DE112012001301B4 - Verfahren und System zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien - Google Patents

Verfahren und System zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien, die eine Vielzahl von Batteriekernen aufweisen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Aufladen der Batteriekerne auf einen festen Spannungswert Vc, der aus einem sensiblen Spannungsbereich ausgewählt ist; – Messen von Spannungen und Auffinden einer stabilen Spannung V0 an jedem Batteriekern, wobei die Spannung pro Stunde gemessen und aufgenommen wird, und wobei die Spannung als stabile Spannung V0 betrachtet wird, wenn eine Spannungsdifferenz von zwei Messungen weniger als 1 mV beträgt; – Beiseitelegen der Batteriekerne bei offenem Stromkreis für eine festgelegte Zeit t zur Selbstentladung; – Messen einer Spannung Vt an jedem Batteriekern nach dem Lagern der Batteriekerne für die festgelegte Zeit t; – Ermitteln einer Spannungsdifferenz ΔV = V0 – Vt zwischen der stabilen Spannung V0 und Vt nach der festgelegten Zeit t; – Ermitteln einer Selbstentladungsquote ρ für jedes ΔV jedes Batteriekerns; – Berechnen eines Selbstentladungsstroms Ic aufgrund der Selbstentladungsquote ρ für jeden Batteriekern; – Durchführen einer Ausgleichsrechnung mit den Werten von Ic an die Werte von ΔV, um eine Gleichung Ic = f(ΔV)zu erhalten, in der Ic eine Funktion von ΔV ist; – Aufteilen des Selbstentladungsstroms Ic in h Selbstentladungsstromstufen, wobei ein Selbstentladungsstrom Ics ein festgestellter Standard vom Selbstentladungsstrom Ic ist, wobei Ic <= Ics konform ist, und W·ICS eine Stufenlänge definiert, wobei h·W = 1 ist, wobei W ein dimensionsloser Stufenfaktor der Selbstentladungsströme Ic ist und die Selbstentladungsstromstufen in einer Reihenfolge angeordnet sind, wobei die Stufen (0, WIcs), (WIcs, 2 WIcs), (2 WIcs, 3 WIcs], ... ((h – 1) WIcs, h WIcs] sind, – Aufteilen der Spannungsdifferenz ΔV in Spannungsunterschiedsstufen, die den Selbstentladungsstromstufen gemäß der Gleichung Ic = f(ΔV) entsprechen; und – Auswählen von Batteriekernen derselben Stufen des Selbstentladungsstroms Ic und derselben Stufen der Spannungsdifferenz ΔV zum Gruppieren.

Description

  • Technischer Bereich
  • Verfahren und System zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß der vorliegenden Erfindung gehören zu dem Bereich Sekundärbatterien. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Art von Lithium-Ionen-Batteriegruppe, ein Verfahren zum Paaren von Ausgleichungsschutzplatte und Ladegerät sowie das gebildete Stromversorgungssystem.
  • Stand der Technik
  • Heutzutage existieren viele Patente und Literaturen bezüglich der Ausgleichung und Gruppierung von Batterien, Ausgleichungsschutzplatte, Ausgleichungsladegeräte und Ausgleichungsstromversorgungssysteme. Die chinesische Patentanmeldung CN 102861726 A mit der Anmeldenummer 201110186716.1 stellt ein Auswahlverfahren bezüglich der Konformität von Lithium-Sekundärbatterien vor, wobei die Batterien durch eine mehrstufige Konstant-strom/-Spannung-Aufladung bis zu einem bestimmten niedrigen elektrischen Ladungszustand aufgeladen und für eine geeignete Dauer beiseitegelegt werden, und wobei der Batteriekern mit einer Spannung in einem bestimmten Bereich zum Gruppieren ausgewählt wird. Jedoch besteht ohnehin Differenz zwischen zwei Batterien unabhängig von der Auswahl. Wenn die Anforderung an die Konformität zu hoch ist, ist die Konformitätsquote der Gruppierbarkeit zu niedrig. Falls die Anforderung an die Konformität zu niedrig ist, ist die Zuverlässigkeit der gruppierten Batteriegruppe niedrig. Die Auswahl zwischen den beiden Optionen müssen abgewogen werden.
  • Heutzutage umfassen die Steuerungsparameter zum Einstufen und Gruppieren der Batteriekerne die Kapazität, die Spannung, den Innenwiderstand usw. Um den Eigenstromverbrauch zu steuern, wird normalerweise SOC (Ladungszustand) des Batteriekerns auf Vollladezustand SOC100% oder Halbladezustand SOC50% eingestellt sowie die Zeit des Beiseitelegens bei Raumtemperatur oder bei einer Temperatur von 45~50°C eingestellt. Es ist konform, wenn die Spannung größer als oder gleich ein festgelegter Standardwert ist. Oder die Spannung wird eingestuft bzw. die Spannung des Batteriekerns wird gemessen und eingestuft. Die Spannungsstufung übt eine gewisse Kontrolle auf das Niveau des Eigenstromverbrauchs aus. Nach der Aufladung oder Entladung sind wegen der Differenz zwischen Batteriekernen und der Differenz zwischen den Bemessungspunkten die Spannungen der Batteriekerne selbst unterschiedlich, sodass bei Spannungsstufung der Eigenstromverbrauch nicht richtig eingestuft werden kann.
  • Die vorhandenen Systeme zum Messen und Sortieren des Eigenstromverbrauchs können auch durch das Einstufen der Spannungsdifferenz verwirklicht werden. Danach werden die Batteriekerne nach der Messung der Spannung für eine festgelegte Zeit beiseitegelegt. Dann wird die Spannung wieder gemessen. Die Differenz zwischen den Vorher- und Nachher-Spannungsmessungen wird berechnet. Die Stufung der Spannungsdifferenz ist fortschrittlicher als die Spannungsstufung. Jedoch sind der Eigenstromverbrauch oder die selbst verbrauchten Ströme von Batteriekernen mit unterschiedlichen Spannungsdifferenzstufen auch unterschiedlich, und sogar mit sehr großem Unterschied. Die Größen der selbst verbrauchten Ströme und der extremen Differenz der selbst verbrauchten Ströme sind allerdings unbekannt. Die Beiseitelegen-Lebensdauer der Batteriegruppe kann nicht geplant und nicht genau kontrolliert werden. Das Standardverfahren zum Messen des Eigenstromverbrauchs ist gemäß der nationalen Norm und der Industrienorm die Messung der Ladeerhaltungsfähigkeit der Batterien. Die Batterie oder die Batteriegruppe wird für eine Schleife standardmäßig aufgeladen und entladen. Die Standardkapazität C5 wird gemessen. Nach der standardmäßigen Aufladung der Batterie oder der Batteriegruppe und bei Umwelttemperatur von 23°C ± 2°C wird die Batterie oder die Batteriegruppe bei offenem Stromkreis für 28 Tage beiseitegelegt. Danach wird eine Entladung mit einem Strom von 0.2C5 mA bis zur Entladeschlussspannung durchgeführt. Die Kapazität C5' nach dem Beiseitelegen wird gemessen. Die Ladeerhaltungsfähigkeit ist gleich C5'/C5·100%. Der verlorene Teil ist die Eigenstromverbrauchsquote und ist gleich (C5 – C5')/C5·100%. In der Industrie werden beim Beiseitelegen, Speichern und Zusammensetzung der Batterien meistens die Vollladezustand-Operation oder die Halbladezustand-Operation verwendet. Innerhalb des Bereiches von SOC 50%~100% ist die Spannungsänderung von einigen Arten von Batterien nicht klar sichtlich. Z. B. für eine 10 Ah Lithium-Eisenphosphat-Graphit-Batterie beim Vollladezustand ist die stabile Leerlaufspannung nach der Vollaufladung 3.338 V. Danach wird die Batterie mit 1 A entladen für 1 h. 1 Ah wird entladen. SOC ist gleich 90%. Die stabile Leerlaufspannung ist 3.334 V. Danach wird die Batterie mit 1 A entladen für 1 h. 1 Ah wird entladen. SOC ist gleich 80%. Die stabile Leerlaufspannung ist 3.332 V. Obwohl mit der gegenwärtigen Messungstechnik die Spannung mit einer Genauigkeit bis zu 0.1 mV oder mit noch höherer Genauigkeit gemessen werden kann, können die Umwelttemperatur, Windrichtung der Klimaanlage, Spannung von Messsonde, Kontaktposition usw. bei Massenproduktion in Industrie die Genauigkeit der Spannungsmessung beeinflussen. Oder der Anzeigewert schwankt und ist unstabil und kann nicht manuell bestimmt werden. Durch Maschinen kann auch nur zufallsbedingt bestimmt werden. In Wirklichkeit kann die Spannung mit einer Genauigkeit bis zu 0.1~1 mV gemessen werden.
  • Es besteht immer Differenz zwischen den selbst verbrauchten Strömen des jeweiligen Batteriekerns in Batteriegruppe. Während des Speicherns, des Beiseitelegens, des Abstellens, und des Benutzens variieren stets die Konformität des jeweiligen Batteriekerns und insbesondere der Ladungszustand SOC wegen der Differenz zwischen selbst verbrauchten Strömen, und der Abstand dazwischen vergrößert sich. Im Laufe der Zeit wird die Batteriegruppe nicht mehr wirksam sein. Die Batteriegruppe muss mit einer Ausgleichungsschutzplatte ausgestattet werden. Während der Aufladung werden die Ladungszustände SOC der jeweiligen Batteriekerne miteinander konform gebracht. Im Falle dass es keine Übereinstimmung zwischen dem Ausgleichungsstrom der Ausgleichungsschutzplatte und der extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme der Batteriekernen besteht, und dass die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme der Batteriekernen zu groß ist, können die Ladungszustände SOC der jeweiligen Batteriekerne nicht innerhalb eines geeigneten Aufladungszeitraumes während der Aufladung miteinander konform gebraucht werden. Falls das Ladegerät und die Ausgleichungsfähigkeit der Ausgleichungsschutzplatte miteinander nicht übereinstimmen, ist der Aufladungsabschaltstrom des Ladegerätes viel größer als der Ausgleichungsstrom der Ausgleichungsschutzplatte. Die Aufladung wird gestoppt wenn die Ausgleichung noch nicht beginnt oder gerade angefangen wird. Während der Aufladung können die Ladungszustände SOC der jeweiligen Batteriekerne miteinander konform gebracht werden.
  • Heutzutage besteht es hauptsächlich zwei Ausgleichungsverfahren. Ein Verfahren ist ein passives Ausgleichungsverfahren, das nur während der Aufladung wirkt. Wenn eine Ausgleichungsstartspannung eines Batteriekernes erreicht wird, wird ein Teil des Stromes durch den Bypass-Widerstand ausgelassen. Die Aufladungsgeschwindigkeit der Batteriekerne mit hoher Spannung wird reduziert. Es wird gewartet, bis sich die Spannung von den Batteriekernen mit niedriger Spannung erhöht. Während der Ausgleichung wird Wärme erzeugt. Die Ausgleichungsleistung ist niedrig. Der Hauptvorteil ist, dass das Verfahren kostengünstig ist. Es ist ein gegenwärtig häufig verwendetes Ausgleichungsverfahren. Ein anderes Verfahren ist ein aktives Ausgleichungsverfahren. Die Energie aus den Batteriekernen mit hoher Spannung wird durch Induktionsspule entnommen und an die Batteriekerne mit niedriger Spannung geliefert. Der Energieverlust ist wenig. Es wird kaum Wärme erzeugt. Die Ausgleichungsleistung ist hoch. Es ist ein sehr gutes Ausgleichungsverfahren. Jedoch sind die Kosten für den Ausgleich zu hoch und sind ungefähr 3~5mal höher als die Kosten des passiven Ausgleichungsverfahrens (Vergleich zwischen den Schutzplatten mit gleichem Arbeitsstrom).
  • Das gegenwärtige Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien weist Nachteile auf. Es kann nicht garantiert werden, dass die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme sich in einem kontrollierbaren Bereich befindet. Die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme kann nicht mit dem Ausgleichungsstrom der Ausgleichungsschutzplatte und dem Aufladungsabschaltstrom des Ladegerätes im Zusammenhang konstruiert werden. Die Beiseitelegen-Lebensdauer der Batteriegruppe kann nicht effizient gesteuert werden.
