[發明專利]用于確定可再充電電池組的二次嵌入電池的充電狀態的方法

有效

• 申請號: 200980148624.5
• 申請日: 2009-11-24
• 公開（公告）號: CN102239597A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: A.施密特
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01M10/48
• 分類號: H01M10/48;H01M10/0525
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李少丹;李家麟

現有技術

本發明涉及一種根據權利要求1前序部分的、用于確定可再充電電池組的二次嵌入電池（Interkalationszelle）的充電狀態的方法，所述可再充電電池組尤其是用于機動車。

二次或者雙電化學電池（通常稱為蓄電池）與主電化學電池的區別在于其可再充電性。

在多種技術應用中希望的甚至要求的是：根據從電池外部可測量的量來得到關于尤其是二次電池的充電狀態或者放電狀態的數據。

為了二次電池的充電狀態確定和預測，通常使用基于模型的方式。這些方式包括所謂的等效電路圖模型，其應當將電池或者電池組的電學特性用線性無源元件，譬如用R、L、C環節來近似。然而通常適用的是，也稱為充電狀態（SOC）的充電狀態不能被直接測量。

根據現有技術，SOC通常作為開路電壓的函數即電池開路電壓或者電池組開路電壓的函數來確定，和/或由電流積分和/或由組合來確定，該組合考慮不同的狀態參量，例如最后確定的SOC、電池或電池組溫度、電池或電池組開路電壓、電池或電池組電流的強度等等。

通過DE?198?31?723?A1公開了一種在帶有起動器的車輛情況下用于確定設計為車輛起動器電池組的蓄電池的充電狀態的方法。在此規定，在起動器工作期間，檢測電池組電壓的電壓降并且隨后與充電狀態值關聯。

在DE?199?13?627?A1中描述了一種用于確定蓄電池的充電狀態的方法，該方法規定：在借助可變能量源來充電的蓄電池情況下（其方式是由可變能量源產生的能量被轉換為定義的電流脈沖和脈沖間歇，并且以該方式輸送給蓄電池）確定充電狀態，使得在蓄電池中的電壓變化曲線被作為對電流脈沖的反應來測量和分析。

通過DE?198?31?723?A1也公開了一種用于確定設計為車輛起動器電池組的蓄電池的充電狀態的方法，該車輛起動器電池組在車輛運行的區域中沒有靜止時間地使用。在此，在存在優選涉及電池組的放電工作區域的工作區域的情況下，基于模型計算來對充電狀態進行計算，在該模型計算中，通過反饋來補償所測量的和計算的電池組電壓。所基于的模型計算從通過電池組的電容C給出的、在電池組電荷Q和電池組的開路電壓U_R之間幾乎線性的關系出發。在實施為傳統鉛蓄電池的車輛起動器電池組的自由的酸體積和板孔之間的酸液濃度均衡的動態在模型計算中借助與電池組的電容C串聯設置的電容C_K以及與電容C_K并聯的電阻R_K上的濃度過電壓（Konzentrationsueberspannung）U_K來模擬。此外，該模型計算包括與電池組的電容C串聯設置的電池組內阻R_I。首先，測量電池組電壓U_Batt和電池組電流I_Batt。電池組電流I_Batt直接輸入到模型計算中。所測量的電池組電壓U_Batt用估計的電池組電壓U_Batt’?來補償，并且同樣輸入到模型計算中，以便計算開路電壓值U_R。為了估計開路電壓U_R、濃度過電壓U_K以及內阻R_I，例如使用卡爾曼濾波器形式的觀察器。模型計算在放電工作區域中通過在所測量的電池組電壓U_Batt和所估計的電池組電壓U_Batt’之間的誤差的反饋來補償。在其他的工作區域中，中斷模型計算的誤差的反饋，并且從電流積分以及最后在上一次的放電工作區域期間估計的開路電壓中來計算開路電壓。SOC于是根據如下形式的方程來確定：

其中U_R,min以及U_R,max表示在由電池組制造商所給出的針對空的或者充滿的電池組的酸液濃度的值的情況下最小或者最大的開路電壓。

通過DE?101?39?049?A1公開了另一種用于確定車輛電池組的充電狀態的方法。為此，首先激活充電狀態確定運行，接著通過激勵車輛的至少一個電動機來設置定義的負載電流并且從所測量的車載電網電壓導出電壓特征。此外，提供了關于車輛的電池組溫度的信息并且最后通過使用電壓特征、電池組溫度和所存儲的特性曲線族來確定車輛電池組的充電狀態。