称的状态B四个电池单元Z1-Z4虽然都具有同样的21Ah的可充电的充电量，但是具有不同的充电状态，因为这些电池单元具有不同的容量。不管该不同的容量，现在该电池仍然能够完全充电，因为每一个电池单元在充电21Ah后都被充电到100%。相反如果图2中的电池单元借助一种基于充电状态的方法平衡，则它们将达到一种状态，在该状态下它们全部将具有相同的70 %的充电状态。但是在该状态下它们不能完全充电，因为这些电池单元具有不同的可充电的充电量。
[0056]图3中示出周期，它包括对称化、充电和放电。对其示范地表示该周期的两个电池单元Zl和Z2具有不同的容量。电池单元Zl具有50Ah的容量，而电池单元Z2具有80Ah的较大的容量。在图3中左边表示的状态下电池单元Zl具有42.5Ah的充电量，使得它的可充电的充电量为8.5Ah和它的充电状态为85%。具有较大容量的电池单元Z2当前具有60Ah的充电量，使得它的可充电的充电量为20Ah和它的充电状态为75%。
[0057]在基于充电状态的对称化S的情况下，使具有较大充电状态的电池单元ZI —直放电，直到电池单元Zl的充电状态相应于电池单元Z2的75%的较小的充电状态。可以看到，在对称化以后虽然充电状态各为75 %，但是可充电的充电量由于不同的容量而不相等。
[0058]在放电过程E后，在该过程中每一电池单元Zl或者Z2分别取出27.5Ah的充电量，电池单元Zl尚有20%的充电量，而电池单元Z2尚具有约超过40%的充电状态。由于该关于充电状态的明显的差在基于充电状态的方法的情况下进行另外的对称化S，其导致电池单元Z2取出16.5Ah的充电量，使得电池单元Z2在对称化以后同样具有20%的充电状态。
[0059]因为在后继的充电过程(以和放电过程E相似的方式)的情况下由于两个电池单元Z1、Z2的串联设置向电池单元Z1、Z2也始终仅能够充电相同的充电量，所以这两个电池单元在该充电过程后再次具有不同的充电状态，这又导致重新进行对称化。特别可从图3看出，电池单元Z2从而整个电池不能完全充电。
[0060]图4中左边表示图3中的相同的输出状态。因为根据本发明的方法不平衡充电状态，而平衡可充电的充电量Q_Max_Charge_Cell_X，所以电池单元Zl取出11.5Ah的充电量，由此两个电池单元都具有相同的20Ah的可充电的充电量。因此在两个电池单元都取出相同的20Ah的可充电的充电量的放电过程E后，两个电池单元一如既往地都具有相同的可充电的充电量40Ah。因此在充电过程L之前不需要另外的对称化，因为两个电池单元的状态在放电过程E后等于两个电池单元在放电过程L前的状态。
[0061]因为两个电池单元Zl、Z2在充电过程L前具有相同的可充电的充电量，所以两个电池单元在充电过程L中都充电到100%，使得电池单元Zl在充电过程L后具有50Ah的充电量和电池单元Z2具有80Ah的充电量。应该指出，这在根据现有技术知晓的基于充电状态的对称化中不可能。例如在每一个电池单元Z1、Z2中在第一对称化后(图3中左边)仅能够向每一个电池单元内充电12.5Ah，使得电池单元Z2仅具有72.5Ah (60+12.5)的充电量。
[0062]最后在图5中表示本发明的车辆10，它包括根据本发明的电池布置20。根据本发明的电池布置20在它那一方面包括具有四个电池单元Z1-Z4的电池1、控制部件2和检测部件3。检测部件从各电池单元Z1-Z4每次检测可充电的充电量并且将该可充电的充电量的值向控制部件2传输。控制部件2确定该可充电的充电量的最大值并且在平衡或者对称化中如此控制那些具有较小可充电的充电量的电池单元，使得这些电池单元一直放电，直到其可充电的充电量也相应于最大的可充电的充电量。
[0063]应该明确指出，本发明能够为任意数目的电池单元执行，虽然在附图中仅表示两个或者四个电池单元Z1-Z4。
【主权项】
1.用于操作车辆(10)的电池⑴的方法， 其中所述电池(I)包括多个电池单元(Z1-Z4)， 其中依赖于充电量(Q_Max_Charge_Cell_X)执行电池单元(Z1-Z4)的平衡(S)，和其中每一个充电量相应于在所述电池(I)的当前的状态下能够充入各电池单元(Z1-Z4)之一内的充电量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在平衡(S)后在每一个电池单元内可充入相同的充电量(Q_Max_Charge_Cell_X)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 在电池(I)的当前的状态下为每一个电池单元(Z1-Z4)确定可充电的充电量(Q_Max_Charge_Cell_X), 确定所述可充电的充电量的最大值，和 为平衡而使其可充电的充电量小于所述最大值的每一个电池单兀(Z1-Z4) —直放电，直到每一个电池单兀(Z1-Z4)的可充电的充电量都相应于所述最大值。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于， 为每一个电池单元确定目标充电状态，所述目标充电状态比所述电池单元的完全充电状态小预先规定的百分数， 在电池(I)的当前状态下为每一个电池单元(Z1-Z4)确定可充电的充电量(Q_Max_Charge_Cell_X), 在电池(I)的当前状态下为每一个电池单元(Z1-Z4)确定可供给的充电量，其中各电池单元(Z1-Z4)在其充电可供给的充电量时达到所述目标充电状态， 确定可供给的充电量的最大值，和 为平衡而使其可充电的充电量小于可供给的充电量的最大值的每一个电池单元(Z1-Z4) 一直放电,直到每一个电池单兀(Z1-Z4)的可充电的充电量至少都相应于所述最大值。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于， 当电池单元(Z1-Z4)的当前的充电量(Q_Charge_Cell_X)小于预先给定的最小充电量时或当当前的充电状态(SOC_Cell_X)小于预先给定的最小充电状态时，不对电池单元(Z1-Z4)充电以用于平衡。
6.用于车辆(10)的电池布置， 其中所述电池布置(20)包括具有多个电池单元(Z1-Z4)的电池(I)、控制部件(2)和检测部件⑶， 其中检测部件⑶构造用于作为值检测充电量(Q_Max_Charge_Cell_X)并且把这个值传递给控制部件(2)， 其中控制部件(2)构造用于依赖于所述充电量执行电池单元(Z1-Z4)的平衡，和其中每一个充电量相应于在电池(I)的当前状态下可充入各电池单元(Z1-Z4)之一内的充电量。
7.根据权利要求6所述的电池布置，其特征在于，所述电池布置(20)构造用于执行根据权利要求1-8之一所述的方法。
8.车辆，具有根据权利要求6或7所述的电池布置(20)。
【专利摘要】为操作车辆的具有多个电池单元(Z1-Z4)的电池(1)而依赖于充电量(Q_Max_Charge_Cell_X)执行电池单元(Z1-Z4)的对称化(S)。在这种情况下每一个充电量相应于在电池(1)的当前状态下可充入各电池单元(Z1-Z4)之一的充电量。
【IPC分类】H02J7-00, H01M10-44, G01R31-36, B60L11-18
【公开号】CN104604075
【申请号】CN201380031358
【发明人】S·德伦克尔福特
【申请人】大众汽车有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年5月22日
【公告号】DE102012011604A1, WO2013186021A2, WO2013186021A3