[发明专利]均衡方法

说明书

披露了一种用于对电气系统(1)的蓄电装置的电池(2)的单体均衡(20‑35)进行控制的方法，该方法包括针对每个子组来均衡具有要均衡的最大电荷量的单体与所选择的单体。

技术领域

本发明涉及一种用于均衡蓄电装置的电池的单体的方法。

特别地，本发明涉及对电动车辆或混合动力车辆的电池的管理。

背景技术

电动车辆、混合动力车辆或甚至可充电的混合动力车辆包括蓄电装置的、由串联和/或并联的大量单体形成的电池。

虽然在蓄电装置的电池中，所有的单体都具有类似于其他单体的特性，但是仍然存在尤其是物理离差或差异，比如以安培小时(Ah)为单位的容量离差和以欧姆(Ω)为单位的电阻离差。一般来说，这些单体状态也会发生暂时离差，比如荷电状态(SOC)和/或温度的差异。

随着时间的推移和电池的使用，所有这些物理离差和状态差异都会导致单体发生程度不同的老化。单体老化速率的这种差异导致单体之间的健康状态(SOH)有所不同。

然而，由于电池的总可用容量会直接受到影响，因此串联安装的单体之间荷电状态的任何差异都是限制性参数。具体地，单体之间的电荷差异越大，电池的总可用容量减少得越多。因此，这对电动车辆的续航里程具有负面影响。

这就是需要定期均衡单体的原因。均衡由电池管理系统(BMS)直接且独立地执行。

在大多数情况下，这是所谓的“耗散”均衡(也称为“被动”均衡)的问题，其主要在于通过使得单体放电到电阻器中以使其达到目标荷电状态(通常为具有最低荷电状态的单体的SOC)，从而均衡单体的荷电状态。

当均衡电路的尺寸合适时(即当均衡电流充足时)，并且当定期使用均衡策略时，单体之间的荷电状态的离差会保持在低于给定的阈值。该阈值尤其取决于单体电压的测量精度。

然而，只能在车辆操作期间激活这种均衡策略。

因此，这些策略无法在较长驻车阶段期间避免单体失衡。

另外，众所周知，常规的单体均衡并不是设计为在驾驶阶段期间为电动车辆均衡足够数量的安培小时。

因此，举例来说，在常规均衡的情况下并且对于2.5V的标称单体电压以及130欧姆的均衡电阻器，如果考虑到机动车辆的用户简档为每月使用25天、在最坏的情况下每天通勤20分钟并且每月充电1小时20分钟，则在这种精确的情况下，在考虑单体为140Ah的情况下，主动均衡将只能够重新均衡0.064423077Ah而需求为0.7Ah。

因此，为了能够确保无论机动车辆的使用简档如何单体都是均衡的，有必要部署在机动车辆睡眠时实施的独立均衡策略。所谓的睡眠意指关闭机动车辆并关闭其计算机的状态。

目的进一步在于不从车辆的车载供电电网汲取电力，因为需要在包括BMS在内的所有计算机都睡眠的情况下执行该操作。

因此，需要一种用于均衡单体的独立方法，该方法在机动车辆睡眠时发挥作用，并且不会导致单体过热或过放电。

文献US 2018/0354387 A1在现有技术中是特别已知的，其描述了一种用于在机动车辆睡眠时均衡电池单体的方法，该方法实施独立的集成电路，比如专用集成电路(ASIC)。然而，所描述的方法效率相对较低，并且不能优化机动车辆的续航里程。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种独立且优化的单体均衡解决方案，该解决方案在机动车辆睡眠时发挥作用，并且既不会导致电池或其管理单元过热，也不会导致单体过放电。

为此，提供了一种用于对电气系统的蓄电装置的电池的单体的均衡进行控制的方法，该电气系统包括主管理单元和多个独立的从设备，