  • Inhalt der Erfindung
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, sich gegen die Probleme des Standes der Technik zu richten, um ein Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterie mit niedrigeren Anwendungskosten anzubieten.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, sich gegen die Probleme des Standes der Technik zu richten, um ein System zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterie mit niedrigeren Anwendungskosten anzubieten.
  • Die Einflüsse der Differenz der selbst verbrauchten Ströme sowie der Zeit des Beiseitelegens, der Kapazitätsdifferenz, der Differenz der Innenwiderstände und der Differenz der Aufladung-Konstantstromrate auf die Auf- und Entladungsleistung von Batteriegruppen ohne Ausgleichungsschutzplatte wurden untersucht. Es wird gefunden, dass die Differenz der selbst verbrauchten Ströme und die Zeit des Beiseitelegens die wichtigsten Einflussfaktoren sind. Die Kapazitätsdifferenz beeinflusst weniger. Die Einflüsse der Differenz der Innenwiderstände und der Differenz der Aufladung-Konstantstromrate sind gering. Die meisten Ursachen der Verwirkung der Batteriegruppen liegen darin, dass die Spannung eines Batteriekernes der Batteriegruppe sehr niedrig oder sogar gleich null ist. Bei der Untersuchung der selbst verbrauchten Ströme der Batteriekerne in derselben Batteriegruppe ergibt sich, dass der selbst verbrauchte Strom des Batteriekerns mit niedriger Spannung größer ist. Wir haben den Zusammenhang zwischen der Beiseitelegen-Lebensdauer sowie die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme untersucht und die Tabelle 1 erhalten. Tabelle 1: Beiseitelegen-Lebensdauer und extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme von Batteriegruppe
    Beiseiteliegen-Lebensdauer Tg (Jahr) Extreme Differenz der Eigenstromverbrauchsquote (%) 28 Tage Extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme ΔIc (mA) Extreme Differenz der selbst verbrauchten Kapazität beim Vollladezustand für 30 Tage (mAh) Extreme Differenz der selbst verbrauchten Kapazität beim Vollladezustand für 90 Tage (mAh)
    0.077 20 0.0002976C5 0.214272C5 0.642816C5
    0.102 15 0.0002232C5 0.160704C5 0.482112C5
    0.13 12 0.0001785C5 0.128520C5 0.385560C5
    0.17 9 0.0001339C5 0.096408C5 0.289224C5
    0.25 6 0.0000892C5 0.064224C5 0.192672C5
    0.5 3 0.0000446C5 0.032112C5 0.096336C5
    1 1.5 0.0000223C5 0.016056C5 0.048168C5
    1.5 1 0.0000148C5 0.010656C5 0.031968C5
    2 0.75 0.0000111C5 0.007992C5 0.023976C5
    3 0.5 0.0000074C5 0.005328C5 0.015984C5
  • Zeichen und Definitionen
    • Tg
      – Beiseitelegen-Lebensdauer: Nach der Vollaufladung der Batteriegruppe wird die Batteriegruppe beiseitegelegt. Wegen der extremen Differenz des Eigenstromverbrauchs entsteht Belastungskapazitätsdifferenz der Batteriekerne. Die gesamte Zeit des Beiseitelegens wird berechnet, bis die Kapazitätsdifferenz größer als 0.2C5 ist. Die Berechnungsmethode ist:
      Tg = 0.2C5/(ΔIc·24·365) Einheit: y (Jahr)
  • Umgekehrt, um die Beiseitelegen-Lebensdauer beim Vollladezustand zu garantieren, ist die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme, die zum Gruppieren der Batterien gesteuert werden muss, Folgendes: ΔIc = 0.2C5/(Tg·24·365) Einheit: mA
    • C5
    – Nennkapazität des Batteriekernes, Einheit mAh. C5 ist die elektrische Kapazität, die durch eine Entladung mit 5h Rate bis zum Erreichen der Ladeendspannung vorsorgt wird. Wenn über konkrete Batteriekernkapazität geredet wird, bedeutet 05 die Standardkapazität, die der Batteriekern bei 5h Rate geliefert wird.
    C5'
    – Kapazität, die bei Raumtemperatur nach 28 Tage der Speicherung des standardmäßig aufgeladenen Einheitsbatteriekernes oder Batteriegruppe bei offenem Stromkreis aufrechterhalten wird, mit Einheit mAh.
    ρ
    – Selbstentladungsquote, auch Eigenstromverbrauchsquote genannt: Das Verhältnis von der Kapazität (C5 – C5'), die bei Raumtemperatur nach 28 Tage der Speicherung des standardmäßig aufgeladenen Einheitsbatteriekernes oder Batteriegruppe bei offenem Stromkreis verloren ist, zu der Kapa zität C5, die durch standardmäßige Entladung abgegeben wird, ohne Einheit. Eigenstromverbrauch kann als Abkürzung verwendet werden.
    ρ = (C5 – C5')/C5·100%
    ρmin
    – Minimaleigenstromverbrauchsquote: Die Eigenstromverbrauchsquote beim Vollladezustand von dem Batteriekern mit geringster Eigenstromverbrauchsquote beim Vollladezustand unter den Batterien in derselben Batteriegruppe.
    ρmax
    – Maximaleigenstromverbrauchsquote: Die Eigenstromverbrauchsquote beim Vollladezustand von dem Batteriekern mit größter Eigenstromverbrauchsquote beim Vollladezustand unter den Batterien in derselben Batteriegruppe.
    Ic
    – Selbstentladungsstrom, auch selbst verbrauchter Strom genannt, mit Einheit mA. Der selbst verbrauchte Strom wird berechnet durch Eigenstromverbrauchsquote, die nach 28 Tage des Beiseitelegens der Batteriekerne beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird. Der selbst verbrauchte Strom wird durch Beiseitelegen mit Vollladung gemessen. Manchmal wird es als selbst verbrauchter Strom beim Vollladezustand bezeichnet.
    Ic = C5·ρ/(24·28)
    Ics
    – festgestellter Standard vom selbst verbrauchten Strom, mit Einheit mA.
    W
    – Stufenfaktor der selbst verbrauchten Ströme, ohne Einheit.
    h
    – Stufenanzahl der Stufung der selbst verbrauchten Ströme, mit Einheit Stufe.
    h'
    – eine beliebige Stufe der Stufen der selbst verbrauchten Ströme, mit Einheit Stufe. h' = natürliche Zahl im Bereich (0, h].
    Icmax
    – der selbst verbrauchte Strom von dem Batteriekern mit größtem selbst verbrauchten Strom unter den Batterien in derselben Batteriegruppe, mit Einheit mA. Wenn über die Stufung der selbst verbrauchten Ströme und die Gruppierung geredet wird, bedeutet Icmax die Obergrenze der Stufung der selbst verbrauchten Ströme.
    Icmax = C5·ρ max/(24·28)
    Icmin
    – der selbst verbrauchte Strom von dem Batteriekern mit geringstem selbst verbrauchten Strom unter den Batterien in derselben Batteriegruppe, mit Einheit mA. Wenn über die Stufung der selbst verbrauchten Ströme und die Gruppierung geredet wird, bedeutet Icmin die Untergrenze der Stufung der selbst verbrauchten Ströme.
    Icmin = C5·ρ min/(24·28)
    ΔIc
    – extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme, mit Einheit mA. Die selbst verbrauchte Ströme werden durch Eigenstromverbrauchsquote, die nach 28 Tage des Beiseitelegens der Batteriekerne in derselben Gruppe beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet werden. Die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der selbst verbrauchten Ströme wird berechnet. Wenn über die Stufung der selbst verbrauchten Ströme und die Gruppierung geredet wird, bedeutet die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme die Differenz zwischen der Obergrenze und der Untergrenze der Stufung. Bei der Gruppierung der Batteriekerne in der gleichen Stufe der selbst verbrauchten Ströme, ist die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme von einer bestimmten gruppierten Batteriegruppe kleiner als oder gleich die Differenz der Obergrenze und der Untergrenze der selbst verbrauchten Ströme von den Batteriekernen mit derselben Stufe.
  • ΔIc = Icmax – Icmin
    • C
    – Batteriekernkapazität. C ist die während der Kapazitätsklassifizierung gemessene Kapazität des jeweiligen Batteriekerns, mit Einheit mAh.
    Cs
    – festgelegter Standard der Kapazität, mit Einheit mAh.
    X
    – Stufenfaktor der Kapazität, ohne Einheit.
    i
    – Stufenanzahl der Kapazitätsstufung, mit Einheit Stufe.
    R
    – Innenwiderstand. R ist der Innenwiderstand des Batteriekerns, mit Einheit mΩ.
    Rs
    – festgelegter Standard des Innenwiderstandes, mit Einheit mΩ.
    Y
    – Stufenfaktor der Stufung der Innenwiderstände, ohne Einheit.
    j
    – Stufenanzahl der Stufung der Innenwiderstände, mit Einheit Stufe.
    Cc
    – Konstantstromrate: Der Batteriekern wird gemäß des Industriestandardes entladen und gemäß des Industriestandardes mit Konstantstrom und Konstantspannung voll aufgeladen. Cc ist das Verhältnis der aufgeladenen Kapazität mit Konstantstrom zu der gesamten aufgeladenen Kapazität mit Konstantstrom und Konstantspannung, ohne Einheit.
    CCs
    – festgelegte Konstantstromrate.
    Z
    – Stufenfaktor der Stufung der Konstantstromrate, ohne Einheit.
    k
    – Stufenanzahl der Stufung der Konstantstromrate, mit Einheit Stufe.
    Vc
    – Fester Spannungswert, auch Festpunkt-Aufladungsspannung genannt, mit Einheit mV. Vc ist der festgelegte Aufladungsspannungswert in dem sensiblen Spannungsbereich der Entladungskurve, bis zu dem die Batteriekerne aufgeladen werden.
    V0
    – stabile Spannung nach der Aufladung durch die Festpunktspannung, mit Einheit mV. Nach der Aufladung durch Festpunktspannung wird die Batterie bei offenem Stromkreis beiseitegelegen. Die Spannung wird pro Stunde gemessen und aufgenommen. Wenn die Spannungsdifferenz bei zwei Messungen weniger als 1 mV ist, ist die Spannung im diesem Fall als stabile Spannung betrachtet.
    Vt
    – Spannung, die nach dem Beiseitelegen für festgestellte t Tage nach der Aufladung durch Festpunktspannung gemessen wird, mit Einheit mV.
    V7
    – Spannung, die nach dem Beiseitelegen für 7 Tage nach der Aufladung durch Festpunktspannung gemessen wird, mit Einheit mV.
    ΔV
    – Spannungsdifferenz, mit Einheit mV. ΔV ist die Differenz zwischen der stabilen Spannung V0 nach der Aufladung durch Festpunktspannung und der Spannung Vt nach dem Beiseitelegen für eine festgelegte Zeit t nach der Aufladung durch Festpunktspannung,
    ΔV = V0 – Vt
    V1
    – Standard der Spannungsdifferenz, der mittels der Gleichung Ic – ΔV dem Ics entspricht, mit Einheit mV.
    V2, V3
    – die Stufen der Spannungsdifferenz, die mittels der Gleichung Ic – ΔVh'WIcs entsprechen, mit Einheit mV.
    Ib
    – Ausgleichungsstrom der Ausgleichungsschutzplatte, mit Einheit mA.
    Icut
    – Aufladungsabschaltstrom bei Konstantspannung des Ladegerätes, mit Einheit mA.
    Tb
    – Ausgleichungszeit, mit Einheit h. Wegen der Differenz der selbst verbrauchten Ströme ΔIc entsteht in Batteriegruppe die SOC-Differenz zwischen den Batteriekernen nach einer Zeit des Beiseitelegens T1. Tb ist die Zeit für Ausgleichung der SOC-Differenz durch Ausgleichungsstrom. Tb ist die gesamte benötige Ausgleichungszeit für Ausgleichung der extremen Differenz der Kapazität beim Beiseitelegen. Die gesamte Ausgleichungszeit wird gegebenenfalls durch mehrmalige ausgeglichene Summierungen erhalten. Die ist nicht die gesamte Zeit bei einmaliger Aufladung.
