CN107210614A - 电化学电池的充电管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种相互连接的多个电池的单体电池单元的充电管理方法，所述方法包括的步骤涉及：‑测量所述多个电池中每个的每个单体电池单元的端子之间的电压，‑将每个单体电池单元的测量值相互进行比较，以确定所述多个电池的所有单体电池单元的最小电压，‑采用所述最小电压作为目标使电压大于所述最小电压的单体电池单元的电压均衡，以便减小每个单体电池单元的电压与测量出的最小电压之间的差距，其中，涉及使电压大于所述最小电压的单体电池单元的电压均衡的步骤通过涉及使包括电压要均衡的单体电池单元的至少一个电池与其它电池断连的步骤来进行。

Description

电化学电池的充电管理方法
技术领域
本发明通常涉及一种单体电池单元的充电管理方法，所述单体电池单元构成装配在例如机动车辆上的连接的电池。
背景技术
文件FR2776139A1描述了一种使包括串联联接的电化学单体电池单元的电池的电压均衡的均衡方法。然而，该文件未给出在多个电池相互连接(串联连接、并联连接、或者根据混合组合连接：若干电池串联连接，形成用于相互并联联接的模块)的情况下使这些单体电池单元的电压或充电均衡的解决方法。另一方面，由该文件公开的考虑平均电压的方法可对于整体***的使用寿命的优化来说并不是最有效的。
发明内容
本发明的目的在于克服上文提到的现有技术文件的缺陷，并且特别在于首先提供一种相互连接的多个电池的单体电池单元的充电管理方法，以确保长时间地以安全的方式使用这些电池单元。
为此，本发明的第一方面涉及一种相互连接的多个电池的单体电池单元的充电管理方法，所述方法包括的步骤涉及：
-测量所述多个电池中每个的每个单体电池单元的端子之间的电压，
-将每个单体电池单元的测量值相互进行比较，以确定所述多个电池的所有单体电池单元的最小电压，
-采用所述最小电压作为目标使电压大于所述最小电压的单体电池单元的电压均衡，以便减小每个单体电池单元的电压与测量出的最小电压之间的差距，
其中，涉及使电压大于所述最小电压的单体电池单元的电压均衡的步骤通过涉及使包括电压要均衡的单体电池单元的至少一个电池与其它电池断连的步骤来进行。
根据本发明的方法能够限制并且使单体电池单元的老化均质，所述单位电池成了***的电池中的每个，这是因为均衡方法在强行使每个单体电池单元(所述每个单体电池单元的电压大于所述最小电压)均衡之前考虑电池***的所有单体电池单元的电压。此外，因为至少一个电池在均衡操作时与所述***隔离，所述均衡操作的安全性被改善。无论电池***的整体结构如何，所述方法整体地使电压均衡，并且不需预先需要知晓该结构。在使用装配有均衡装置的标准电化学单体电池单元的情况下，所述管理实施起来特别简单。只需使标准电化学单体电池单元在电池(也称作电池单元模块)中相互连接并且使这些电池相互连接，以使电供应适配于需求。
有利地，涉及使至少一个电池与其它电池断连的步骤为涉及使包括电压要均衡的单体电池单元的每个电池与其它电池断连的步骤。因为具有要均衡的单体电池单元的所有电池在使电压均衡时被隔离，安全性被改善。
有利地，测量值比较步骤包括通过每个电池将所述测量值传送到监控模块的传送步骤，所述监控模块执行所述测量值比较步骤并且接下来操作涉及将所述最小电压的值发送到包括电压大于所述最小电压的至少一个单体电池单元的电池中的每个的步骤。所述管理被集中，这能够简化电池的结构。
有利地，所述测量值比较步骤包括的步骤涉及每个电池将所述每个电池的单体电池单元的电压的测量值传送到不同于所述多个电池的其它电池，接下来每个电池将接收到的测量值与所述每个电池的单体电池单元的电压进行比较。
有利地，电压均衡步骤为涉及使电压大于最小化电压的所有单体电池单元放电直到所有单体电池单元的电压等于所述最小化电压的步骤。这种被动均衡实施起来容易并且经济。
有利地，放电步骤为涉及使经过支接在要放电的单体电池单元的端子上的电阻的电流经由转换开关通过的步骤。理解到，使具有根据该实施方式均衡的电池单元的电池断连的用途在于：温度能够增加，这可影响附近电池的特征。
有利地，连接的多个电池包括并联连接的至少两个电池和/或串联连接的至少两个电池。
有利地，所述单体电池单元的充电管理方法实施用于执行使机动车辆的电池的充电均衡。
本发明的第二方面涉及一种机动车辆，所述机动车辆包括连接的多个电池并且包括充电通过根据上述权利要求中任一项所述的充电管理方法进行管理的单体电池单元中的每个。
附图说明
通过阅读下文作为非限制性示例给出的详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在所述附图中：
-图1示出了示出相互连接的多个电池的电接线图的示例，所述多个电池的单体电池单元的充电通过根据本发明的方法进行管理。
具体实施方式
在本申请中，单体电池单元理解成以可逆的方式将化学能转变成电能的电化学电池单元。所述单体电池单元也可称作蓄电池。多个单体电池单元(或蓄电池)串联相联而形成电池，所述电池也称作单体电池单元模块。在(电力)***中，已知使电池串联相联或者并联相联，以分别增加电压或者可释放的最大化电流。
在这种***中，当单体电池单元的电压小于其它单体电池单元的电压时，这些其它单体电池单元可进一步被激励(sollicitées)，这影响所述其它单体电池单元的使用寿命。
本发明企图管理所述***的单体电池单元的充电(或电压)以最优地保持所述单体电池单元的使用寿命。
图1示出了示出包括标记为Bi的多个电池(特别是四个电池B1至B4)的***的电接线图。电池B1和B2以及B3和B4两两串联联接。串联联接的这两个电池块接下来并联连接。
所有电池B1至B4每个都包括串联联接的单体电池单元Ci。每个单体电池单元Ci为可将电能转变成化学能或将化学能转变成电能的电化学电池单元。所有单体电池单元Ci以标准的方式装配有充电均衡装置De。
在本情况下，充电均衡装置De(也称作电压均衡装置)包括与单体电池单元Ci的端子联接的电阻Ri和转换开关Si。当单体电池单元Ci的电压过高时，控制所述转换开关Si以使所述转换开关闭合并且使所述单体电池单元Ci经过电阻Ri放电。
根据本发明的方法的目的在于确保整体***的每个单体电池单元都不是限制其它单体电池单元Ci运行的因素。
为此，所述方法包括测量每个单体电池单元Ci的电压的测量步骤。所有这些电压被发送到监控模块Ms，所述监控模块将这些电压相互进行比较以确定最小电压。
该所述最小电压因此作为目标电压而被发送到电压大于所述最小电压的所有单体电池单元Ci，以激活电压均衡装置De，以便减小这些单体电池单元的电压来使所述电压等于所述最小电压。因此，***的所有单体电池单元具有相等的电压，并且以同等的方式被激励，这增加了***的整体使用寿命。
当然，可考虑，仅当单体电池单元Ci的电压具有与所述最小电压的经预先确定差值时将被动放电命令发送到该单体电池单元。
在进行所述均衡之前，根据本发明的方法包括的步骤还涉及使所述电池与所述***断连，所述电池包括电压需均衡的单体电池单元Ci，以便在使电压均衡时避免任何的***干扰风险。
为此，每个电池Bi包括称作BMS的装配有电池的控制***，图1中所示的BMS断开，但当所述***需提供电流时所述BMS闭合。
无论电池B1至B4的电接线图如何，根据本发明的方法整体地管理单体电池单元Ci的电压均衡。此外，即使在每个电池B1至B4的个体等级方面，所述单体电池单元的电压被均衡，当在电池B1至B4之间时，所述方法操作所述均衡，所述单体电池单元具有不同或非常不同的电压，这会导致电池的失衡激励。
理解到，对于本领域技术人员来说显而易见的多种改变和/或改善可添加到本说明书中所描述的本发明不同实施例中，而不超出由所附的权利要求书限定的本发明保护范围。

Claims (9)

1.一种相互连接的多个电池(Bi)的单体电池单元(Ci)的充电管理方法，所述方法包括的步骤涉及：
-测量所述多个电池(Bi)中每个的每个单体电池单元(Ci)的端子之间的电压，
-将每个单体电池单元(Ci)的测量值相互进行比较，以确定所述多个电池(Bi)的所有单体电池单元(Ci)的最小电压，
-采用所述最小电压作为目标使电压大于所述最小电压的单体电池单元(Ci)的电压均衡，以便减小每个单体电池单元(Ci)的电压与测量出的最小电压之间的差距，
其中，涉及使电压大于所述最小电压的单体电池单元(Ci)的电压均衡的步骤通过涉及使包括电压要均衡的单体电池单元(Ci)的至少一个电池(Bi)与其它电池(Bi)断连的步骤来进行。
2.根据权利要求1所述的单体电池单元(Ci)的充电管理方法，其中，涉及使至少一个电池(Bi)与其它电池(Bi)断连的步骤为涉及使包括电压要均衡的单体电池单元(Ci)的每个电池(Bi)与其它电池(Bi)断连的步骤。
3.根据上述权利要求中任一项所述的单体电池单元(Ci)的充电管理方法，其中，测量值比较步骤包括通过每个电池(Bi)将所述测量值传送到监控模块(Ms)的传送步骤，所述监控模块(Ms)执行所述测量值比较步骤并且接下来操作涉及将所述最小电压的值发送到包括电压大于所述最小电压的至少一个单体电池单元(Ci)的电池(Bi)中的每个的步骤。
4.根据权利要求1或2所述的单体电池单元(Ci)的充电管理方法，其中，所述测量值比较步骤包括的步骤涉及每个电池(Bi)将所述每个电池的单体电池单元(Ci)的电压的测量值传送到不同于所述多个电池(Bi)的其它电池(Bi)，接下来每个电池(Bi)将接收到的测量值与所述每个电池的单体电池单元(Ci)的电压进行比较。
5.根据上述权利要求中任一项所述的单体电池单元(Ci)的充电管理方法，其中，电压均衡步骤为涉及使电压大于最小化电压的所有单体电池单元(Ci)放电直到所有单体电池单元(Ci)的电压等于所述最小化电压的步骤。
6.根据权利要求5所述的单体电池单元(Ci)的充电管理方法，其中，放电步骤为涉及使经过支接在要放电的单体电池单元(Ci)的端子上的电阻(Ri)的电流经由转换开关(Si)通过的步骤。
7.根据上述权利要求中任一项所述的单体电池单元(Ci)的充电管理方法，其中，连接的多个电池(Bi)包括并联连接的至少两个电池(Bi)和/或串联连接的至少两个电池(Bi)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的单体电池单元(Ci)的充电管理方法，所述充电管理方法实施用于执行使机动车辆的电池(Bi)的充电均衡。
9.一种机动车辆，所述机动车辆包括连接的多个电池(Bi)并且包括配置用于通过根据上述权利要求中任一项所述的充电管理方法进行充电的单体电池单元(Ci)中的每个。
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