[发明专利]用于确定蓄电池模块的损耗状态的方法、蓄电池管理系统、多相蓄电池系统和机动车

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定蓄电池模块的损耗状态的方法，该蓄电池模块包括至少一个蓄电池单池，例如锂离子蓄电池单池，如其应用于电动车辆或者混合动力车辆的牵引蓄电池中，即应用在具有至少部分地或者有时电驱动的车辆中。在此本发明还涉及一种机动车和一种蓄电池管理系统。

背景技术

由于优化的存储容量、更频繁的再充电性和更高的能量密度，蓄电池得到越来越广泛的使用。具有更小的能量存储容量的蓄电池例如为小的便携电子设备，如移动电话机、笔记本电脑、摄像机之类所使用，而具有更高容量的蓄电池被用于作为运行混合动力车辆或者电动车辆等的能量源或者作为静态蓄电池。

蓄电池例如能够通过串联连接的多个蓄电池模块来构造，其中也有部分蓄电池模块并联连接且这些蓄电池模块能够由串联和/或并联连接的多个蓄电池单池组成。

多相蓄电池系统尤其适用于驱动混合动力车辆或者电动车辆的发动机，其也被称作蓄电池直接逆变器(BDI)。多相蓄电池系统包括至少两个并联连接的蓄电池模块线路，每个蓄电池模块线路包括一个或者多个串联连接的蓄电池模块。在此这些蓄电池模块具有耦合单元且在其帮助下能够单独地电连接和电分离，同时可以在正极连接和负极连接之间进行选择。在此通过相应地连接和分离模块能够使用该多相蓄电池系统，以产生多个相互相位延迟的交流电压。在相应的设置中例如能够使三个正弦曲线相接近且产生相互相位延迟的交流电压特征，这些交流电压特征能够直接用于驱动电动发动机或者混合动力发动机。

蓄电池管理系统被用于蓄电池管理，例如用于对多个模块的基本控制，用于提高蓄电池的安全性，用于提高效率和用于延长多个蓄电池模块以及由多个蓄电池模块构成的蓄电池系统的使用寿命。蓄电池管理系统的一个任务是确定蓄电池模块的当前状态。在此为此所使用的信息有例如阻抗、蓄电池模块或者包含在蓄电池模块中的多个蓄电池单池的欧姆电阻，其中阻抗取决于多个蓄电池单池的充电状态、温度和老化程度。

根据现有技术进行附属的蓄电池的正常运行以外的测量。例如在ISO 12405中提出，以秒范围内的时间间隔为待测试的蓄电池施加脉冲状的充电电流和放电电流且测量电流脉冲前或后的蓄电池上的电压。于是得出该阻抗为所测的电压差与电流脉冲的强度的比例。

发明内容

根据本发明提出了一种用于确定蓄电池模块的损耗状态的方法。该方法包括根据多个电流强度的测量确定欧姆内阻，其中该蓄电池模块与至少一个另外的蓄电池模块串联地电正向或者负向连接地或能够与至少一个另外的蓄电池模块电地分离。该方法的特征在于，该方法包括分离蓄电池模块和测量所分离的蓄电池模块的多个电流强度。

在此通过确定蓄电池模块的损耗状态不会损害该至少一个另外的蓄电池模块的其他应用。

因此在一个实施方式中执行该方法，在使用蓄电池模块和该至少一个另外的蓄电池模块时蓄电池模块被分离以产生交流电压。

该方法能够包括电的阻抗光谱。

该电的阻抗光谱能够包括为蓄电池模块施加电压调制。从而该方法能够包括根据所测得的多个电流强度来确定由于电压调制的电流强度调制。那么为了确定蓄电池模块的欧姆内阻能够设置电压调制与电流强度调制的比值。于是能够通过相位修正轻易地确定该欧姆内阻。

因此在一个实施方式中，该电压调制在电的阻抗光谱的范围内这样进行变化，使得电压调制和所确定的电流强度调制之间的相位延迟变为零。于是该欧姆内阻能够被确定为电压调制与电流强度调制的商。

测量多个电流强度能够导致蓄电池模块的不同的充电状态。

通过测量电流强度能够确定表征蓄电池模块的电化学过程特征的时间常数。与至少一个预先确定的时间常数的比较使得能够尤其准确地确定蓄电池模块的损耗状态。

此外本发明还涉及一种用于蓄电池模块线路的蓄电池管理系统，该蓄电池模块线路具有至少两个能够串联地正向或负向电连接和单独电分离的蓄电池模块，其中该蓄电池模块组适用于通过连接和分离该蓄电池模块来产生交流电压。此外该蓄电池管理系统包括用于测量多个蓄电池模块电流强度的装置和用于向蓄电池管理系统传输所测得的多个电流强度的装置。其中该蓄电池管理系统设置为，使用一个或至少两个蓄电池模块的蓄电池强度来确定一个或者至少两个蓄电池模块的损耗状态，该蓄电池强度在为了产生交流电压进行分离一个或者至少两个蓄电池模块的期间被传输。