[發(fā)明專利]用于機動車的電池、機動車和用于運行電池的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201680010669.6
• 申請日: 2016-02-15
• 公開（公告）號: CN107251266A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設計）人: M·辛特伯格;B·海倫塔爾
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10;H01M10/42;H02J7/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 金林輝,吳鵬

本發(fā)明涉及具有至少兩個相互相鄰設置的電池單體(10、12、14、16)的機動車電池(20)，其中，所述至少兩個電池單體(10、12、14、16)中的第一電池單體的邊界面(26)具有與第一驅控裝置(36)耦合的第一導電面(22)，所述至少兩個電池單體(10、12、14、16)中的第二電池單體的邊界面(28)具有與第二驅控裝置(36)耦合的第二導電面(24)。兩個導電面(22、24)相互電氣絕緣地設置并構成電容元件(C)，其中，驅控裝置(36)被設計為，通過在電容元件(C)中產(chǎn)生交變電場在所述至少兩個電池單體(10、12、14、16)中的第一電池單體與所述至少兩個電池單體(10、12、14、16)中的第二電池單體之間傳輸電能。本發(fā)明還涉及具有這種電池(20)的機動車以及用于運行這種電池(20)的方法。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于機動車的電池，該電池具有至少兩個相互相鄰地布置的電池單體。本發(fā)明還涉及一種具有這樣的電池的機動車。此外本發(fā)明還涉及一種用于運行這樣的電池的方法。

背景技術

鋰離子電池或鋰離子電池系統(tǒng)已經(jīng)由于其高能量和功率密度在移動蓄能器的幾乎全部領域中得以貫徹，無所謂是涉及摩托化自行車還是涉及電動工具、混合動力驅動車輛、電動車輛或甚至軌道應用。同時，鋰離子電池系統(tǒng)越來越多地用于靜止的蓄能系統(tǒng)。平面的荷電狀態(tài)-電壓特性曲線對于多個鋰離子單體或其單體化學制劑是特定的。然而在約10％以下荷電狀態(tài)(SoC)和90％以上荷電狀態(tài)的邊緣區(qū)域中電池單體的電壓水平非常快速地變化。各電池單體的電壓水平隨著時間可能彼此漂移開。這可以由于不同的效應、如例如不同的自放電速率、運行中不均勻的溫度或電池組中一些電池單體的提前老化或者由于不同的批次(由不同生產(chǎn)批次的供貨)來發(fā)生。由這樣的單體組組成的電池系統(tǒng)要求僅僅放電或充電至一個電池單體達到電壓的上或下閾值。電池管理系統(tǒng)(BMS)因此也具有如下任務，即抵抗電池中單體電壓的彼此漂移，人們在此稱為“平衡(Balancing)”。這用于，獲得電池或電池系統(tǒng)的完全可用的容量。

在沒有“單體平衡(Cell-Balancing)”的情況下在多單體電池系統(tǒng)中確定在總系統(tǒng)的容量上“最弱的”電池單體。“最弱的”電池單體再者確定，可以吸收或輸出多少能量。這特別是對于高電壓電池是重要的，其中為了實現(xiàn)相應的總電壓使多個電池單體串聯(lián)連接。車輛中的高電壓電池通常理解為具有大于60伏特的電壓的電池，視應用目的而定，所選擇的電壓可以為幾百伏特。當前大多數(shù)情況下，用于電池的電池管理系統(tǒng)如此設計，使得借助于無源電池單體平衡可確保，實現(xiàn)關于電池單體電壓或電池容量方面的協(xié)調。基于在電池中大多有非常多的電池單體串聯(lián)連接的這一事實，自然非常重要的是，在(串聯(lián)電路)所有電池單體雙向電流加載的情況下如果可能也相同地加載所有電池單體。

一種可能性在于：提供跨過每個單個的電池單體的阻性旁路，該旁路可以控制成，使得充電電流的任意份額在電池單體的旁邊被引導通過。在此不利的是，直至所有電池單體完全充電為止，此時不相稱地高的份額的充電能量被轉換為熱量，“平衡”由原理所決定地僅僅在充電運行中起作用，而在放電期間是不起作用的。在電池的待命狀態(tài)中也進行平衡，其可以導致電池的累進放電。由靜止應用已知有源的電荷平衡裝置，其也在放電運行中提供各個電池單體之間的均衡。該基于變壓器實現(xiàn)的直流/直流轉換器一方面需要昂貴的布線并且不僅導致較高的空間要求而且導致較高的質量，這特別是在移動式應用中變得明顯不利。

發(fā)明內容

因此本發(fā)明的任務在于，提供一種電池，其在小的電路技術成本和空間需求下實現(xiàn)內部電荷平衡。此外本發(fā)明的任務還在于，提供具有這樣的電池的機動車以及用于運行這樣的電池的方法。

該任務通過具有下述特征的電池和機動車以及方法來解決。