[发明专利]用于控制针对电池管理系统的单池电流边界值的方法、电池管理系统

说明书

本发明涉及控制针对电池管理系统的单池电流边界值的方法，包括：针对测得温度确定针对不同时长的电池单池的平方参考电流；针对每个参考电流依据模型计算参考时间常数，模型借助持续电流计算单池电流的RMS值，持续电流对应充电或放电方向上不发生热损伤的最小电流；依据参考时间常数和平方参考电流针对每个温度构成关于参考时间常数和平方参考电流之间关系的图表；通过将单池电流的平方测量值与平方参考电流比较获知预测时间常数；基于持续电流、预测时长和预测时间常数计算单池电流的预测RMS边界值；基于预测RMS边界值计算针对短、长、持久预测时长的第一、第二、第三预测边界值；依据电池单池的最大允许温度和测得温度计算单池电流的附加RMS边界值。

技术领域

本发明涉及一种用于控制针对电池管理系统的单池电流边界值的方法。

本发明还涉及一种电池管理系统，该电池管理系统被设立用于执行根据本发明的方法。

本发明也涉及一种具有一个或多个电池单池的电池，该电池被设立用于执行根据本发明的方法，且/或该电池包括根据本发明的电池管理系统。

本发明此外涉及一种车辆，该车辆被设立用于执行根据本发明的方法，且/或该车辆包括根据本发明的电池管理系统和/或根据本发明的电池。

背景技术

正在变得明显的是，电驱动的机动车在未来将被更多地使用。在这类电驱动的机动车例如混动式车辆和电动车辆中使用可充电的电池，主要用以给电驱动装置供应电能。

由于存在不直接通过温度传感器监控的部件例如保险装置、继电器的过热或者电池单池的局部过热、和尤其集电器上及围绕集电器的密封材料上的过热的风险，所以电流的RMS值（平方均值，均方根Root Mean Square）是相关的。密封材料的过热在规律性地出现时会导致电池单池的泄露，该泄露然后会导致加速的老化。因为这直接与电池单池的损失功率相关联（P=Uloss I=RI²），所以该效应对可供使用的功率有直接影响且会缩短电池单池的寿命。

本发明的目标在于，在考虑电池单池的升温下计算充电方向和放电方向上的最大允许电流。

发明内容

提出一种用于控制针对电池管理系统的单池电流边界值的方法。电池管理系统在此被设立用于监控和控制电池。电池在此可以包括一个或多个串联或并联的电池单池。电池单池优选被构造为锂离子单池。

根据本发明，首先针对所测得的温度T_sens确定针对不同时长t_ref的电池单池的平方参考电流。在此，参考电流i_ref是在该测得的温度T_sens中针对相应的时长t_ref的最大允许单池电流。例如针对25℃的所测得的温度确定针对2s、10s和30s相应的时长t_ref的平方参考电流、、。当单池数据表中限定的温度例如是20℃和30℃时，如果该单池数据表允许，可以内插得出这些平方参考电流。

接着针对每个参考电流i_ref依据模型计算相应的参考时间常数τ_ref，该模型借助持续电流i_cont用于计算单池电流i_req的RMS值i_RMS，该持续电流对应充电方向或放电方向上不发生热损伤的最小电流。该模型的主要任务在于，针对从单池数据表中给出的时长，允许确定的电流。通过该模型以此对电流边界值的动态行为建模。例如当从单池数据表中得知150A的电流仅允许持续2s时，那么该电流必须允许2s或更少。为此，参考时间常数τ_ref被适配成，使得电流的边界值在2s或更早时达到。例如针对相应的参考电流i_ref2s、i_ref10s和i_ref30s计算出相应的参考时间常数τ_ref2s、τ_ref10s和τ_ref30s。