對車輛中使用的電池組電池再充電的方法和充電調節器技術

本發明專利技術涉及對車輛中使用的電池組電池再充電的方法和充電調節器。在該方法中給電池組電池分配充電狀態，并且再充電被調節，使得施加在電池組電池上的電壓(1)最大采用所確定的電壓閾值，其中該電壓閾值不僅通過預定的穩態電壓閾值(2)而且通過預定的暫態電壓閾值(3)來確定。在此，暫態電壓閾值(3)大于穩態電壓閾值(2)。在此，再充電被調節，使得依賴于電池組電池的充電狀態要么穩態電壓閾值(2)有效要么暫態電壓閾值(3)有效。此外，本發明專利技術涉及一種用于調節牽引電池組的再充電的充電調節器，該充電調節器被構造用于實施根據本發明專利技術的方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種對車輛中使用的電池組電池進行再充電的方法，其中給電池組電池分配充電狀態，并且再充電被調節，使得施加在電池組電池上的電壓最大采用所確定的電壓閾值。此外，本專利技術涉及一種用于調節牽引電池組的再充電的充電調節器。
技術介紹
在現有技術中，在許多設計方案中已知用于對電池組電池進行再充電的方法。所述電池組電池是二次電池，也就是說蓄電池。尤其由于比較高的能量密度，優選地鋰離子電池在車輛中被用作電池組電池。目前，這些鋰離子電池尤其在2V與4.2V(V:伏特)之間的電壓范圍中運行。在此，這些電壓范圍尤其由現有的安全要求和使用壽命要求而得到。超過這些電壓范圍導致更快的老化并且由此導致電池組電池的更少的預期壽命。在許多電池組電池中，特別是充電功率與放電功率相比明顯更小，并且因此在認證周期(Zertifizierungszyklen)中導致更少的再生功率，并且因此最終導致至少部分地以電動方式運行的車輛的更少的有效距離。通過對施加在電池組電池上的電流和電壓的合適的調節或控制而對電池組進行再充電。本專利技術尤其涉及一種用于對電池組電池進行再充電的方法，在混合動力車輛、插電式混合動力車輛或電動車輛中，這些電池組電池被構造用于提供為了運行、尤其是為了驅動所需的能量。用于對在車輛中使用的電池組電池進行再充電的方法例如由文獻DE 10 2008008 238 Al已知。在該文獻中，公開了一種用于混合驅動裝置借助內燃機、電機、電池組和至少一個控制器的充電策略的方法，其中用于電池組的不同的充電和放電函數被保存在控制器中，并且該控制器依賴于不同的輸入變量選擇不同的充電或放電函數之一。此外，由文獻DE 10 2005 044 268 Al已知用于控制或調節在具有混合驅動裝置的車輛中的蓄能器的充電狀態或能量流動的方法和設備，借助該方法和該設備，混合驅動裝置的效率應得到改進。此外，由文獻DE 198 49 055 C2已知一種用于控制牽引電池組的充電狀態的方法。在該文獻中公開了當上充電狀態分散值超過能預給定的充電降低界限值時，降低允許的充電功率。
技術實現思路
在此背景下，本專利技術的任務是，尤其是如下改進用于對在車輛中使用的電池組電池進行再充電的方法，即，在行駛運行中再生的能量、尤其是通過制動過程再生的能量改進地輸送給電池組電池，并且因此有利地能夠借助車輛在利用通過電池組電池提供的能量的情況下實現更高的有效距離。為了解決該任務，建議一種用于對在車輛中使用的電池組電池進行再充電的方法，其中給電池組電池分配充電狀態，并且再充電被調節，使得施加在電池組電池上的電壓最大采用所確定的電壓值，該電壓值不僅通過預定的穩態電壓閾值而且通過暫態電壓閾值來確定，其中暫態電壓閾值大于穩態電壓閾值，并且其中再充電被調節，使得依賴于電池組電池的充電狀態要么穩態電壓閾值有效要么暫態電壓閾值有效。也就是說，再充電被調節，使得施加在電池組電池上的電壓依賴于當前有效的電壓閾值最大采用穩態電壓閾值或暫態電壓閾值。由此，有利地提供了如下可能性，即，代替穩態電壓閾值而將暫態電壓閾值至少暫時作為電壓施加到電池組電池上，并且因此，與在至多將穩態電壓閾值作為最大的電壓施加在電池組電池上時相比，更強地提高電池組電池的充電狀態。優選地給電池組電池分配所謂的SOC(SOC !State of Charge (充電狀態)作為充電狀態，該SOC以百分數提供關于充電狀態的信息。因此，最大的SOC為100%。根據本專利技術規定的再充電的調節尤其也包括再充電的控制。尤其規定，構造并使用根據本專利技術的用于對在車輛中使用的鋰離子電池進行再充電的方法。