[发明专利]对串联连接的电池元件中的过度放电事件的响应

说明书

一种用于对串联连接的能量存储元件的异常充电事件进行识别并响应的系统和方法，包括电压测量和平衡系统，检测和降低能量存储系统的多个电池元件的电压电平之间的电压不平衡，其中电压测量和平衡系统使用第一检测模态以确定电压不平衡的存在，并且异常充电事件检测器使用不同于第一检测模态的第二检测模态针对异常充电事件监视多个电池元件。

技术领域

本发明总体上涉及充电电池组，尤其但并非排外地涉及充电电池组的串联元件的异常充电事件的检测和补救。

背景技术

该背景技术部分中所讨论的主题并不应当仅由于其在该背景技术中被提及就被假设为现有技术。类似地，在该背景技术中所提到或者与该背景技术的主题相关联的问题也并不应当被假设之前已经在现有技术中被认识到。该背景技术中的主题仅表示不同的方法，其中的内容以及其自身也可以构成发明。

出于本公开的目的，电池组是串联连接的电池元件。这些元件进而可以包括可充电能量存储单元的并联、串联或二者组合的集合，上述可充电能量存储单元通常是可重复充电的电池。所有这些单元共同存储用于该电池组的能量。串联连接的电池元件进而可以被细分为模块的集合，每个模块包括一个或多个串联连接的电池元件。

在许多情况下，电池组可以被视为提供用于操作的能量的整体单元。然而，为了实现这种处理，对单独的电池、串联元件和模块进行处理以实现所期望的平均整体效果。一个具体的问题在于，在个体的层面，串联元件并不相同并且存储不同数量的能量和/或以不同速率进行充电/放电。这些变化是自然的并且被预见到。在某些情况下，该变化可能导致异常变化。后者在这里被定义为异常充电状态，在异常充电状态中单独的串联元件(与一些阈值相比较)被过度充电或者过度放电。

锂离子电池的过度充电会直接或经由由于化学稳定性的下降而更容易受到的滥用而导致热逸散。当对包括多于一个的串联元件的电池组进行充电时，即使在电池组的电压并未指示过度充电时，串联元件电荷状态的初始不平衡也会导致串联元件中的一个或多个的过度充电。为了消除这种潜在的危险具有常规的解决方案，其监视串联元件电压并且在充电之前适当确保平衡。然而，由于异常充电事件可能的严重性，尤其是对于过度充电事件而言，在电压监视和平衡系统出现故障或者可能以其它方式而无法充分解决异常充电事件的情况下，期望有另外的用于在事件变得严重之前对电池组中的串联元件过度充电进行识别的系统。

需要一种用于识别串联连接的能量存储元件中的异常充电事件，并且对所检测到的异常充电事件作出适当响应的系统和方法。

发明内容

公开了一种用于识别串联连接的能量存储元件的异常充电事件并对其作出响应的系统和方法。提供本发明的以下发明概述以促成对与检测串联连接的元件的异常充电事件并对其作出响应相关的一些技术特征的理解，而并非意在作为本发明的完整描述。通过将全部说明书、权利要求、附图和摘要作为整体进行考虑能够获得对本发明各个方面的完整理解。本发明能够应用于除电动汽车之外的其它应用，诸如提供可再生能源生成(例如，太阳能和风力发电机)的能量时间变化的存储能量情形，应用于串联连接的能量存储元件的其它部署形式，并且可以被应用于其它电池化学。

一种用于具有多个串联连接的电池元件能量存储系统的异常充电事件检测器，包括数据获取系统，其耦合至多个串联连接的电池元件并且在该能量存储系统的操作期期间针对该多个串联连接的电池元件中的每个电池元件确定相关联的依赖于充电的参数；控制器，其耦合至该数据获取系统，从该相关联的赖于充电的参数建立该多个串联连接的电池元件中的每个电池元件的表征；其中该表征包括针对该操作期异常特征模式或针对该操作期的正常特征模式之一；并且其中在操作期期间每当所选择的一个电池元件的表征包括异常特征模式，该控制器针对该所选择的一个电池元件检测异常充电事件。