    Tb = ΔIc · T1/Ib
    n
    – die Anzahl der in Reihe geschalteten Einzelbatterien in Batteriegruppe.
    T1
    – Zeit des Beiseitelegens, mit Einheit h. T1 umfasst die Zeit von Transport, Speichern, Anbieten, Ablegen, usw.
    SOC
    – Ladungszustand. 0 ≤ SOC ≤ 1
    t
    – Zeit des Beiseitelegens des Batteriekernes: t ist die Zeit des Beiseitelegens des Batteriekernes bei offenem Stromkreis nach der Aufladung durch die Festpunktspannung, mit Einheit d.
    Tm
    – Gewährleistungsperiode. Tm wird auch als Ausgleichungsaufladungsperiode genannt. Die Tm ist die entsprechende Zeit des Beiseitelegens zum Ausgleichen der extremen Differenz der Kapazität beim Beiseitelegen beim Vollladezustand, gemäß dem Ausgleichungsstrom und der normalen Ausgleichungszeit von 0.5 h für eine einzige Aufladung. Die Ausgleichungsaufladung verwendet ausgestattetes Ladegerät zur Aufladung, bis das Ladegerät oder die Schutzplatte beendet. Das Ladegerät oder die Schutzplatte wird nicht durch menschlichen Faktor früh beendet. Die Zeit des Beiseitelegens ist mehr als die Ausgleichungsaufladungsperiode. Die extreme Differenz der Kapazität beim Beiseitelegen kann nur durch mehrmalige Ausgleichungsaufladung und Ausgleichungsentladung ausgeglichen werden.
    Tm = Ib·0.5 h/(ΔIc ·24 h) Einheit: d
    Cm
    – dynamische Kapazität der Batteriegruppe. Nach der Vollladung der Batteriegruppe. ist die nutzbare Kapazität zusammen mit der Verlängerung der Zeit des Beiseitelegens variabel,
    Cm = C5 – Icmax·T1
  • Sensibler Spannungsbereich: Gemäß der Aufladungseigenschaft des Batteriekernes, normalerweise gemäß einer Aufladungseigenschaft mit 0.205, wird ein Spannungsbereich mit größer Entladungsspannungsänderung ausgewählt. Normalerweise wird der Spannungsbereich ausgewählt, wobei der SOC-Bereich größer als 0.005 liegt, die SOC-Änderung gleich 0.001 ist, die Spannungsänderung größer als 3 mV ist und der Spannungsbereich größer als 30 mV ist. Für alle Lithium-Sekundärbatterien kann ein solcher Bereich beim Ende der Entladung gefunden werden. Für einige Systeme, z. B. Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan-Hartkohlenstoff usw. kann ein solcher Bereich während des gesamten Entladungsverlaufs gefunden werden. Es wird eingestellt, dass die Batteriekerne im sensiblen Spannungsbereich beiseitegelegt werden. Durch die Messung der Spannungsdifferenz können die Batteriekerne mit unterschiedlichem Eigenstromverbrauch bequem erkannt werden. Bei der Auswahl unterschiedlicher sensiblen Spannungsbereiche oder bei der Auf- und Entladung in unterschiedlichen Spannungspunkten des sensiblen Spannungsbereiches sind die angepasste Gleichung Ic – ΔV unterschiedlich.
  • Normalerweise ist der selbst verbrauchte Strom beim Vollladezustand größer als der selbst verbrauchte Strom bei niedrigem Ladezustand. Bei der Planung soll der selbst verbrauchte Strom beim Vollladezustand innerhalb eines kleineren Bereiches und auf gleichem Niveau gesteuert werden. Während des Beiseitelegens befinden sich die Benutzer meistens im Volllade- und Sättigungszustand. Ein längerfristiges Beiseitelegen beim Vollladezustand kann eine geeignete Beiseitelegen-Lebensdauer der Batteriegruppen sicherstellen, sodass bei niedrigem Ladezustand die Beiseitelegen-Lebensdauer der Batteriegruppen weiter sichergestellt werden kann. Die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme der Batteriekerne können selektiv gesteuert werden. Der Ausgleichungsstrom der Ausgleichungsschutzplatte kann geplant und ausgewählt werden. Der Aufladungsabschaltstrom des Ladegerätes kann auch geplant und ausgewählt werden.
  • Das Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch die folgenden Schritte verwirklicht:
    Die Lithium-Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung wählt die Batteriekerne mit selbst verbrauchten Strömen und Spannungsdifferenz, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, zum Gruppieren aus, basierend auf den selbst verbrauchten Strömen beim Vollladezustand als Steuerungskriterium, mittels einer entsprechenden Funktionsbeziehung, und basierend auf Spannungsdifferenz als Messsteuerungswert.
  • Die Lithium-Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung wird in mehr als eine Stufe gemäß der Größe des selbst verbrauchten Stromes Ic aufgeteilt. Die Stufenanzahl ist h. Die L Größe der Spannungsdifferenz ΔV werden in die dem selbst verbrauchten Strom entsprechenden Stufen aufgeteilt. Batteriekerne mit selbst verbrauchten Strömen und Spannungsdifferenz, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, werden zum Gruppieren ausgewählt, sodass die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme der Batteriegruppe gesteuert werden kann;
    • Ic
    – der selbst verbrauchte Strom, mit Einheit mA. Der selbst verbrauchte Strom wird durch Eigenstromverbrauchsquote, die nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet.
    ΔV
    – die Spannungsdifferenz, mit Einheit mV. ΔV ist die Differenz zwischen stabiler Spannung V0 nach der Aufladung durch Festpunktspannung und Spannung Vt nach dem Beiseitelegen für eine festgelegter Zeit t nach der Aufladung durch Festpunktspannung.
    ΔV = V0 – Vt;
    V0
    – die stabile Spannung nach der Aufladung durch Festpunktspannung, mit Einheit mV. Nach der Aufladung durch Festpunktspannung wird die Batterie bei offenem Stromkreis beiseitegelegt. Die Spannung wird pro Stunde gemessen und aufgenommen. Wenn die Spannungsdifferenz bei zwei Messungen weniger als 1 mV ist, ist in diesem Fall die Spannung als stabile Spannung betrachtet.
    Vt
    – die Spannung nach dem Beiseitelegen für eine festgelegter Zeit t nach der Aufladung durch Festpunktspannung, mit Einheit mV.
  • Die Stufung der selbst verbrauchten Ströme gemäß der vorliegenden Erfindung stellt einen konformen selbst verbrauchten Strom Ics ein. Ic ≤ Ics ist konform. WIcs wird als Stufenabstand eingestellt, wobei W = 0.05~0.5. Die Stufen sind (0, WIcs], (WIcs, 2 WIcs], (2 WIcs, 3 WIcs], ... ((h – 1) WIcs, h WIcs]. hW = 1. Die Stufenanzahl ist h ≤ 1/W, Stufenanzahl h. Ics ≤ 0.0002232C5 dem entspricht, dass der selbst verbrauchte Strom konform ist, wenn die Eigenstromverbrauchsquote des Batteriekernes kleiner als oder gleich 15% ist.
  • Die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme in der gleichen Stufe ist ΔIc = WIcs.
    • ΔIc
    – die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme, mit Einheit mA. Die selbst verbrauchte Ströme werden durch Eigenstromverbrauch, der nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne in derselben Gruppe beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet. Die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der selbst verbrauchten Ströme wird berechnet.
    Ics
    – festgelegter Standard von selbst verbrauchten Strömen, mit Einheit mA.
    W
    – Stufenfaktor der selbst verbrauchten Ströme, ohne Einheit.
    h
    – Stufenanzahl der Stufung der selbst verbrauchten Ströme, mit Einheit Stufe.
    Ic
    – selbst verbrauchter Strom, mit Einheit mA. Der selbst verbrauchte Strom wird durch Eigenstromverbrauchsquote, die nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet.
  • Bei der Stufung der Spannungsdifferenz ΔV gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Batteriekerne bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum einem Festpunktspannungswert Vc in einem gewählten sensiblen Spannungsbereich aufgeladen. Die Batteriekerne werden bei Raumtemperatur für Zeit t beiseitegelegt. Eine Serie von Ic, ΔV wird gemessen. Die Stufe der Spannungsdifferenz wird basierend auf der Stufe der eingestuften extremen Differenz der selbst verbrauchten Ströme ΔIc festgestellt. Die Zeit t des Beiseitelegens der Batteriekerne bei Raumtemperatur wird auf 1~28 Tage eingestellt.
  • Bei der Stufung der Spannungsdifferenz ΔV gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Batteriekerne bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum einem Festpunktspannungswert Vc in einem gewählten sensiblen Spannungsbereich aufgeladen. Die Batteriekerne werden bei offenem Stromkreis beiseitegelegt. Der Spannungswert wird pro Stunde gemessen und aufgenommen, bis die Spannungsdifferenz bei zwei Messungen weniger als 1 mV ist, wobei in diesem Fall die Spannung als Ausgangsspannung V0 der beiseitegelegten Batteriekerne eingestellt wird. Die Batteriekerne werden bei Raumtemperatur für eine geeignete Zeit von t beiseitegelegt, wobei t = 1~28 Tage. Die Spannung Vt wird gemessen. Die Spannungsdifferenz ΔV beim Beiseitelegen für die Zeit t wird gemessen.
  • Durch die Messung der Batteriekerne mit unterschiedlichen ΔV und durch die entsprechende Beziehung zwischen ΔV und dem selbst verbrauchten Strom beim Vollladezustand Ic wird eine Gleichung Ic – ΔV angepasst: Ic = f(ΔV)
  • Es wird angepasst, dass der Korrelationskoeffizient R2 ≥ 0.99 ist. Die Gleichung Ic – ΔV wird angepasst.
  • Die Batteriekerne werden bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum Vc aufgeladen. Die stabile Spannung V0 wird gemessen und aufgenommen. Die Batteriekerne werden für Zeit t beiseitegelegt. Die Spannung Vt wird gemessen und aufgenommen. ΔV wird berechnet:
    ΔV = (0, V1] dem entspricht, dass der Eigenstromverbrauch konform ist,
    ΔV = (V2, V3] dem entspricht, dass der Eigenstromverbrauch auf derselben Stufe ist,
    V1 wird verwendet, um den maximalen Eigenstromverbrauch der Batteriegruppe zu steuern und entspricht Ics. V2 und V3 werden verwendet, um die maximale extreme Differenz des Eigenstromverbrauchs der Batteriekerne innerhalb der Batteriegruppe zu steuern und entsprechen der Stufe der selbst verbrauchten Ströme h' WIcs, wobei h' natürliche Zahl in dem Bereich (0, h] ist. Bei unterschiedlicher Stufe der ΔV ergeben sich unterschiedliche V2 und V3. Batteriekerne mit selbst verbrauchten Strömen, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, werden zum Gruppieren ausgewählt, sodass extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme der Batteriegruppe gesteuert werden kann.
  • Die Stufung der Batteriekapazität gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine konforme Kapazität Cs ein. C ≥ Cs ist konform. Cs ≥ C5. XCs wird als Stufenabstand eingestellt. X = 0.01~0.1. Die Stufen sind [Cs, (1 + X)Cs), [(1 + X)Cs, (1 + 2X)Cs), [(1 + 2X)Cs, (1 + 3X)Cs), ... [(1 + (i – 1)X)Cs, (1 + iX)Cs). Die Stufenanzahl i und der Stufenabstand XCs sind von der Größe der Kapazitätsverteilung abhängig. Normalerweise (1 + iX) ≤ 1.5, iX ≤ 0.5, i ≤ 0.5/X.
  • Die Stufung der Innenwiderstände gemäß der vorliegenden Erfindung stellt einen konformen Innenwiderstand Rs ein. R ≤ Rs ist konform. YRs wird als Stufenabstand eingestellt. Y = 0.05~0.5. Die Stufen sind (0, YRs], (YRs, 2YRs], (2YRs, 3YRs], ... ((j – 1)YRs, jYRs]. jY = 1. Die Stufenanzahl j = 1/Y.
