[發(fā)明專利]蓄電池及用于利用品質(zhì)因子來調(diào)節(jié)蓄電池電壓的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410129533.X
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號: CN103986203B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·布茨曼
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司;三星SDI株式會社
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所11256
• 代理人: 鄭立柱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)蓄電池的蓄電池電壓的方法，該蓄電池包括選擇性地連接和跨接至蓄電池組的多個蓄電池單池，其中，在該方法中通過多個蓄電池單池的交替的控制將蓄電池電壓調(diào)節(jié)至期望的標稱電壓。此外，本發(fā)明涉及一種蓄電池，其具有至少一個具有多個通過控制裝置連接和跨接蓄電池組的蓄電池單池的蓄電池組、用于獲取多個蓄電池單池的運行參數(shù)的獲取裝置和用于調(diào)節(jié)蓄電池電壓的調(diào)節(jié)電子裝置。

背景技術(shù)

將來，無論是靜態(tài)的應(yīng)用中還是在例如混合動力車輛和電動車輛的車輛中都將越來越多地使用蓄電池系統(tǒng)。為了能夠滿足對于各種應(yīng)用給出的對于電壓的要求且提供可調(diào)節(jié)的功率，要串聯(lián)連接較多的蓄電池單池，從而構(gòu)成提供蓄電池電壓的蓄電池組。為了獲得高的蓄電池電流還經(jīng)常并聯(lián)連接額外的蓄電池單池。

在申請人的之前的申請中說明了多個蓄電池，其具有帶有可變的或者可調(diào)節(jié)的蓄電池電壓的蓄電池組。其通過激活一定數(shù)量的蓄電池單池或者蓄電池模塊，使得其總電壓對應(yīng)于對于蓄電池電壓的期望的標稱值來實現(xiàn)，其中將去激活或者跨接其他的、不需要的多個蓄電池單池。此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過微控制器實施對多個蓄電池單池的多個耦合電路的控制，其中，該微控制器通常通過電隔離進而與中央的控制裝置進行通信。該耦合電路能夠通過半導(dǎo)體開關(guān)，尤其是MOSFET晶體管和各自所屬的驅(qū)動電路來實現(xiàn)。半導(dǎo)體開關(guān)能夠安置在半橋設(shè)置或者全橋設(shè)置中。此外，對個耦合電路中每個能夠被設(shè)置用于接通單個的蓄電池單池或者具有多個蓄電池單池的蓄電池模塊。在此必須由中央的控制裝置通過通信接口或者通過信號傳遞連接(通信總線)通知每個耦合電路，是否應(yīng)該連接或者跨接蓄電池單池或者蓄電池模塊，或者應(yīng)該連接哪個晶體管并且不連接哪個晶體管。

該方法的缺點是要求高的通信花費，尤其是當為了實現(xiàn)蓄電池電壓的精細的電壓分級而減少通過耦合單元接通的多個蓄電池模塊或者多個蓄電池單池的數(shù)量時，該通信花費將以尤其高的程度出現(xiàn)。高的通信花費尤其基于對獲得足夠魯棒性的并且有效的蓄電池系統(tǒng)的要求，多個蓄電池單池或者多個蓄電池模塊通常必須實時地定位并且接通。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)發(fā)明提出一種用于調(diào)節(jié)蓄電池的蓄電池電壓的方法，所述蓄電池包括選擇性地連接和跨接至蓄電池組的多個蓄電池單池。在該方法中通過多個蓄電池單池的交替的控制將將蓄電池電壓調(diào)節(jié)至期望的標稱電壓。此外，通過中央的控制信號和中央的控制信號的基于多個品質(zhì)因子的匹配以分配給相應(yīng)的蓄電池單池的平均接通時間來連接接通每個蓄電池單池，其中，分別相應(yīng)于現(xiàn)有的蓄電池單池狀態(tài)地選擇多個品質(zhì)因子。

另外根據(jù)本發(fā)明另一方面提供具有至少一個蓄電池組的蓄電池，該蓄電池組具有多個通過控制裝置來連接和跨接蓄電池組的蓄電池單池。該蓄電池還具有用于獲取多個蓄電池單池的運行參數(shù)的獲取裝置和用于調(diào)節(jié)蓄電池電壓的調(diào)節(jié)電子裝置。該調(diào)節(jié)電子裝置具有用于由所獲取的運行參數(shù)確定蓄電池單池的品質(zhì)因子的確定裝置并設(shè)置用于實施依據(jù)本發(fā)明的方法。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面提供一種機動車，其具有電機并且被設(shè)置具有依據(jù)發(fā)明的蓄電池，該蓄電池為電機提供電能。

本發(fā)明的優(yōu)點是實現(xiàn)通信成本的大幅降低。該優(yōu)點尤其通過多個蓄電池單池根據(jù)發(fā)明通過中央的控制信號的控制來實現(xiàn)。同時本發(fā)明允許蓄電池的高的可擴展性，這點此外通過使用根據(jù)本發(fā)明的品質(zhì)因子來確立。本方法實現(xiàn)兩階段式的控制，對于控制通過使用多個品質(zhì)因子優(yōu)選地實施局部或者單個匹配，其例如實現(xiàn)調(diào)節(jié)總蓄電池電壓，而不必將所有的單池電壓傳遞至中央的控制裝置和/或在那里分析關(guān)于下述的決定，即哪些蓄電池單池應(yīng)當接通至蓄電池組并且哪些蓄電池單池應(yīng)當跨接至蓄電池組。此外，由于通過品質(zhì)因子只需為了匹配調(diào)節(jié)單個參數(shù)，所以能夠以簡單且方便的方式對單個單池進行控制。根據(jù)任務(wù)能夠繼續(xù)獨立于蓄電池電壓的調(diào)節(jié)進行品質(zhì)因子的計算，這導(dǎo)致高的靈活性、速度和可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的改進，由計算函數(shù)得出每個品質(zhì)因子，該計算函數(shù)分別概括相關(guān)的蓄電池單池的多個運行參數(shù)。該運行參數(shù)能夠例如概括充電狀態(tài)、老化狀態(tài)、單池電壓、單池溫度、單池內(nèi)壓、蓄電池電流方向和/或一個或者多個其他的運行參數(shù)。在此運行參數(shù)能夠例如當前地即時確定或者以合適的間隔更新。