[发明专利]用于平衡电池组的方法和系统

权利要求书

1.一种用于平衡电池组(7a)的方法，所述电池组包括串联连接的多个电池单体(C1-C3)，其中，每个电池单体(C1-C3)关联于与所述电池单体(C1-C3)并联连接的电阻器(R1-R3)，并且其中，每个所述电阻器(R1-R3)与连接到控制单元(8)的可控开关(S1-S3)串联联接，所述方法包括：

-选择性地接通和断开所述开关(S1-S3)，以启动相应的电池单体(C1-C3)的放电；

-由此，将所述电池单体(C1-C3)相对于所述电池组(7a)中的其它单体进行平衡，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a)限定(15)指示每个开关(S1-S3)的断开状态或接通状态的控制变量(u)；

b)至少部分地基于因根据所述控制变量控制所述开关(S1-S3)而导致的所述电池组(7a)的电流损失来确定成本，其中所述成本是通过执行并最小化成本函数来确定的，所述成本函数限定因给定的控制变量而导致的所述电流损失和所述电池组(7a)的平衡状态(SoB)之间的关系；

c)将步骤a)和步骤b)重复预定的次数；

d)选择(16)使得所述成本最小化的控制变量；和

e)基于所选择的控制变量启动(17)所述平衡。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

-对于所述电池组(7a)中的每个电池单体(C1-C3)，计算所述电流损失和作为整个电池组(7a)的平衡状态(SoB)的函数的值的总和；以及

-基于所述电池组(7a)的所有单体中的、所述总和最低的单体来选择所述控制变量。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

-基于所述电池组(7a)中的具有最高荷电状态(SoC_max)的单体与所述电池组(7a)中的具有最低荷电状态(SoC_min)的单体之间的差来计算所述平衡状态(SoB)。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

-将所述控制变量(u)限定(15)为二进制向量的形式，所述二进制向量的每个位元指示所述电池组(7a)中的一个相应开关(S1-S3)的状态。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

-在所述步骤a)中，通过仅使用具有高荷电状态(SoC)的那些电池单体来限定(15a)所述控制变量(u)。

6.一种用于平衡电池组(7a)的系统，所述电池组(7a)包括串联连接的多个电池单体(C1-C3)，其中，每个电池单体(C1-C3)关联于与所述电池单体(C1-C3)并联连接的电阻器(R1-R3)，并且其中，每个所述电阻器(R1-R3)与连接到控制单元(8)的可控开关(S1-S3)串联联接，所述控制单元(8)被构造为选择性地接通和断开所述开关(S1-S3)，以启动相应的电池单体(C1-C3)的放电，由此将所述电池单体(C1-C3)相对于所述电池组(7a)中的其它单体进行平衡，其特征在于，所述控制单元(8)被构造用于：a)限定(15)指示每个开关(S1-S3)的断开状态或接通状态的控制变量(u)；b)至少部分地基于因根据所述控制变量控制所述开关(S1-S3)而导致的所述电池组(7a)的电流损失来确定成本，其中所述控制单元(8)被构造用于执行并最小化成本函数，所述成本函数限定所选择的电池单体的所述电流损失和所述电池组(7a)的平衡状态(SoB)之间的关系，所述平衡状态是电池单体的最高荷电状态(SoC)值和最低荷电状态(SoC)值之间的差；c)将步骤a)和步骤b)重复预定的次数；d)选择(16)使得所述成本最小化的控制变量；和e)基于所选择的控制变量来启动(17)所述平衡。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制单元(8)包括单体平衡模块(8b)，所述单体平衡模块(8b)被构造用于：对于所述电池组(7a)中的每个电池单体(C1-C3)，计算所述电流损失和作为整个电池组(7a)的所形成的平衡状态(SoB)的函数的值的总和；以及选择以下的单体，该单体的相关联的开关(S1-S3)应被接通且该单体的所述总和在所述电池组(7a)的所有单体中最低。