充电控制装置、电池组和电池组的充电控制方法与流程

本公开涉及充电控制方法以及执行该方法的充电控制装置和电池组。

背景技术：

1、可再充电电池或二次电池与仅提供化学材料到电能的不可逆转换的一次电池的不同之处在于，可再充电电池或二次电池能够重复地充电和放电。低容量可再充电电池用作诸如移动电话、笔记本计算机和摄像机的小型电子装置的电源，而高容量可再充电电池用作诸如使用用于电动车辆(ev)、混合动力车辆(hv)或者家庭或工业的大中型电池的能量储存系统(ess)或不间断电源(ups)系统的电源。

2、通常，二次电池包括：电极组件，包括正电极、负电极和介于正电极与负电极之间的隔膜；壳体，容纳电极组件；以及电极端子，电连接到电极组件。电解质溶液被注入到壳体中，以使得能够通过正电极、负电极与电解质溶液之间的电化学反应来对电池进行充电和放电。壳体的诸如圆柱形形状或矩形形状的形状可以取决于电池的用途。

3、可再充电电池可以用作由串联和/或并联连接的多个单元电池单体形成的电池模组，以例如为驱动混合动力车辆的电动机提供高能量密度。也就是说，电池模组通过根据适合于实现例如用于电动车辆的高功率可再充电电池的电量来将多个单元电池单体的电极端子互连而形成。一个或多个电池模组被机械地且电气地集成以构成电池组。

4、为了满足连接到电池组的各种耗电装置的动态功率需求，对电池功率输出以及充电的静态控制可能不是足够的。相应地，可以在电池组与耗电装置的控制器之间持续地或间歇地交换信息。该信息可以包括电池组实际的充电状态(soc)、潜在的电气性能、充电能力和内阻以及实际的或预计的电力需求或消费者盈余。

5、为了监测、控制和/或设置前面提及的参数，电池组可以包括控制电子器件。这些控制电子器件可以是电池组的重要部件，可以位于公共外壳中，或者可以是通过合适的通信总线与电池组进行通信的远程控制单元的一部分。这些控制电子器件可以在电池组中执行各种功能。

6、电池组的控制电子器件，例如，电池系统管理器(bsm)、电池管理系统(bms)、电池监测单元(bmu)或系统基础芯片(sbc)，可以由被它们所控制的电池组来供电。在这种方式下，可以省略用于控制电子器件的附加电源，从而降低对电池组的安装空间要求。然而，取决于电池组的输出电压，例如，诸如48v的高电压电池组可以适当地使用对输出电压的调节来向控制电子器件供电。

7、最近，随着配备有电池组的电动车辆或混合动力车辆的供应增加，越来越希望找到在提高电池组的充电速度的同时延长电池组的寿命的方法。因为电池组的充电速度与寿命彼此冲突，所以随着电池组的充电速度提高，电池组的劣化可能加速，并且电池组的寿命可能缩短。

8、因此，研究出一种在尽可能地抑制电池组的劣化的同时提高电池组的充电速度的方法可能是适宜的。

技术实现思路

1、实施例提供了一种可以在尽可能地抑制电池组的劣化的同时提高电池组的充电速度的充电控制方法以及用于执行该方法的充电控制装置和电池组。

2、一个或多个实施例提供了一种充电控制装置，该充电控制装置包括：储存装置，被配置为存储定义电池单体的容量上的变化与电压上的变化之间的相关性并且与电池单体的不同寿命状态和温度相对应的多个表；以及控制装置，被配置为基于电池模组的在充电开始时间点处的寿命状态和温度来从多个表中获得与电池模组的当前状态相对应的表，使用与电池模组的当前状态相对应的表和通过累积在充电过程中检测到的充电电流而获得的累积电流量来获得针对电池模组的预测电压值，并且根据将在电池模组中测量出的测量电压值与预测电压值进行比较的比较结果来控制充电电流。

3、多个表可以包括电池单体的电压相对于容量的微分值(dv/dq)，或者可以包括从该微分值(dv/dq)导出的值。

4、控制装置可以被配置为使用累积电流量和与电池模组的当前状态相对应的表来计算从充电开始时间点到当前时间点的电压变化量，并且通过将该电压变化量与在充电开始时间点处检测到的电池模组的充电开始电压值相加来获得预测电压值。

5、控制装置可以被配置为基于累积电流量来确定电池模组的在当前时间点处的充电状态(soc)，基于电池模组的在充电开始时间点处的充电开始充电状态(soc)和在当前时间点处的充电状态(soc)来从与电池模组的当前状态相对应的表中提取微分值(dv/dq)，并且使用从与电池模组的当前状态相对应的表中提取出的微分值(dv/dq)来计算电压变化量。

6、控制装置可以被配置为：如果预测电压值与测量电压值之间的差超过阈值，则减少充电电流。

7、控制装置可以被配置为：如果预测电压值与测量电压值之间的差小于阈值，则增加充电电流。

8、阈值可以包括单个值，或者可以包括具有上限值和下限值的范围。

9、控制装置可以被配置为从累积电流量中排除由于直流内阻(dcir)而引起的电流分量。

10、控制装置可以被配置为与充电装置通信，并且通过通信来控制从充电装置被施加到电池模组的充电电流。

11、一个或多个其他实施例提供了一种电池组，该电池组包括如上所述的充电控制装置以及包含多个电池单体的电池模组。

12、控制装置可以被配置为基于针对从多个电池单体当中选择的代表性电池单体在充电开始时间点处检测到的寿命状态和温度，来获得与电池模组的当前状态相对应的表。

13、代表性电池单体可以在多个电池单体当中具有最大劣化状态。

14、控制装置可以被配置为基于针对多个电池单体在充电开始时间点处检测到的寿命状态和温度的平均值，来获得与电池模组的当前状态相对应的表。

15、一个或多个其他实施例提供了一种电池组的充电控制方法，该方法包括：基于电池模组的在充电开始时间点处的寿命状态和温度，从定义电池单体的容量上的变化与电压上的变化之间的相关性并且与电池单体的不同寿命状态和温度相对应的多个表当中，选择与电池模组的当前状态相对应的表；通过累积在充电期间检测到的充电电流来获得累积电流量；使用该累积电流量和与电池模组的当前状态相对应的表，来获得针对电池模组的预测电压值；并且基于在电池模组中测量出的测量电压值和预测电压值，来控制充电电流。

16、多个表可以包括电池单体的电压相对于容量的微分值(dv/dq)，或者包括从该微分值(dv/dq)导出的值。

17、获得预测电压值可以包括：使用累积电流量和与电池模组的当前状态相对应的表，来计算从充电开始时间点到当前时间点的电压变化量；并且将该电压变化量与在充电开始时间点处检测到的电池模组的充电开始电压值相加。

18、计算电压变化量可以包括：基于累积电流量，来确定电池模组的在当前时间点处的充电状态(soc)；基于电池模组的在充电开始时间点处的充电开始充电状态(soc)和在当前时间点处的充电状态(soc)，来从与电池模组的当前状态相对应的表中提取微分值(dv/dq)；并且使用从与电池模组的当前状态相对应的表中提取出的微分值(dv/dq)，来计算电压变化量。

19、控制充电电流可以包括：如果预测电压值与测量电压值之间的差超过阈值，则减少充电电流。

20、控制充电电流可以包括：如果预测电压值与测量电压值之间的差小于阈值，则增加充电电流。

21、阈值可以包括单个值，或者包括具有上限值和下限值的范围。

22、获得累积电流量可以包括：累积充电电流；并且从累积电流量中排除由于直流内阻(dcir)而引起的电流分量。

23、根据实施例，具有在抑制电池组劣化的同时提高充电速度的效果。