  • Die Stufung der Konstantstromrate gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine konforme Konstantstromrate Ccs ein. Cc ≥ Ccs ist konform. ZCcs wird als Stufenabstand eingestellt. Z = 0.01~0.1. Die Stufen sind [Ccs, (1 + Z)Ccs), [(1 + Z)Ccs, (1 + 2Z)Ccs), [(1 + 2Z)Ccs, (1 + 3Z)Ccs), ... [(1 + (k – 1)Z)Ccs, (1 + kZ)Ccs). (1 + kZ) Ccs ≤ 1, k ≤ (1/Ccs – 1)/Z. Stufenanzahl K.
  • Konforme selbst verbrauchten Ströme und Spannungsdifferenz, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, konforme Kapazität in der gleichen Stufe, konforme Widerstände in der gleichen Stufe und konforme Konstantstromrate in der gleichen Stufe werden ausgewählt um die Batteriekerne zu gruppieren.
  • Das System vom Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß der vorliegenden Erfindung weist Lithium-Sekundärbatteriegruppe, Ausgleichungsschutzplatte, und Ladegerät auf. Die Lithium-Sekundärbatterie wählt die Batteriekerne mit selbst verbrauchten Strömen und Spannungsdifferenz, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, zum Gruppieren aus, basierend auf selbst verbrauchten Ströme beim Vollladezustand als Steuerungskriterium, mittels einer entsprechenden Funktionsbeziehung, und basierend auf Spannungsdifferenz als Messsteuerungswert.
  • Die Lithium-Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung wird in mehr als eine Stufe gemäß der Größe des selbst verbrauchten Stromes Ic aufgeteilt. Die Stufenanzahl ist h. Die Größe der Spannungsdifferenz ΔV werden in die dem selbst verbrauchten Strom entsprechenden Stufen aufgeteilt. Batteriekerne mit selbst verbrauchten Strömen und Spannungsdifferenz, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, werden zum Gruppieren ausgewählt, sodass die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme der Batteriegruppe gesteuert werden kann;
    • Ic
    – der selbst verbrauchte Strom, mit Einheit mA. Der selbst verbrauchte Strom wird durch Eigenstromverbrauchsquote, die nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet.
    ΔV
    – die Spannungsdifferenz, mit Einheit mV. ΔV ist die Differenz zwischen stabiler Spannung V0 nach der Aufladung durch Festpunktspannung und Spannung Vt nach dem Beiseitelegen für eine festgelegte Zeit t nach der Aufladung durch Festpunktspannung.
    ΔV = V0 – Vt;
    V0
    – die stabile Spannung nach der Aufladung durch Festpunktspannung, mit Einheit mV. Nach der Aufladung durch Festpunktspannung wird die Batterie bei offenem Stromkreis beiseitegelegt. Die Spannung wird pro Stunde gemessen und aufgenommen. Wenn die Spannungsdifferenz bei zwei Messungen weniger als 1 mV ist, ist in diesem Fall die Spannung als stabile Spannung betrachtet.
    Vt
    – die Spannung nach dem Beiseitelegen für eine festgelegte Zeit t nach der Aufladung durch Festpunktspannung, mit Einheit mV.
  • Die Stufung der selbst verbrauchten Ströme gemäß der vorliegenden Erfindung stellt einen konformen selbst verbrauchten Strom Ics ein. Ic ≤ Ics ist konform. WIcs wird als Stufenabstand eingestellt, wobei W = 0.05~0.5. Die Stufen sind (0, WIcs], (WIcs, 2 WIcs], (2 WIcs, 3 WIcs], ...((h – 1) WIcs, h WIcs]. hW = 1. Die Stufenanzahl ist h ≤ 1/W, Stufenanzahl ist h. Ics ≤ 0.0002232C5 dem entspricht, dass der selbst verbrauchte Strom konform ist, wenn die Eigenstromverbrauchsquote des Batteriekernes kleiner als oder gleich 15% ist.
  • Die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme in der gleichen Stufe ist ΔIc = WIcs.
    • ΔIc
    – die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme, mit Einheit mA. Die selbst verbrauchte Ströme werden durch Eigenstromverbrauch, der nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne in derselben Gruppe beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet. Die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der selbst verbrauchten Ströme wird berechnet.
    Ics
    – festgelegter Standard von selbst verbrauchten Strömen, mit Einheit mA.
    W
    – Stufenfaktor der selbst verbrauchten Ströme, ohne Einheit.
    h
    – Stufenanzahl der Stufung der selbst verbrauchten Ströme, mit Einheit Stufe.
    Ic
    – selbst verbrauchter Strom, mit Einheit mA. Der selbst verbrauchte Strom wird durch Eigenstromverbrauchsquote, die nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet.
  • Bei der Stufung der Spannungsdifferenz ΔV gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Batteriekerne bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum einem Festpunktspannungswert Vc in einem gewählten sensiblen Spannungsbereich aufgeladen. Die Batteriekerne werden bei offenem Stromkreis beiseitegelegt. Der Spannungswert wird pro Stunde gemessen und aufgenommen, bis die Spannungsdifferenz bei zwei Messungen weniger als 1 mV ist, wobei in diesem Fall die Spannung als Ausgangsspannung V0 der beiseitegelegten Batteriekerne eingestellt wird. Die Batteriekerne werden bei Raumtemperatur für eine geeignete Zeit von t beiseitegelegt, wobei t = 1~28 Tage. Die Spannung Vt wird gemessen. Die Spannungsdifferenz ΔV beim Beiseitelegen für die Zeit t wird gemessen.
  • Durch die Messung der Batteriekerne mit unterschiedlichen ΔV und durch die entsprechende Beziehung zwischen ΔV und dem selbst verbrauchten Strom beim Vollladezustand Ic wird eine Gleichung Ic – ΔV angepasst: Ic = f(ΔV)
  • Es wird angepasst, dass der Korrelationskoeffizient R2 ≥ 0.99 ist. Die Gleichung Ic – ΔV wird angepasst.
  • Die Batteriekerne werden bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum Vc aufgeladen. Die stabile Spannung V0 wird gemessen und aufgenommen. Die Batteriekerne werden für Zeit t beiseitegelegt. Die Spannung Vt wird gemessen und aufgenommen. ΔV wird berechnet:
    ΔV = (0, V1] dem entspricht, dass der Eigenstromverbrauch konform ist,
    ΔV = (V2, V3] dem entspricht, dass der Eigenstromverbrauch auf derselben Stufe ist,
    V1 wird verwendet, um den maximalen Eigenstromverbrauch der Batteriegruppe zu steuern und entspricht Ics. V2 und V3 werden verwendet, um die maximale extreme Differenz des Eigenstromverbrauchs der Batteriekerne innerhalb der Batteriegruppe zu steuern und entsprechen der Stufe der selbst verbrauchten Ströme h' WIcs, wobei h' natürliche Zahl in dem Bereich (0, h] ist. Bei unterschiedlicher Stufe der ΔV ergeben sich unterschiedliche V2 und V3. Batteriekerne mit selbst verbrauchten Strömen, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, werden zum Gruppieren ausgewählt, sodass die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme der Batteriegruppe gesteuert werden kann.
  • Das System zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß der vorliegenden Erfindung weist Ausgleichungsschutzplatte auf, wobei der Ausgleichungsstrom der Ausgleichungsschutzplatte 100~1000fach der extremen Differenz der selbst verbrauchten Ströme bei Gruppierungsgestaltung beträgt. Ib = 100ΔIc~1000ΔIc.
  • Das System zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß der vorliegenden Erfindung weist Ladegerät auf, wobei der Aufladungsabschaltstrom des Ladegerätes 1~10fach des Ausgleichungsstromes der Ausgleichungsschutzplatte beträgt. Icut = Ib~10Ib.
  • Je mehr Stufen der Batteriekerne eingestuft werden, desto schwerer ist die Verwaltung und desto schwerer können die Batteriekerne mit dem selbst verbrauchter Strom, Spannungsdifferenz, Kapazität, Innenwiderstand und Konstantstromrate, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, gefunden werden. Dies kann weiter verbessert werden.
  • Die Stufung der selbst verbrauchten Ströme gemäß der vorliegenden Erfindung stellt einen konformen selbst verbrauchten Strom Ics ein. Ic ≤ Ics ist konform. WIcs wird als Stufenabstand eingestellt, wobei W = 0.2~0.3. Die Stufen sind (0, WIcs], (WIcs, 2 WIcs], (2 WIcs, 3 WIcs], ... ((h – 1) WIcs, h WIcs]. hW = 1. Die Stufenanzahl ist h ≤ 1/W, Stufenanzahl ist h. Ics ≤ 0.0002232C5 dem entspricht, dass der selbst verbrauchte Strom konform ist, wenn die Eigenstromverbrauchsquote des Batteriekernes kleiner als oder gleich 15% ist.
  • Die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme in der gleichen Stufe ist ΔIc = WIcs.
    • ΔIc
    – die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme, mit Einheit mA. Die selbst verbrauchte Ströme werden durch Eigenstromverbrauch, der nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne in derselben Gruppe beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet. Die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der selbst verbrauchten Ströme wird berechnet.
    Ics
    – festgelegter Standard von selbst verbrauchten Strömen, mit Einheit mA.
    W
    – Stufenfaktor der selbst verbrauchten Ströme, ohne Einheit.
    h
    – Stufenanzahl der Stufung der selbst verbrauchten Ströme, mit Einheit Stufe.
    Ic
    – selbst verbrauchter Strom, mit Einheit mA. Der selbst verbrauchte Strom wird durch Eigenstromverbrauchsquote, die nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet.
  • Bei der Stufung der Spannungsdifferenz ΔV gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Batteriekerne bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum einem Festpunktspannungswert Vc in einem gewählten sensiblen Spannungsbereich aufgeladen. Die Batteriekerne werden bei Raumtemperatur für Zeit t beiseitegelegt. Eine Serie von Ic, ΔV wird gemessen. Die Stufe der Spannungsdifferenz wird basierend auf der Stufe der eingestuften extremen Differenz der selbst verbrauchten Ströme ΔIc festgestellt. Die Zeit t des Beiseitelegens der Batteriekerne bei Raumtemperatur wird auf 7 Tage eingestellt.
  • Bei der Stufung der Spannungsdifferenz ΔV gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Batteriekerne bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum einem Festpunktspannungswert Vc in einem gewählten sensiblen Spannungsbereich aufgeladen.
  • Die Batteriekerne werden bei offenem Stromkreis beiseitegelegt. Der Spannungswert wird pro Stunde gemessen und aufgenommen, bis die Spannungsdifferenz bei zwei Messungen weniger als 1 mV ist, wobei in diesem Fall die Spannung als Ausgangsspannung V0 der beiseitegelegten Batteriekerne eingestellt wird. Die Batteriekerne werden bei Raumtemperatur für eine geeignete Zeit von t beiseitegelegt, wobei t = 7 Tage. Die Spannung Vt wird gemessen. Die Spannungsdifferenz ΔV beim Beiseitelegen für die Zeit t wird gemessen.
  • Durch die Messung der Batteriekerne mit unterschiedlichen ΔV und durch die entsprechende Beziehung zwischen ΔV und dem selbst verbrauchten Strom beim Vollladezustand Ic wird eine Gleichung Ic – ΔV angepasst: Ic = f(ΔV) Es wird angepasst, dass der Korrelationskoeffizient R2 ≥ 0.99 ist. Die Gleichung Ic – ΔV wird angepasst.
  • Die Batteriekerne werden bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum Vc aufgeladen. Die stabile Spannung V0 wird gemessen und aufgenommen. Die Batteriekerne werden für Zeit t beiseitegelegt. Die Spannung Vt wird gemessen und aufgenommen. ΔV wird berechnet:
    ΔV = (0, V1] dem entspricht, dass der Eigenstromverbrauch konform ist,
    ΔV = (V2, V3] den entspricht, dass der Eigenstromverbrauch auf derselben Stufe ist,
    V1 wird verwendet, um den maximalen Eigenstromverbrauch der Batteriegruppe zu steuern und entspricht Ics. V2 und V3 werden verwendet, um die maximale extreme Differenz des Eigenstromverbrauchs der Batteriekerne innerhalb der Batteriegruppe zu steuern und entsprechen der Stufe der selbst verbrauchten Ströme h' WIcs, wobei h' natürliche Zahl in dem Bereich (0, h] ist. Bei unterschiedlicher Stufe der ΔV ergeben sich unterschiedliche V2 und V3. Batteriekerne mit selbst verbrauchten Strömen, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, werden zum Gruppieren ausgewählt, sodass die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme der Batteriegruppe gesteuert werden kann.
  • Die Stufung der Batteriekapazität gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine konforme Kapazität Cs ein. C ≥ Cs ist konform. Cs ≥ C5. XCs wird als Stufenabstand eingestellt. X = 0.02~0.05. Die Stufen sind [Cs, (1 + X)Cs), [(1 + X)Cs, (1 + 2X)Cs), [(1 + 2X)Cs, (1 + 3X)Cs), ... [(1 + (i – 1)X)Cs, (1 + iX)Cs). Die Stufenanzahl i und der Stufenabstand XCs sind von der Größe der Kapazitätsverteilung abhängig. Normalerweise (1 + iX) ≤ 1.5, iX ≤ 0.5, i ≤ 0.5/X.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein, dass die Innenwiderstände nicht eingestuft werden. Ein konformer Innenwiderstand Rs wird eingestellt. R ≤ Rs ist konform.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein, dass die Konstantstromrate nicht eingestuft wird. Eine konforme Konstantstromrate Ccs wird eingestellt. Cc ≥ Ccs ist konform.
  • Der Ausgleichungsstrom der Ausgleichungsschutzplatte gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt 200~500fach der extremen Differenz der selbst verbrauchten Ströme von Gruppierungsgestaltung. Ib = 200ΔIc~500ΔIc.
  • Der Aufladungsabschaltstrom des Ladegerätes gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt 2~5fach des Ausgleichungsstromes der Ausgleichungsschutzplatte. Icut = 2Ib~5Ib.
  • Das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren konfigurierte Batteriesystem wandelt die Stufung der selbst verbrauchten Ströme in Stufung der Spannungsdifferenz nach dem Beiseitelegen um, und ist einfach und effizient. Die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme von Batteriekernen, Zeit des Beiseitelegens, Periode der Ausgleichungsaufladung, Ausgleichungsstrom und Abschaltstrom des Ladegerätes sind alle unter Kontrolle und passen miteinander an. Die Ausgleichungskosten sind niedrig. Die Aufladungsausgleichungszeit ist kurz. Die Beiseitelegen-Lebensdauer und Gewährleistungsperiode der Batteriegruppe können beim Gruppieren geplant und vorausberechnet werden. Es kann auch vorausberechnet werden, wieviel mal Auf- und Entladungen erforderlich sind, um die Batteriegruppe nach sehr langem Beiseitelegen auszugleichen. Der Prozentsatz fehlerhafter Batteriegruppen kann reduziert werden. Die Zuverlässigkeit der Batteriegruppen wird erhöht.
  • Ausführliche Ausführungsformen
  • Das Verfahren und das System zum Ausgleichen und Gruppierung von Lithium-Sekundärbatterien gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden Schritte verwirklicht.
  • 1. Batteriestufung und Batteriegruppierung:
    • 1.1 Stufung der selbst verbrauchten Ströme und Stufung der Spannungsdifferenz: Ein konformer selbst verbrauchter Strom Ics wird eingestellt. Ics ≤ Ics ist konform. Ics 5 0.0002232C5 dem entspricht, dass der selbst verbrauchte Strom konform ist, wenn die Eigenstromverbrauchsquote des Batteriekernes kleiner als oder gleich 15% ist. WIcs wird als Stufenabstand eingestellt, wobei W = 0.05~0.5. Die Stufen sind (0, WIcs], (WIcs, 2 WIcs], (2 WIcs, 3 WIcs], ... ((h – 1) WIcs, h WIcs]. hW = 1. Die Stufenanzahl ist h ≤ 1/W. Die Stufenanzahl und der Stufenabstand sind von der Größe der Verteilung von selbst verbrauchten Strömen abhängig. Einige theoretisch festgestellten Stufen existieren nicht unbedingt.
  • Die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, ist ΔIc = WIcs.
  • Das kann gemäß der Beiseitelegen-Lebensdauer der Batteriegruppe festgestellt werden. Je länger die Anforderung an Beiseitelegen-Lebensdauer ist, desto feiner ist die Stufung der selbst verbrauchten Ströme.
  • Der selbst verbrauchte Strom Ic und die Stufung der selbst verbrauchten Ströme werden durch die Spannungsdifferenz reflektiert.
  • Ein sensibler Spannungsbereich mit großer Spannungsänderung in Entladungskurve wird ausgewählt. Die Batteriekerne werden bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum einem Festpunktspannungswert Vc in einem gewählten sensiblen Spannungsbereich aufgeladen. Die Batteriekerne werden bei Raumtemperatur für Zeit t beiseitegelegt. Eine Serie von Ic, ΔV wird gemessen. Eine Gleichung Ic – ΔV wird angepasst. Konforme Spannungsdifferenz und Stufung der Spannungsdifferenz werden eingestellt. Die Zeit des Beiseitelegens t der Batteriekerne bei Raumtemperatur wird auf 1~28 Tage eingestellt. Basierend auf der Stufe der gestuften extremen Differenz der selbst verbrauchten Ströme ΔIc wird die Stufe der Spannungsdifferenz festgestellt.
  • Zum Beispiel: Für Lithium-Eisen-Phosphat-Graphit-Batterien kann der sensible Spannungsbereich 2~3.2 V und SOC 0~35% ausgewählt werden. Die Batterien werden bis zum irgendeinen Spannungspunkt in dem genannten Spannungsbereich aufgeladen, oder bis zum irgendeinen Spannungspunkt in dem genannten Spannungsbereich entladen. Für Lithium-Kobalt-Graphit-Batterien, Lithium-Mangan-Graphit-Batterien, Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan-Graphit-Batterien kann der sensible Spannungsbereich 2.5~3.7 V und SOC 0~20% ausgewählt werden. Die Batterien werden bis zum irgendeinen Spannungspunkt in dem genannten Spannungsbereich aufgeladen, oder bis zum irgendeinen Spannungspunkt in dem genannten Spannungsbereich entladen. Normalerweise tritt die Spannung bei der Aufladung bis zu einem hohen Abschnitt des sensiblen Spannungsbereiches zurück. Bei der Entladung bis zu einem niedrigen Abschnitt des sensiblen Spannungsbereiches steigert die Spannung auf.
  • Die Ausführung ist, dass die Batteriekerne bei Konstantstrom und Konstantspannung 'bis zum einem Festpunktspannungswert Vc in einem gewählten sensiblen Spannungsbereich aufgeladen werden. Die Batteriekerne werden bei offenem Stromkreis beiseitegelegt. Der Spannungswert wird pro Stunde gemessen und aufgenommen, bis die Spannungsdifferenz bei zwei Messungen weniger als 1 mV ist, wobei in diesem Fall die Spannung als Ausgangsspannung V0 der beiseitegelegten Batteriekerne eingestellt wird. Die Batteriekerne werden bei Raumtemperatur für eine geeignete Zeit von t beiseitegelegt, wobei t = 1~28 Tage ist. Die Spannung Vt wird gemessen. Die Spannungsdifferenz ΔV beim Beiseitelegen für die Zeit t wird gemessen.
  • Durch die Messung der Batteriekerne mit unterschiedlichen ΔV und durch die entsprechende Beziehung zwischen ΔV und dem selbst verbrauchten Strom beim Vollladezustand Ic wird eine Gleichung Ic – ΔV angepasst: Ic = f(ΔV)
  • Die Anpassung kann durch Tendenzdiagramm von Excel durchgeführt werden. Es wird angepasst, dass der Korrelationskoeffizient R2 ≥ 0.99 ist. Je mehr R2 sich 1 nähert, desto besser. Je größer der gewählte Exponent ist, desto mehr nähert sich der angepasste Korrelationskoeffizient R2 1. Die Gleichung Ic – ΔV kann auch durch andere Datenverarbeitungstechnik angepasst werden.
  • Gemäß der Auswahl des unterschiedlichen sensiblen Spannungsbereiches, unterschiedlicher Zeit des Beiseitelegens, unterschiedlicher Raumtemperatur beim Beiseitelegen, sowie gemäß der Auswahl der unterschiedlichen Exponenten bei der Polynomanpassung ändert sich die angepasste Gleichung. Obwohl es gewisse Abweichungen gibt, kann der Zusammenhang zwischen Ic und ΔV reflektiert werden.
  • Bei Erhalten einer Serie von den Werten Ic und ΔV kann auch die Gleichung ΔV – Ic angepasst werden, um die Werte der ΔV entsprechend den unterschiedlichen Ic zu berechnen. Bei der aktuellen Untersuchung der Spannung ist die Genauigkeit von ±1 mV leicht zu verwirklichen. Es ist schwerer, die Genauigkeit von ±0.1 mV zu verwirklichen. Die geringen Änderungen der Untersuchungen von Umwelttemperatur, Kontaktkraft von Detektor sowie die Kontaktposition können die Untersuchungsdatei beeinflussen. Die Werte ΔV (mit Genauigkeit von ±1 mV) von gebräuchlichen Batterien liegen in begrenztem Bereich. Bei normaler vollständiger Aufzählung gehören nur sehr wenige Batterien zu defekten Produkten.
  • Für Batteriegruppe mit n in Reihe geschalteten Batteriekernen ist die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der selbst verbrauchten Ströme: ΔIc = Icmax – Icmin
  • Somit sind die Größe der Eigenstromverbrauchquote und der selbst verbrauchten Ströme von den unterschiedlichen Batteriekernen, die zuerst bis zu einer Festpunktspannung Vc aufgeladen und dann für Zeit t beiseitegelegt werden und danach eine Spannungsreduzierung von ΔV durchgeführt wird, klar bekannt. Die Beiseitelegen-Lebensdauer der Batteriegruppe kann berechnet werden. Der Ausgleichungsstrom und der Aufladungsabschaltstrom können angepasst werden.
  • Durch das Beenden der Grundarbeiten wird das Verständnis über die quantitative Beziehung zwischen V0, Vt, ΔV, Ic und ΔIc erleichtert. Die folgenden praktischen Arbeiten sind sehr einfach: Die Batteriekerne werden bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum Vc aufgeladen. Die stabile Spannung V0 wird gemessen und aufgenommen. Die Batteriekerne werden für Zeit t beiseitegelegt. Die Spannung Vt wird gemessen und aufgenommen. ΔV wird berechnet:
    ΔV = (0, V1] dem entspricht, dass der Eigenstromverbrauch konform ist,
    ΔV = (V2, V3] dem entspricht, dass der Eigenstromverbrauch auf derselben Stufe ist,
    V1 wird verwendet, um den maximalen Eigenstromverbrauch der Batteriegruppe zu steuern und entspricht Ics. V2 und V3 werden verwendet, um die maximale extreme Differenz des Eigenstromverbrauchs der Batteriekerne innerhalb der Batteriegruppe zu steuern und entsprechen der Stufe der selbst verbrauchten Ströme h' WIcs, wobei h' natürliche Zahl in dem Bereich (0, h] ist. Bei unterschiedlicher Stufe der ΔV ergeben sich unterschiedliche V2 und V3. Batteriekerne mit selbst verbrauchten Strömen, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, werden zum Gruppieren ausgewählt, sodass extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme der Batteriegruppe gesteuert werden kann. Die vorliegende Erfindung garantiert eine geeignete Beiseitelegen-Lebensdauer für die gruppierten Batteriegruppen, basierend auf dem selbst verbrauchten Strom beim Vollladezustand als Steuerungskriterium, mittels einer entsprechenden Funktionsbeziehung, und basierend auf Spannungsdifferenz als Messsteuerungswert.
  • Die Untersuchung und Anpassung der Gleichung Ic – ΔV gehören zu Grundarbeiten und werden nur einmal durchgeführt für je eine Typ. Bei der Produktion wird die Stufung der selbst verbrauchten Ströme in Stufung der Spannungsdifferenz nach dem Beiseitelegen umgewandelt. Das ist einfach und effizient. Durch die Verwendung des Barcodesystems der Batterien und der Berechnungsfunktion von Excel sowie durch die Messung und Aufnahme von Vo, Vt können ΔV, Ic und ΔIc zwischen den Batteriekernen zum Gruppieren berechnet werden.
  • Ein sensibler Spannungsbereich mit großer Spannungsänderung in Entladungskurve wird ausgewählt. Die Batteriekerne werden bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum einem Festpunktspannungswert Vc in einem gewählten sensiblen Spannungsbereich aufgeladen. Die Batteriekerne werden bei Raumtemperatur für Zeit t beiseitegelegt. Eine Serie von Ic, ΔV wird gemessen. Eine Gleichung Ic – ΔV wird angepasst. Konforme Spannungsdifferenz und Stufung der Spannungsdifferenz werden eingestellt. Die Zeit des Beiseitelegens t der Batteriekerne bei Raumtemperatur wird auf 1~28 Tage eingestellt. Basierend auf der Stufe der gestuften extremen Differenz der selbst verbrauchten Ströme ΔIc wird die Stufe der Spannungsdifferenz festgestellt. Die Stufung der Spannungsdifferenz ist nicht unbedingt arithmetische Reihe.
  • Zum Beispiel wird eine 10000·mAh Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien, wie in Tabelle 2 gezeigt wird, bis zu 3.15 V durch Festpunkt-Aufladung aufgeladen und bei Raumtemperatur bei offenem Stromkreis für 7 Tage im beiseitegelegt. ΔV ist zwischen 5~20 V. Es wird berechnet, dass der entsprechende selbst verbrauchte Strom zwischen 0.09 1.371 mA ist. Wenn Ic kleiner als oder gleich 1.371 mA ist, ist Ic konform. Ics = 1.371 mA. Es wird ausgewählt dass W = 0.333. W Ics = 0.457 mA wird als Stufenabstand eingestellt. Die Stufen sind (0, 0.457], (0.457, 0.914], (0.914, 1.371]. Durch die Umwandlung zwischen dem selbst verbrauchten Strom Ic und der Spannungsdifferenz ΔV ist ΔV ≤ 20 mV konform in der praktischen Durchführung. Gemäß der Stufung der ΔV sind die Stufen (0, 12], (12, 16], (16, 20]. Die Stufung der Spannungsdifferenz ist nicht unbedingt arithmetische Reihe.
    • 1.2 Stufung der Kapazität: Eine konforme Kapazität Cs wird eingestellt. C ≥ Cs ist konform. Cs ≥ C5. Um zu garantieren, dass die Produkte den Industriestandard erfüllen, kann sehr strenge Kontrolle innerhalb der Industrie ausgeübt werden. XCs wird als Stufenabstand eingestellt. X = 0.01~0.1. Die Stufen sind [Cs, (1 + X)Cs), [(1 + X)Cs, (1 + 2X)Cs), [(1 + 2X)Cs, (1 + 3X)Cs), ... [(1 + (i – 1)X)Cs, (1 + iX)Cs). Die Stufenanzahl i und der Stufenabstand XCs sind von der Größe der Kapazitätsverteilung abhängig. Normalerweise (1 + iX) ≤ 1.5, iX ≤ 0.5, i ≤ 0.5/X.
  • Zum Beispiel ist die Nennkapazität eines Batteriekernes 10000 mAh. Die eingestellte konforme Kapazität ist ≥ 10000 mAh. Cs = 10000 mAh. Es wird ausgewählt dass X = 0.02. Der Stufenabstand XCs = 200 mAh. Die Verteilung der konformen Kapazität von Batteriekernen liegt in 10000~10980 mAh. Die Stufen sind somit [10000, 10200), [10200, 10400), [10400, 10600), [10600, 10800), [10800, 11000).
    • 1.3 Stufung der Innenwiderstände: Gemäß der Selbstgestaltung der Batteriekerne wird ein konformer Innenwiderstand Rs festgelegt. R ≤ Rs ist konform. Die Stufen der Innenwiderstände werden eingestellt. YRs wird als Stufenabstand eingestellt. Y = 0.05~0.5. Die Stufen sind (0, YRs], (YRs, 2YRs], ( 2YRs, 3YRs], ... ((j – 1)YRs, jYRs]. jY = 1. Die Stufenanzahl j = 1/Y und ist von dem Stufenabstand YRs und der Größe der Verteilung der Innenwiderstände abhängig. Einige theoretisch festgestellten Stufen existieren nicht unbedingt.
  • Zum Beispiel ist der konforme Innenwiderstand von einem Batteriekern Rs = 10 mΩ. R 5 Rs ist konform. Es wird ausgewählt, dass Y = 2. Der Stufenabstand YRs = 2 mΩ. Die Verteilung der konformen Innenwiderstände von Batterien liegt in 5~10 mΩ. Die Stufen sind somit (4, 6], (6, 8], (8, 10]. Die Stufen (0, 2] und (2, 4] gibt es nicht.
  • 1.4 Stufung der Konstantstromrate: Gemäß der Selbstgestaltung der Batteriekerne wird eine konforme Konstantstromrate Ccs festgelegt. Cc ? Ccs ist konform, ZCcs wird als Stufenabstand eingestellt. Z = 0.01~0.1. Die Stufen sind [Ccs, (1 + Z)Ccs), [(1 + Z)Ccs, (1 + 2Z)Ccs), [(1 + 2Z)Ccs, (1 + 3Z)Ccs), ... [(1 + (k – 1)Z)Ccs, (1 + kZ)Ccs). (1 + kZ) Ccs ≤ 1, k ≤ (1/Ccs-1)/Z. Die Stufenanzahl k ist von dem Stufenabstand ZCcs und der Größe der Verteilung der Konstantstromrate abhängig. Einige theoretisch festgestellten Stufen existieren nicht unbedingt.
  • Zum Beispiel ist der konforme Standard der Konstantstromrate von einem Batteriekern Ccs = 90%. Cc ≥ Ccs ist konform. Es wird ausgewählt, dass Z = 0.02. Der Stufenabstand Ccs = 1.8%. Die Verteilung der konformen Konstantstromrate von Batteriekernen liegt in 90%~97%. Die Stufen sind somit (90%, 91.8%], (91.8%, 93.6%], (93.6%, 95.4%], (95.4%, 97.2%]. Die Stufe (97.2%, 99%] gibt es nicht.
  • Konforme selbst verbrauchten Ströme und Spannungsdifferenz, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, konforme Kapazität in der gleichen Stufe, konforme Widerstände in der gleichen Stufe und konforme Konstantstromrate in der gleichen Stufe werden ausgewählt um die Batteriekerne zu gruppieren.
    • 2. Die Konfiguration von Ausgleichungsschutzplatte: Der Ausgleichungsstrom der Ausgleichungsschutzplatte beträgt 100~1000fach der extremen Differenz der selbst verbrauchten Ströme von Gruppierungsgestaltung.
    Ib = 100ΔIc~1000ΔIc.
    • 3. Die Konfiguration von Ladegeräten: Der Aufladungsabschaltstrom des Ladegerätes beträgt 1~10fach des Ausgleichungsstromes der Ausgleichungsschutzplatte.
    Icut = Ib – 10Ib.
  • Ausführungsform 1: Bei den Lithium-Eisen-Phosphat-Ionen-Batterien des Modell 11585135Fe, die durch unsere Firma produziert werden, ist die Nennspannung 3.2 V und ist die Nennkapazität 10 Ah. Gemäß der Anforderung von Kunden müssen 12 Reihen Batteriegruppen produziert werden, mit zusammenpassender Schutzplatte und zusammenpassenden Ladegerät. Die Kunden fordern an, dass die Beiseitelegen-Lebenslauf der Batteriegruppen mehr als 8 Monate ist. Für den Fall, dass die Endbenutzer die Batterie einmal pro Tag bis zum einmal pro 5 Tage aufladen, kann eine ausgeglichene Aufladung der Batterien erzielen werden. Die optimale Leistung kann gebracht werden.
  • Grundarbeiten: Für das System von Lithium-Eisen-Phosphat-Ionen-Batterien des Modell 11585135Fe ist die Entladungsebene von 0.2C5 relativ flach. Bei dem Entladungsende ist SOC zwischen 0.3 und 0. Die Änderung der SOC ist 0.3. Die Spannung wird sehr schnell reduziert, von 3.20 V auf 2.00 V. Wir wählen den Spannungsabschnitt 2.00~3.20 V aus für die Untersuchung. Eine Festpunktspannung von 3.15 V wird ausgewählt. Die Batteriekerne werden bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum einem beliebigen Festpunktspannungswert Vc = 3.15 V in dem gewählten Spannungsabschnitt aufgeladen. Die Batteriekerne werden bei offenem Stromkreis für 4 h beiseitegelegt. Die Spannungsänderung für 1 h ist weniger als 1 mV. Diese Spannung wird als Ausgangsspannung V0 der Batteriekerne eingestellt. Die Batteriekerne werden für 7 Tage beiseitegelegt. Die Spannung V7 wird gemessen. Die Batteriekerne mit ΔV = V0 – V7 = 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 mV werden ausgewählt:
    • 1) 0.2C5 Auf- und Entladung für eine Woche, Entladungskapazität ist C5;
    • 2) 0.2C5 CC/CV 3.6 V 1/200, Vollladung;
    • 3) Beiseitelegen für 28 Tage;
    • 4.) Berechnen C5'/C5 bzw. die Aufrechterhaltungsfähigkeit der Ladung der Batteriekerne für jede Stufe von ΔV. Ic = (C5 – C5')/(24·28) bzw. der selbst verbrauchte Strom der Batteriekerne beim Vollladezustand für jede Stufe von ΔV.
  • Eine Kurvenanpassung für ΔV basierend auf Ic wird durchgeführt. Eine Gleichung Ic – ΔV ist erhalten: Ic = 8·10–6ΔV4 – 0.0006ΔV3 + 0.0188ΔV2 – 0.1546ΔV + 0.4634 Der Korrelationskoeffizient ist R2 = 0.9992.
  • Für Batteriegruppe mit n in Reihe geschalteten Batteriekernen ist die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der selbst verbrauchten Ströme: ΔIc = Icmax – Icmin
  • Somit sind die Größe der Eigenstromverbrauchquote und der selbst verbrauchten Ströme von den Batteriekernen, die zuerst bis zu einer Festpunktspannung 3.15 V aufgeladen und dann für 7 Tage beiseitegelegt werden und danach eine Spannungsreduzierung durchgeführt wird, klar bekannt. Die Beiseitelegen-Lebensdauer der Batteriegruppe kann berechnet werden. Der Ausgleichungsstrom und der Aufladungsabschaltstrom können angepasst werden. Tabelle 2. Serie von Batteriekernen ΔV und der entsprechende Ic
    ΔV(mV) Ic (mA) Ic umgewandelt in C5 (mA)
    5 0.090 0.0000090C5
    6 0.093 0.0000093C5
    7 0.116 0.0000016C5
    8 0.155 0.0000155C5
    9 0.210 0.0000210C5
    10 0.277 0.0000277C5
    11 0.356 0.0000356C5
    12 0.444 0.0000444C5
    13 0.541 0.0000541C5
    14 0.645 0.0000645C5
    15 0.754 0.0000754C5
    16 0.869 0.0000869C5
    17 0.989 0.0000989C5
    18 1.112 0.0001112C5
    19 1.240 0.0001240C5
    20 1.371 0.0001371C5
  • Gemäß den Ergebnissen der Grundarbeiten und die aktuelle Verteilung der ΔV gibt es keine Batteriekerne mit ΔV ≤ 4 mV. ΔV = [5, 6] wird sehr selten verwendet. Die Batteriekerne mit ΔV ≥ 21 mV sind nur 1% und werden entfernt. Gemäß der Ausführungsform wird das Niveau der selbst verbrauchten Ströme der Batteriegruppe unter 9.2% gesteuert. Die Batteriekerne mit ΔV ≤ 20 mV werden als konforme Batteriekerne ausgewählt. Die Verteilung der selbst verbrauchten Ströme liegt zwischen 0.090~1.371 mA. Die Stufung wird gemäß den folgenden Anforderungen durchgeführt:
  • 1. Batteriestufung und Batteriegruppierung:
    • (1) Stufung der selbst verbrauchten Ströme und Stufung der Spannungsdifferenz: Der Standard des selbst verbrauchten Stromes ist Ics = 1.371 mA. Ic ≤ Ics ist konform. Gemäß der Anforderung von Kunden an Beiseitelegen-Lebenslauf muss die extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme in der gleichen Stufe gesteuert dass ΔIc kleiner als 0.2C5/(8·30·24) = 0.00003478 C5mA. Bei der Planung wird ausgewählt, dass W = 0.25 und WIcs = 0.3428 mA. der geplante extreme Differenz der selbst verbrauchten Ströme in der gleichen Stufe ΔIc = 0.3428 mA. Die Stufen der selbst verbrauchten Ströme sind (0, 0.343], (0.343, 0.686], (0.686, 1.028], (1.0278, 1.371].
    • Umwandlung in Spannungsdifferenz: ΔV ≤ 20 mV ist konform. ΔV wird in 1. Stufe (0, 10], 2. Stufe (10, 14], 3.Stufe (14, 17] und 4. Stufe (17, 20] eingestuft. Die Batteriekerne zentrieren mehr in 1. Stufe bis 3. Stufe und weniger in 4. Stufe.
    • (2) Stufung der Kapazität: Nennkapazität ist 10000 mAh. Der Standard der Kapazität Cs = 10000 mAh wird eingestellt. C ≥ Cs ist konform. Es wird gewählt, dass X = 0.05 und der Stufenabstand XCs = 500 mAh. Die aktuelle Verteilung der Kapazität liegt in 10000~10999 mAh. Die Kapazität wird in 1. Stufe [10000, 10500) und 2. Stufe [10500, 11000) eingestuft.
    • (3) Keine Stufung der Innenwiderstände: Der Standard der Innenwiderstände Rs = 5 mΩ wird eingestellt, R ≤ Rs ist konform.
    • (4) Keine Stufung der Konstantstromrate: Der Standard der Konstantstromrate Ccs = 90% wird eingestellt. Cc ≥ Ccs ist konform.
  • Probedaten werden extrahiert und in Tabelle 3 angezeigt. Tabelle 3: Parameter der gruppierten Batteriekerne
    Nummer Kapazität [mAh] Innenwiderstand [mΩ] Konstantstromrate [%] Spannung [V] 7 Tage ΔV [mV] Selbst verbrauchter Strom Ic [mA]
    A1 10281 4 92 3.132 19 1.240
    A2 10253 4 93 3.131 18 1.112
    A3 10225 4 93 3.132 17 0.989
    A4 10212 4 92 3.134 19 1.240
    A5 10253 4 93 3.126 20 1.371
    A6 10233 4 94 3.128 18 1.112
    A7 10262 4 93 3.131 18 1.112
    A8 10268 4 93 3.133 17 0.989
    A9 10249 4 93 3.125 20 1.371
    A10 10218 4 92 3.130 18 1.112
    A11 10262 4 94 3.129 19 1.240
    A12 10222 4 93 3.128 18 1.112
  • ΔV sind konform und gleich in 4. Stufe. Kapazität ist konform und gleich in 1. Stufe. Innenwiderstände sind konform. Konstantstromrate ist konform. Die Batteriekerne werden gruppiert.
    • 2. Die Konfiguration von Ausgleichungsschutzplatte: Die Planung von Batteriegruppen ΔIc = 0.3428 mA. Die Ausgleichungsschutzplatte mit Ausgleichungsstrom Ib = 90 mA wird ausgewählt. Ib/ΔIc = 262fach: Die Periode der Ausgleichungsaufladung ist ungefähr 5 Tage.
    • 3. Die Konfiguration vom Ladegerät: Ladegerät mit 43.8V/2A wird ausgewählt. Nennaufladungsspannung ist 43.8 ± 0.2 V. Der Nennaufladungsstrom ist 2 A. Der Aufladungsabschaltstrom beim Wechseln der Lampe von Rot auf Grün ist Icut = 200 mA. Icut/Ib = 2.2fach.
    • 4. Überprüfung.
  • Nach der Zusammensetzung der Batteriegruppen werden die Batteriegruppen mit 0.5C für eine Woche aufgeladen und entladen. Die Entladungskapazität ist 10208 mAh. Die Batteriegruppen werden voll aufgeladen und bei offenem Stromkreis beiseitegelegt bis die Spannung stabil ist. Die Spannung wird gemessen und aufgenommen. Nach 5 Tage des Beiseitelegens der Batteriegruppen wird die Spannung wieder gemessen und aufgenommen. Die Batteriegruppen werden aufgeladen. Die stabile Spannung nach der Ausgleichungsaufladung wird gemessen und aufgenommen. Danach werden die Batteriegruppen entladen. Die Entladungskapazität ist 10200 mAh. Die Daten sind in Tabelle 4 dargestellt. Die abgegebene Kapazität nach der Ausgleichungsaufladung ist größer als die Nennkapazitat. Tabelle 4, Spannung vor und nach dem Beiseitelegen und die Spannung nach der Ausgleichungsaufladung
    Nummer Spannung beim Vollladezustand vor dem Beiseitelegen [V] Spannung nach dem Beiseitelegen nach 5 Tage [V] Spannung nach der Ausgleichungsaufladung [V]
    A1 3.335 3.335 3.336
    A2 3.337 3.336 3.336
    A3 3.334 3.334 3.337
    A4 3.336 3.335 3.336
    A5 3.334 3.334 3.335
    A6 3.335 3.334 3.335
    A7 3.333 3.333 3.335
    A8 3.336 3.335 3.336
    A9 3.333 3.332 3.333
    A10 3.335 3.334 3.335
    A11 3.337 3.336 3.337
    A12 3.336 3.335 3.335
  • Die ausgeführten Verfahren sind nicht auf die obigen Beispiele beschränkt. Soweit die Systeme zum Ausgleichen und Gruppierung von Lithium-Sekundärbatterien sowie die dadurch produzierten Batteriesysteme mit beispielsweise dem absichtlichen Hinzufügen der entbehrlichen Auf- und Entladungsoperationen oder dem absichtlichen Hinzufügen der entbehrlichen Temperaturbearbeitungen gemäß dem Sinn der vorliegenden Erfindung durchgeführt sind, sind in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien, die eine Vielzahl von Batteriekernen aufweisen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Aufladen der Batteriekerne auf einen festen Spannungswert Vc, der aus einem sensiblen Spannungsbereich ausgewählt ist; – Messen von Spannungen und Auffinden einer stabilen Spannung V0 an jedem Batteriekern, wobei die Spannung pro Stunde gemessen und aufgenommen wird, und wobei die Spannung als stabile Spannung V0 betrachtet wird, wenn eine Spannungsdifferenz von zwei Messungen weniger als 1 mV beträgt; – Beiseitelegen der Batteriekerne bei offenem Stromkreis für eine festgelegte Zeit t zur Selbstentladung; – Messen einer Spannung Vt an jedem Batteriekern nach dem Lagern der Batteriekerne für die festgelegte Zeit t; – Ermitteln einer Spannungsdifferenz ΔV = V0 – Vt zwischen der stabilen Spannung V0 und Vt nach der festgelegten Zeit t; – Ermitteln einer Selbstentladungsquote ρ für jedes ΔV jedes Batteriekerns; – Berechnen eines Selbstentladungsstroms Ic aufgrund der Selbstentladungsquote ρ für jeden Batteriekern; – Durchführen einer Ausgleichsrechnung mit den Werten von Ic an die Werte von ΔV, um eine Gleichung Ic = f(ΔV) zu erhalten, in der Ic eine Funktion von ΔV ist; – Aufteilen des Selbstentladungsstroms Ic in h Selbstentladungsstromstufen, wobei ein Selbstentladungsstrom Ics ein festgestellter Standard vom Selbstentladungsstrom Ic ist, wobei Ic <= Ics konform ist, und W·ICS eine Stufenlänge definiert, wobei h·W = 1 ist, wobei W ein dimensionsloser Stufenfaktor der Selbstentladungsströme Ic ist und die Selbstentladungsstromstufen in einer Reihenfolge angeordnet sind, wobei die Stufen (0, WIcs), (WIcs, 2 WIcs), (2 WIcs, 3 WIcs], ... ((h – 1) WIcs, h WIcs] sind, – Aufteilen der Spannungsdifferenz ΔV in Spannungsunterschiedsstufen, die den Selbstentladungsstromstufen gemäß der Gleichung Ic = f(ΔV) entsprechen; und – Auswählen von Batteriekernen derselben Stufen des Selbstentladungsstroms Ic und derselben Stufen der Spannungsdifferenz ΔV zum Gruppieren.
  2. Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Selbstentladungsstrom Ic aus einer Selbstentladungsquote ρ, die nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet wird; und dass t = 1 bis 28 Tage beträgt.
  3. Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass W = 0,05 bis 0,5 beträgt, wobei Ics ≤ 0,0002232C5 dem entspricht, dass der Selbstentladungsstrom Ic konform ist, wenn die Selbstentladungsquote ρ des Batteriekernes kleiner gleich 15% ist, wobei eine extreme Differenz ΔIc der Selbstentladungsströme Ic in der gleichen Stufe ΔIc = WIcs ist und C5 eine Nennkapazität des Batteriekerns ist, und dass die Differenz ΔIc zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Selbstentladungsströme Ic berechnet wird; und dass die Spannungsdifferenz ΔV eingestuft wird, wobei die Batteriekerne bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zu dem festen Spannungswert Vc in einem gewählten sensiblen Spannungsbereich aufgeladen werden, wobei die Batteriekerne bei Raumtemperatur für die Zeit t beiseitegelegt werden, wobei eine Serie von Ic, ΔV gemessen wird, wobei die Stufe der Spannungsdifferenz ΔV basierend auf der Stufe der eingestuften extremen Differenz ΔIc der Selbstentladungsströme Ic festgestellt wird.
  4. Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass W = 0,05 bis 0,5 beträgt, wobei Ics ≤ 0,0002232C5 dem entspricht, dass der Selbstentladungsstrom Ic konform ist, wenn die Selbstentladungsquote ρ des Batteriekernes kleiner gleich 15% ist, wobei eine extreme Differenz ΔIc der Selbstentladungsströme Ic in der gleichen Stufe ΔIc = WIcs ist und C5 eine Nennkapazität des Batteriekerns ist, dass die Differenz ΔIc zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Selbstentladungsströme Ic berechnet wird; dass die Spannungsdifferenz ΔV eingestuft wird; dass durch die Messung der Batteriekerne mit unterschiedlichen ΔV und durch die entsprechende Beziehung zwischen ΔV und dem Selbstentladungsstrom Ic beim Vollladezustand, die Gleichung Ic = f(ΔV) so angepasst wird, dass der Korrelationskoeffizient R2 ≥ 0,99 ist; dass ΔV berechnet wird, wobei: ΔV = (0, V1] dem entspricht, dass der Selbstentladungsstrom Ic konform ist, ΔV = (V2, V3] dem entspricht, dass der Selbstentladungsstrom Ic auf derselben Stufe ist, wobei V1 verwendet wird, um den maximalen Selbstentladungsstrom Ic der Batteriegruppe zu steuern, und Iss entspricht; wobei V2 und V3 verwendet werden, um die maximale extreme Differenz des Selbstentladungsstroms Ic der Batteriekerne innerhalb der Batteriegruppe zu steuern, und einer Stufe der Selbstentladungsströme h'WIcs entsprechen, wobei h' eine natürliche Zahl in dem Bereich = (0, h] ist, wobei bei unterschiedlicher Stufe der ΔV sich unterschiedliche V2 und V3 ergeben, und wobei Batteriekerne mit Selbstentladungsströmen Ic, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, zum Gruppieren ausgewählt werden, sodass eine extreme Differenz der Selbstentladungsströme Ic innerhalb der Batteriegruppe vermieden wird.
  5. Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kapazität C der Batterie eingestuft wird, wobei eine Kapazität Cs ein festgestellter Standard der Kapazität C ist, wobei C ≥ Cs konform ist, wobei Cs C5, wobei XCs als Stufenabstand eingestellt wird, wobei X = 0,01 bis 0,1, wobei die Stufen [Cs, (1 + X)Cs), [(1 + X)Cs, (1 + 2X)Cs), [(1 + 2X)Cs, (1 + 3X)Cs), ... [(1 + (i – 1)X)Cs, (1 + iX)Cs) sind, wobei die Stufenanzahl i und der Stufenabstand XCs von der Größe der Kapazitätsverteilung abhängig sind, wobei Folgendes gilt: (1 + iX) ≤ 1,5; iX ≤ 0,5; i ≤ 0,5/X.
  6. Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Innenwiderstände R der Batterien eingestuft werden, wobei ein Innenwiderstand Rs ein festgestellter Standard der Innenwiderstände R ist, wobei R ≤ Rs konform ist, wobei YRs als Stufenabstand eingestellt wird, wobei Y = 0,05 bis 0,5 ist, wobei die Stufen (0, YRs], (YRs, 2YRs], (2YRs, 3YRs], ... ((j – 1)YRs, jYRs] sind, wobei jY = 1 ist, und wobei die Stufenanzahl j = 1/Y beträgt.
  7. Verfahren zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Konstantstromrate Cc eingestuft wird, wobei eine Konstantstromrate Ccs ein festgestellter Standard der Konstantstromrate Cc ist, wobei Cc ≥ Ccs konform ist, wobei ZCcs als Stufenabstand eingestellt wird, wobei Z = 0,01 bis 0,1 ist, wobei die Stufen [Ccs, (1 + Z)Ccs), [(1 + Z)Ccs, (1 + 2Z)Ccs), [(1 + 2Z)Ccs, (1 + 3Z)Ccs), ... [(1 + (k – 1)Z)Ccs, (1 + kZ)Ccs) sind, wobei (1 + kZ)Ccs ≤ 1, k ≤ (1/Ccs – 1)/Z ist, und K die Stufenanzahl ist.
  8. System zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien, die eine Vielzahl von Batteriekernen aufweisen, wobei das System zum Ausgleich und Gruppieren der Lithium-Sekundärbatterien eine Lithium-Sekundärbatteriegruppe, eine Ausgleichungsschutzplatte und ein Ladegerät aufweist, wobei das System eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
  9. System zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Spannungsdifferenz ΔV in die dem Selbstentladungsstrom Ic entsprechenden Stufen aufgeteilt wird, wobei Batteriekerne mit Selbstentladungsströmen Ic und Spannungsdifferenzen ΔV, die in eine der Stufen eingestuft werden, zum Gruppieren ausgewählt werden, sodass eine extreme Differenz der Selbstentladungsströme Ic innerhalb der Batteriegruppe vermieden wird; dass der Selbstentladungsstrom Ic aus einer Selbstentladungsquote ρ, die nach dem Beiseitelegen der Batteriekerne beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet wird; dass t = 1 bis 28 Tage beträgt; dass die Spannung pro Stunde gemessen und aufgenommen wird, und wobei die Spannung als stabile Spannung V0 betrachtet wird, wenn die Spannungsdifferenz bei zwei Messungen weniger als 1 mV beträgt; dass Ics ≤ 0,0002232C5 dem entspricht, dass der Selbstentladungsstrom Ic konform ist, wenn die Selbstentladungsquote ρ des Batteriekernes kleiner gleich 15% ist, wobei die extreme Differenz der Selbstentladungsströme Ic in der gleichen ΔIc = WIcs ist, wobei C5 eine Nennkapazität des Batteriekerns ist; dass ΔIc eine extreme Differenz der Selbstentladungsströme Ic ist, wobei die Selbstentladungsströme Ic aufgrund der Selbstentladungsquote ρ, die nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne in derselben Gruppe beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet werden, und wobei die Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Selbstentladungsströme Ic berechnet wird; dass die Spannungsdifferenz ΔV eingestuft wird, wobei die Batteriekerne bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zu dem festen Spannungswert Vc aufgeladen werden; dass durch die Messung der Batteriekerne mit unterschiedlichen Spannungsdifferenzen ΔV und durch die entsprechende Beziehung zwischen der Spannungsdifferenz ΔV und dem Selbstentladungsstrom Ic beim Vollladezustand, die Gleichung Ic = f(ΔV) so angepasst wird, dass der Korrelationskoeffizient R2 ≥ 0,99 ist; dass die Spannungsdifferenz ΔV berechnet wird: ΔV = (0, V1] dem entspricht, dass der Selbstentladungsstrom Ic konform ist, ΔV = (V2, V3] dem entspricht, dass der Selbstentladungsstrom Ic auf derselben Stufe ist, wobei V1 verwendet wird, um den maximalen Selbstentladungsstrom Ic der Batteriegruppe zu steuern, und Ics entspricht; wobei V2 und V3 verwendet werden, um die maximale extreme Differenz ΔIc des Selbstentladungsstroms Ic der Batteriekerne innerhalb der Batteriegruppe zu steuern und einer Stufe der Selbstentladungsströme h'WIcs entsprechen, wobei h' = natürliche Zahl in dem Bereich (0, h) ist, wobei bei unterschiedlicher Stufe der Spannungsdifferenz ΔV sich unterschiedliche V2 und V3 ergeben, und wobei Batteriekerne mit Selbstentladungsströmen Ic, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, zum Gruppieren ausgewählt werden, sodass die extreme Differenz ΔIc der Selbstentladungsströme Ic innerhalb der Batteriegruppe vermieden wird; dass ein Ausgleichungsstrom der Ausgleichungsschutzplatte ein 100- bis 1000-faches der extremen Differenz ΔIc der Selbstentladungsströme Ic einer Gruppierungsgestaltung beträgt, mit Ib = 100ΔIc bis 1000ΔIc; und dass ein Aufladungsabschaltstrom des Ladegerätes ein 1- bis 10-faches des Ausgleichungsstromes der Ausgleichungsschutzplatte betragen soll, mit Icut = Ib bis 10Ib.
  10. System zum Ausgleichen und Gruppieren von Lithium-Sekundärbatterien gemäß dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithium-Sekundärbatterien eingestuft werden und in mehr als eine Stufe gemäß der Größe des Selbstentladungsstroms Ic aufgeteilt werden, dass die Größe der Spannungsdifferenz ΔV in die dem Selbstentladungsstrom Ic entsprechenden Stufen aufgeteilt wird, wobei Batteriekerne mit Selbstentladungsströmen Ic und die Spannungsdifferenz ΔV, die in eine Stufe eingestuft werden, zum Gruppieren ausgewählt werden, sodass eine extreme Differenz der Selbstentladungsströme Ic innerhalb der Batteriegruppe vermieden werden; dass Ic der Selbstentladungsstrom ist, wobei der Selbstentladungsstrom Ic aus einer Selbstentladungsquote ρ, die nach 28 Tagen des Beiseitelegens der Batteriekerne beim Vollladezustand bei Raumtemperatur gemessen wird, berechnet wird; dass t = 7 Tage beträgt; wobei W = 0,2 bis 0,3, wobei die Stufen (0, WIcs], (WIcs, 2WIcs], (2WIcs, 3WIcs], ... ((h – 1) WIcs, hWIcs] sind; wobei Ics ≤ 0,0002232C5 dem entspricht, dass der Selbstentladungsstrom Ic konform ist, wenn die Selbstentladungsquote ρ des Batteriekernes kleiner gleich 15% ist, wobei die extreme Differenz ΔIc der Selbstentladungsströme Ic in der gleichen Stufe ΔIc = WIcs ist, und C5 eine Nennkapazität des Batteriekerns ist, und wobei eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Selbstentladungsströme Ic berechnet wird; dass die Spannungsdifferenz ΔV eingestuft wird, wobei die Batteriekerne bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum festen Spannungswert Vc in einem gewählten sensiblen Spannungsbereich aufgeladen werden, wobei die Batteriekerne bei offenem Stromkreis beiseitegelegt werden, wobei der Spannungswert pro Stunde gemessen und aufgenommen wird, bis die Spannungsdifferenz bei zwei Messungen weniger als 1 mV beträgt, wobei in diesem Fall die Spannung als Ausgangsspannung V0 der beiseitegelegten Batteriekerne eingestellt wird, wobei die Batteriekerne bei Raumtemperatur für eine geeignete Zeit von t beiseitegelegt werden, wobei t = 7 Tage beträgt, wobei die Spannung Vt gemessen wird, wobei die Spannungsdifferenz ΔV beim Beiseitelegen für die Zeit von t = 7 Tage gemessen wird; dass durch die Messung der Batteriekerne mit unterschiedlichen ΔV und durch die entsprechende Beziehung zwischen ΔV und dem Selbstentladungsstrom Ic beim Vollladezustand, die Gleichung Ic = f(ΔV) so angepasst wird, dass der Korrelationskoeffizient R2 ≥ 0,99 beträgt; dass die Batteriekerne bei Konstantstrom und Konstantspannung bis zum festen Spannungswert Vc aufgeladen werden, wobei die stabile Spannung V0 gemessen und aufgenommen wird, wobei die Batteriekerne für die Zeit t beiseitegelegt werden, wobei die Spannung Vt gemessen und aufgenommen wird, wobei ΔV berechnet wird: ΔV = (0, V1] dem entspricht, dass der Selbstentladungsstrom Ic konform ist, ΔV = (V2, V3] dem entspricht, dass der Selbstentladungsstrom Ic auf derselben Stufe ist, wobei V1 verwendet wird, um den maximalen Selbstentladungsstrom Ic der Batteriegruppe zu steuern, und Ics entspricht; wobei V2 und V3 verwendet werden, um die maximale extreme Differenz ΔIc des Selbstentladungsstroms Ic der Batteriekerne innerhalb der Batteriegruppe zu steuern, und einer Stufe der Selbstentladungsströme h'WIcs entsprechen, wobei h' eine natürliche Zahl in dem Bereich (0, h) ist, wobei bei unterschiedlicher Stufe der ΔV sich unterschiedliche V2 und V3 ergeben, und wobei Batteriekerne mit Selbstentladungsströmen Ic, die in die gleiche Stufe eingestuft werden, zum Gruppieren ausgewählt werden, sodass die extreme Differenz ΔIc der Selbstentladungsströme Ic innerhalb der Batteriegruppe vermieden werden kann; dass eine Kapazität C aufgeteilt wird, wobei eine Kapazität Cs ein festgestellter Standard der Kapazität C ist, wobei C ≥ Cs konform ist, wobei Cs ≥ C5, wobei XCs als Stufenabstand eingestellt wird, wobei X = 0,02 bis 0,05, wobei die Stufen [Cs, (1 + X)Cs), [(1 + X)Cs, (1 + 2X)Cs), [(1 + 2X)Cs, (1 + 3X)Cs), ... [(1 +(i – 1 )X)Cs, (1 + iX)Cs) sind, wobei die Stufenanzahl i und der Stufenabstand XCs von der Größe der Kapazitätsverteilung abhängig sind, wobei normalerweise (1 + iX) ≤ 1,5, iX ≤ 0,5, i ≤ 0,5/X gilt; dass Innenwiderstände R der Batterie nicht eingestuft werden; dass eine Konstantstromrate Cc der Batterien nicht eingestuft wird, dass der Ausgleichungsstrom der Ausgleichungsschutzplatte ein 200- bis 500-faches der extremen Differenz ΔIc der Selbstentladungsströme Ic einer Gruppierungsgestaltung beträgt, mit Ib = 200ΔIc bis 500ΔIc; dass der Aufladungsabschaltstrom Icut des Ladegerätes ein 2- bis 5-faches des Ausgleichungsstromes der Ausgleichungsschutzplatte beträgt, mit Icut = 2Ib bis 5Ib.
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