為了確保在車輛中使用的電池組電池在預給定的電壓范圍之內運行并且電池組電池穩定地不超過例如4.2伏特的最大的電壓，根據本專利技術的方法有利地規定，確定穩態電壓閾值。尤其在充電站處對電池組電池進行再充電時，該穩態電壓閾值有效。為了防止超過穩態電壓閾值，尤其規定了，監控并限制S0C，例如限制在O %至90 %之間的值之內。本專利技術充分利用的是，在許多電池組電池中，充電功率與放電功率相比明顯更小，并且因此可以給電池組電池輸送更少再生能量。本專利技術通過以下方式解決該問題:在行駛運行期間提高充電功率。這有利地通過確定大于穩態電壓閾值且暫時代替穩態電壓閾值而有效的暫態電壓閾值來進行。在暫態電壓閾值有效時，施加在要充電的電池組電池上的電壓可以有利地采用高于穩態電壓閾值但不超過暫態電壓閾值的值。優選地，暫態電壓閾值位于穩態電壓閾值之上0.3%至20%之間，特別優選地位于穩態電壓閾值之上2%至15%之間。尤其規定了，在行駛運行中借助再生能量進行再充電時，暫態電壓閾值代替穩態電壓閾值而有效，使得在行駛運行中借助再生能量進行再充電時，施加在電池組電池上的電壓最大可以被提高到暫態電壓閾值。例如規定了，在鋰離子電池的情況下，穩態電壓閾值為4.2V而暫態電壓閾值為4.3V。由此，在借助再生能量進行再充電時，尤其在再生制動時，可以有利地更快地提高電池組電池的充電狀態。在此，尤其在脈沖期間，特別是在行駛運行中在再生制動過程中規定了分別施加在電池組電池上的電壓的提高。尤其規定了，在根據本專利技術的方法中，測定電池組電池的充電狀態的瞬時值、優選地當前的S0C，其中再充電被調節，使得當充電狀態的瞬時值位于預定義的充電狀態閾值之下時，暫態電壓閾值有效。由此，有利地確保，電池組電池不由此過早老化，在高充電狀態下，高電壓施加在電池組電池上。優選地，預定義的充電狀態閾值小于最大充電狀態的80%，特別優選地小于最大充電狀態的70%。尤其規定了，充電狀態閾值相應于小于80%的S0C，優選地70%的S0C。在遵循這些充電狀態閾值的情況下，有利地提供了對適用于電池組電池的安全要求和使用壽命要求的遵循。本專利技術的另一有利的設計方案規定，測定并監控電池組電池的空載電壓(0CV ;OCV:Open Circuit Voltage (開路電壓))，其中再充電被調節，使得當空載電壓達到和/或超過預定義的最大允許的空載電壓時，穩態電壓閾值有效。因此，有利地確保，空載電壓不超過最大允許的電壓。由此，進一步確保，沒有太高的電壓被施加在電池組電池上，并且因此有利地抵抗電池組電池的過早老化。尤其規定了，測定電池組電池的充電狀態的瞬時值，尤其是當前的SOC，并且由充電狀態的該瞬時值測定電池組電池的空載電壓。這尤其可以借助空載電壓模型來進行，該空載電壓模型給確定的SOC分配確定的空載電壓。有利地在利用查找表(Look-Up-Table)的情況下進行SOC值向空載電壓值的分配。根據本專利技術的另一有利的設計方案，以測量技術的方式檢測分別施加在電池組電池上的電池組電池電壓。此外，有利地測定在相應的電池組電池的內阻上降落的內阻電壓。于是，有利地由電池組電池電壓與內阻電壓的差測定空載電壓。因此，以替代于經由SOC測定空載電壓的方式進行空載電壓的這種測定。在此，電池組電池電壓相應于施加在電池組電池上的實際電壓。優選地在利用電池監控單元的情況下，尤其在利用電池監控電路(CellSupervising Circuits，CSCs)的情況下，有利地通過以測量技術的方式檢測電池組電池電流來進行內阻電壓的測定，其中由電池組電池電流和用于電池的內阻的值測定在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于對車輛中使用的電池組電池進行再充電的方法，其中給電池組電池分配充電狀態，并且再充電被調節，使得施加在電池組電池上的電壓(1)最大采用所確定的電壓閾值，其特征在于，所述電壓閾值不僅通過預定的穩態電壓閾值(2)而且通過預定的暫態電壓閾值(3)來確定，其中所述暫態電壓閾值(3)大于所述穩態電壓閾值(2)，并且其中再充電被調節，使得依賴于所述電池組電池的充電狀態要么所述穩態電壓閾值(2)有效要么所述暫態電壓閾值(3)有效。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：F·施蒂姆，
申請(專利權)人：羅伯特·博世有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE