用于运行电池系统的方法、电池管理系统以及电池系统技术方案

用于运行电池系统的方法、电池管理系统以及电池系统。本发明专利技术涉及用于运行电池系统的方法，其包括高能量电池和高功率电池而且其能以高能量运行方式、以高功率运行方式以及以混合运行方式来运行，在高能量运行方式下只有所述高能量电池是活跃的，在高功率运行方式下只有所述高功率电池是活跃的，在混合运行方式下两个电池都是活跃的。根据控制参量将一个优先级分配给至少一个运行方式，其中控制参量由控制差形成，控制差被计算为在充电状态差与极限值之间的差，而且其中充电状态差被计算为在高功率电池的充电状态与高能量电池的充电状态之间的差。本发明专利技术也涉及用于实施按照本发明专利技术的方法的电池管理系统以及包括按照本发明专利技术的电池管理系统的电池系统。

A method for running a battery system, a battery management system, and a battery system

A method for running a battery system, a battery management system, and a battery system. The invention relates to a method for operating the battery system, which comprises a high energy battery and high power batteries with high energy and its operation mode, with high power operation and mixed operation mode to run in high power operation mode only the high energy battery is active, in high power operation mode only the high power battery is active, are active in the mixed operation mode of two batteries. According to the control parameters will be a priority assigned to at least one operation mode, the control parameter is controlled by the differential form, control difference is calculated as the difference in state of charge and the limit value of the difference between, and the state of charge is calculated as the difference between the state of charge charge state of the battery with high power and high energy battery difference. The invention also relates to a battery management system for implementing the method according to the present invention and a battery system including the battery management system according to the present invention.

【技术实现步骤摘要】
用于运行电池系统的方法、电池管理系统以及电池系统
本专利技术涉及一种用于运行电池系统的方法，所述电池系统包括高能量电池和高功率电池，而且所述电池系统能以高能量运行方式以及以高功率运行方式来运行，在所述高能量运行方式下只有所述高能量电池是活跃的，在所述高功率运行方式下只有所述高功率电池是活跃的。本专利技术也涉及一种用于运行这样的电池系统的电池管理系统以及一种包括这样的电池管理系统的电池系统。
技术介绍
电池系统、尤其是在电驱动车辆中的电池系统应被设计为使得所述电池系统能满足汽车制造商在能支配的能量与能调用的功率方面的要求。公知如下高能量电池，所述高能量电池具有比较大的存储容量并且因此可存储比较大的能量。此外还公知如下高功率电池，所述高功率电池可释放比较大的功率、例如以高电流的形式释放比较大的功率。高功率电池例如可以被实施为电容器。为了用这种能支配的电池来满足能量要求和功率要求，公知如下混合电池系统，所述混合电池系统具有由高能量电池和高功率电池构成的组合。这种混合电池系统需要一种运行策略，用于根据当前的负载情况、即在电动机式运行下以及在发电机式运行下操控所述高能量电池和所述高功率电池。例如，这样的混合电池系统能以高能量运行方式以及以高功率运行方式来运行，在所述高能量运行方式下只有所述高能量电池是活跃的，在所述高功率运行方式下只有所述高功率电池是活跃的。电池系统也包括一种电池管理系统，所述电池管理系统用于根据当前的负载情况操控所述高能量电池和所述高功率电池。对此，所述电池管理系统拥有如下相对应的软件，所述相对应的软件具有用于运行相对应的电池系统的方法。从US2014/0203633公知一种电池系统，所述电池系统包括用于驱动车辆的高能量电池和高功率电池。也描述了一种用于运行所述电池系统的方法，根据所述方法尤其根据所述高功率电池的充电状态来使所述高功率电池的充电过程或放电过程区分优先次序（priorisieren）。同样，从US2012/0025744公知一种电池系统，所述电池系统包括高能量电池和高功率电池。所述电池系统尤其能以高能量运行方式以及以高功率运行方式来运行，在所述高能量运行方式下使所述高能量电池放电，在所述高功率运行方式下使所述高功率电池放电。也设置有用于给所述高能量电池和所述高功率电池充电的运行方式。
技术实现思路
提出了一种用于运行电池系统、尤其是混合电池系统的方法，所述电池系统包括高能量电池和高功率电池，而且所述电池系统能以高能量运行方式、以高功率运行方式以及以混合运行方式来运行，在所述高能量运行方式下只有所述高能量电池是活跃的，在所述高功率运行方式下只有所述高功率电池是活跃的，在所述混合运行方式下两个电池都是活跃的。在此，有利地，所述电池系统能在电动机式运行下以及在发电机式运行下运行，在所述电动机式运行下，所述电池系统释放能量，在所述发电机式运行下，所述电池系统吸收能量。在此，有利地，所述电池系统在电动机式运行下以及在发电机式运行下都能分别以高能量运行方式、以高功率运行方式以及以混合运行方式来运行。在此，根据控制参量来将优先级分配给电池系统能以其来运行的至少一个运行方式。在此，该控制参量由控制差形成。控制差被计算为充电状态差与极限值之间的差。充电状态差被计算为高功率电池的充电状态与高能量电池的充电状态之间的差。在此，优选地，在发电机式运行下和在电动机式运行下分别设置一级优先级、二级优先级和三级优先级。因此，将所提及的三个优先级分配到所提及的三个运行方式在发电机式运行下以及在电动机式运行下是一对一的，即双射函数。所述极限值例如可以是恒定值。然而，已经被证明为有利的是：所述极限值可变并且与高能量电池的充电状态有关。所述极限值与所述高能量电池的充电状态的相关性尤其是能以特性曲线的形式来描述。所计算出的控制差可直接用作控制参量。但是，优选地通过给所述控制差配备滞后来形成所述控制参量。通过设置这种滞后，能避免在对优先级的分配之间的不符合期望的经常的变更。按照所述方法的一个有利的设计方案，首先检查哪个运行方式从整体上看适合于当前的负载情况。接着，电池系统以被判定为适合的运行方式来运行，最高的优先级被分配给所述被判定为适合的运行方式。例如，一级优先级可能会被分配给高能量运行方式。现在，如果例如在车辆的加速过程中从电池系统调用高功率，那么所述高能量电池也许不能提供所述高功率。因此，高能量运行方式对于这种负载情况来说被判定为不适合。然后，电池系统以另一运行方式来运行，所述另一运行方式被判定为适合，而且所有适合的运行方式中，最高的优先级被赋值给所述另一运行方式。按照所述方法的一个有利的设计方案，二级优先级始终被分配给与控制参量无关的混合运行方式。因此，高能量运行方式或高功率运行方式始终具有一级优先级。如果具有所述一级优先级的运行方式在当前的负载情况下被判定为不适合，那么剩余的运行方式中，所述混合运行方式始终具有最高的优先级。也提出了一种用于运行电池系统、尤其是混合电池系统的电池管理系统，所述电池系统包括高能量电池和高功率电池，而且所述电池系统能以高能量运行方式、以高功率运行方式以及以混合运行方式来运行，在所述高能量运行方式下只有所述高能量电池是活跃的，在所述高功率运行方式下只有所述高功率电池是活跃的，在所述混合运行方式下两个电池都是活跃的。在此，有利地，所述电池系统能在电动机式运行下以及在发电机式运行下运行，在所述电动机式运行下，所述电池系统释放能量，在所述发电机式运行下，所述电池系统吸收能量。在此，有利地，所述电池系统在电动机式运行下以及在发电机式运行下都能分别以高能量运行方式、以高功率运行方式以及以混合运行方式来运行。在此，电池管理系统包括至少一个优先级开关，用于根据控制参量将一个优先级分配到一个运行方式。所述电池管理系统也包括至少一个减法器，用于计算作为在充电状态差与极限值之间的差的控制差。所述控制差用于形成控制参量。此外，所述电池管理系统还包括充电状态减法器，用于计算作为在高功率电池的充电状态与高能量电池的充电状态之间的差的充电状态差。按照本专利技术的一个有利的设计方案，电池管理系统也包括至少一个特性曲线，所述至少一个特性曲线描述了极限值与高能量电池的充电状态的相关性。按照本专利技术的一个有利的设计方案，电池管理系统也包括至少一个滞后发生器。所述滞后发生器给控制差配备滞后，而且这样形成控制参量。也提出了一种电池系统，所述电池系统包括按照本专利技术的电池管理系统以及高能量电池和高功率电池。在此，所述高能量电池和所述高功率电池串联。有利地，按照本专利技术的方法、按照本专利技术的电池管理系统以及按照本专利技术的电池系统在电动车辆（EV）中、在混合动力车辆（HEV）中、在插电式混合动力车辆（PHEV）中、在轻型电动车辆（LEV）中或者在电动自行车（E-Bike）中得到应用。本专利技术的优点按照本专利技术的方法允许运行混合电池系统、尤其是在车辆中的混合电池系统，所述方法确保了对高能量电池和高功率电池的最优的操控。由此，尤其是，可以提高电池系统的效率并且借此提高车辆的航程以及电池系统的使用寿命。这意味着在经济和生态角度方面的进步。所述方法例如被设计用于如下电池系统，所述电池系统具有与功率电子装置连接的高能量电池和高功率电池的串联。尤其可以考虑具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行电池系统（10）的方法，所述电池系统（10）包括高能量电池（12）和高功率电池（14），而且所述电池系统（10）能以高能量运行方式（EG、EM）、以高功率运行方式（PG、PM）以及以混合运行方式（XG、XM）来运行，在所述高能量运行方式（EG、EM）下只有所述高能量电池（12）是活跃的，在所述高功率运行方式（PG、PM）下只有所述高功率电池（14）是活跃的，在所述混合运行方式（XG、XM）下两个电池（12、14）都是活跃的，其中，根据控制参量（GS、MS）将一个优先级（P1G、P1M、P2G、P2M、P3G、P3M）分配给至少一个运行方式（EG、EM、PG、PM、XG、XM），其中，所述控制参量（GS、MS）由控制差（SDG、SDM）形成，所述控制差（SDG、SDM）被计算为在充电状态差（DSOC）与极限值（LG、LM）之间的差，而且其中，所述充电状态差（DSOC）被计算为在所述高功率电池（14）的充电状态（SOC‑HP）与所述高能量电池（12）的充电状态（SOC‑HE）之间的差。

【技术特征摘要】
2016.05.03 DE 102016207578.01.一种用于运行电池系统（10）的方法，所述电池系统（10）包括高能量电池（12）和高功率电池（14），而且所述电池系统（10）能以高能量运行方式（EG、EM）、以高功率运行方式（PG、PM）以及以混合运行方式（XG、XM）来运行，在所述高能量运行方式（EG、EM）下只有所述高能量电池（12）是活跃的，在所述高功率运行方式（PG、PM）下只有所述高功率电池（14）是活跃的，在所述混合运行方式（XG、XM）下两个电池（12、14）都是活跃的，其中，根据控制参量（GS、MS）将一个优先级（P1G、P1M、P2G、P2M、P3G、P3M）分配给至少一个运行方式（EG、EM、PG、PM、XG、XM），其中，所述控制参量（GS、MS）由控制差（SDG、SDM）形成，所述控制差（SDG、SDM）被计算为在充电状态差（DSOC）与极限值（LG、LM）之间的差，而且其中，所述充电状态差（DSOC）被计算为在所述高功率电池（14）的充电状态（SOC-HP）与所述高能量电池（12）的充电状态（SOC-HE）之间的差。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述极限值（LG、LM）与所述高能量电池（12）的充电状态（SOC-HE）有关。3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，通过给所述控制差（SDG、SDM）配备滞后来形成所述控制参量（GS、MS）。4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，检查哪个运行方式（EG、EM、PG、PM、XG、XM）适合于当前的负载情况，而且其中，所述电池系统（10）以适当的运行方式（EG、EM、PG、PM、XG、XM）来运行，最高的优先级（P1G、P1M、P2G、P2M、P3G、P3M）被分配给所述适当的运行方式（EG、EM、PG、PM、XG、XM）。5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，根据所述控制参量（GS、MS）将二级优先级（P2G、P2M）分配给所述混合运行方式（XG、XM）。6.一种用于运行电池系统（10）的电池管理系统（20），所述电池系统（10）包括高能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：C沃尔，F克莱因，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE