitated in a lithium ion secondary battery, and vehicle equipped with the determination system
US20130147434A1 (en) Method for Balancing States of Charge of a Battery having a Plurality of Battery Cells as well as a Corresponding Battery Management System and a Battery
US20170279283A1 (en) Apparatus and method of balance charging battery pack using charge characteristic curve
KR20110107070A (ko) 배터리 셀의 분류 장치 및 그 분류 방법
JP2015080334A (ja) 蓄電システム
JP2007311256A (ja) 組電池状態測定装置、組電池劣化判定方法および組電池劣化判定プログラム
US20150338471A1 (en) Reconstructed battery pack applicability determination method for used secondary battery, and reconstruction method for reconstructed battery pack
US10181733B2 (en) Apparatus and method of balancing voltages between battery racks
JP6607168B2 (ja) 電動車両
US8918299B2 (en) System and method for maximizing a battery pack total energy metric
KR20150050684A (ko) 배터리의 성능 평가 기준 및 성능 평가 방법
CN116368392A (zh) 用于确定电池组电池的状态的方法
US20230118311A1 (en) Secondary battery deterioration degree determination device
JP6018169B2 (ja) 蓄電装置の故障判定方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination