[发明专利]用于运行可充电的电池组电池的方法和电池组控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行可充电的电池组电池、特别是锂离子电池组电池的方法。本发明还涉及一种电池组控制设备。

背景技术

电能能够借助电池组来存储。电池组将化学反应能转化为电能。在此，区分成一次电池组和二次电池组。一次电池组仅仅是一次性功能能力的，而也称为蓄电池的二次电池组可以重复充电。电池组在此包括一个或多个电池组电池。

在蓄电池中特别是使用所谓的锂离子电池组电池。锂离子电池组电池的特征特别是在于高的能量密度、热稳定性和极小的自放电。锂离子电池组电池特别是应用于机动车中，特别是应用于电动车辆（Electric Vehicle，EV）、混合动力车辆（Hybride Electric Vehicle，HEV）以及插电式混合动力车辆（Plug-In-Hybride Electric Vehicle，PHEV）中。

锂离子电池组电池具有也称为阴极的正电极和也称为阳极的负电极。阴极以及阳极包括各一个集流体，活性材料被施加到该集流体上。阴极的活性材料例如是金属氧化物。阳极的活性材料例如是硅。但是石墨作为阳极的活性材料也流行起来。

锂原子换入到阳极的活性材料中。在运行电池组电池时、即在放电过程中，电子在外部电流回路中从阳极流至阴极。在电池组电池内，锂离子在放电过程中从阳极迁移至阴极。在此，锂离子可逆地从阳极的活性材料中换出，这也称为去锂化。在电池组电池的充电过程中，锂离子从阴极迁移至阳极。在此，锂离子又可逆地换入到阳极的活性材料中，这也称为锂化。

电池组电池的电极薄膜状地构造并且在中间插入将阳极与阴极分离的隔离物的情况下被缠绕成电极卷。这样的电极卷也称为Jelly卷。电极也可以相叠地层堆成电极堆。

电极卷或电极堆的两个电极借助集电体与电池组电池的也称为端子的极电连接。电池组电池通常包括一个或多个电极卷或电极堆。电极和隔离物由通常液态的电解质包围。电解质对于锂离子是能够传导的并且能够实现锂离子在电极之间的传输。

由结构类型决定地，每个电池组电池具有极限电压。在充电过程中轻微超出极限电压可能导致电池组电池的更快的老化。在充电过程中强烈超出极限电压可能导致电池组电池的过热，伴随着燃烧或爆炸。

用于可充电的电池组模块的充电以及充电状态的平衡的方法例如从DE 10 2013 204 346 A1中已知。

用于运行、特别是用于充电和放电车辆中的可充电的电池组的方法在JP 2012-200048 A中公开。

在WO 2014/057802 A1中已知一种用于运行车辆中的电池组电池、特别是借助回收来给其充电的方法。

发明内容

提出一种用于运行可充电的电池组电池的方法，其中

- 执行电池组电池的第一电压的第一测量，

- 执行第一电压与第一极限电压的第一比较，

- 当第一电压小于第一极限电压时，执行电池组电池的充电过程，

- 执行电池组电池的第二电压的第二测量，

- 执行第二电压与第二极限电压的第二比较，

- 当第二电压大于第二极限电压时，执行电池组电池的放电过程。

在此，第一极限电压大于第二极限电压。第二极限电压在此对应于电池组电池的通常的运行电压或通常的标称电压。

电池组电池特别是锂离子电池组电池。但是，根据本发明的方法也可以应用于其他类型的电池组电池。

当第一电压大于或等于第一极限电压时，执行电池组电池充电的中断。由此防止电池组电池的过热。

当第二电压小于或等于第二极限电压时，执行电池组电池放电的中断。这特别是当在已经导致电池组电池的过充电的充电过程之后立即由耗电器提取能量时出现，由此降低电池组电池的电压。

在充电过程和第二电压的第二测量之间有利地设置等待时间。等待时间优选地处于几毫秒直至几秒的范围内。所述等待时间预先确定，电池组电池的短时间的过充电可以持续多长时间。

在市售的锂离子电池组电池的情况下，第一极限电压优选地在4.3伏特和4.35伏特之间。在市售的锂离子电池组电池的情况下，第二极限电压优选地在4.15伏特和4.2伏特之间。因此，第一极限电压大于第二极限电压。

根据本发明的方法能够特别有利地应用于车辆中。特别是在车辆中进行通过回收的充电过程。这意味着，在车辆的制动过程中将制动能转化为电能并且反馈到电池组电池中。但是也可以设想根据本发明的方法的其他应用。

还提出一种电池组控制设备，其被设计用于执行根据本发明的方法。