用于对电池进行充电和运行的方法、设备以及这种设备的用途与流程

本发明涉及按照独立权利要求的前序部分的一种用于对电池进行充电和运行的方法、一种用来执行用于对电池进行充电和运行的方法的设备以及这种设备的用途。

背景技术：

1、为了实现电动汽车化，能重新充电的电池用于多次将化学能量转换成电能。为此，锂离子电池基于其相对而言低的自动放电以及相对高的能量密度而特别合适。这类锂离子电池具有典型地多个电池模块，这些电池模块又包括多个电池单池。

2、由文献de 102017210303 b3已知一种用于运行机动车辆中的电池的方法，其中，电池在其充电运行状态中利用快速充电装置来充电。当达到最大允许的充电温度时，则在此结束所述方法。

技术实现思路

1、按照本发明，提供了具有独立权利要求的特征部分的特征的一种用于对电池进行充电和运行的方法、一种用来执行用于对电池进行充电和运行的方法的设备以及这种设备的用途。

2、在按照本发明的方法中，电池在充电过程中被充电，其中，根据电池的在充电过程之后的能预先给定的运行状态来如此预先给定电池在充电过程期间的最大允许的预测性的充电温度，使得电池在随后的能预先给定的运行状态期间的最大运行温度小于或等于电池的最大允许的运行温度。

3、如果例如利用高速公路处的充电桩来对例如使用在电动车辆中的电池进行充电，并且能够预见到以高的负载和/或速度和因此与此伴随的高的热损耗继续进行电动车辆的在充电过程之后的行驶，那么在许多情况下、例如如果额外地必须对车辆客舱进行空气调节，则电动车辆的冷却功率并不足以引走由于高的负载和/或速度而增加地出现的热损耗。其结果是，会发生电动车辆的由热引起的向下调节(abregeln)。按照本发明的方法应该阻止这一点，其方式为：在考虑到所预测的随后的行驶特征和负载特征的情况下对最大允许的充电温度进行适配。

4、本发明的另外的有利的实施方式是从属权利要求的主题。

5、于是有利的是，在充电过程结束时不超过电池的最大允许的充电温度。

6、在充电过程期间，电池的温度由于基于电池的内阻所致的热损耗并且尤其在较高的充电功率的情况下而上升。电池的温度上升允许直至电池的最大允许的运行温度，直至而后较高的充电功率被向下调节，以便阻止超过最大允许的运行温度。需要对较高的充电功率进行向下调节以及对热损耗进行与此伴随地降低，因为设置用于电池的冷却系统的有效功率尤其例如在考虑到电动车辆的其他驱动组件的情况下会处于其极限值并且不再能够将足够的热量从电池引走。

7、而后，将电池的温度比如保持在最高该最大允许的运行温度直至充电过程结束。随着充电过程结束，电池的温度而后继续低于或者处于最大允许的运行温度。在该温度水平上而后开始电池的运行过程，例如呈电动车辆的与此随后的行驶的形式。由于相对高的电池温度，而后例如在继续行驶中会发生对输出功率的限制，以便在行驶期间也不超过最大允许的运行温度。需要对输出功率的这种限制，因为通过从电池提取能量也会产生电池中的损耗并且将会进一步加热该电池。

8、对于例如由于较高的速度、坡度、挂车运行或者高的外部温度所致的较高的负载的情况来说，普遍出现的问题是，冷却系统的有效功率不再足以尤其与例如车辆客舱或者乘员的另外的冷却要求相结合来引走长期地且持久地出现的损耗功率。于是对于前面所提及的情况而言，在充电过程之后仅有限的功率可供电池使用，并且对于驾驶员而言表现出对电动车辆的有效功率的能察觉的限制。这在超车过程中例如可能甚至是与安全相关的。为了反作用于这种状态，能够对整个冷却系统进行适配和增大，这伴随着显著的成本产生并且导致了空气换热器和空气入口的显著的变化或者对充电基础设施侧的额外的措施。车辆侧的措施又对车辆前部的设计具有显著影响。这种严重的变化能够利用按照本发明的方法来避免，其方式为：在结束充电过程时不超过电池的最大允许的充电温度，并且尽可能避免电池的受限的有效功率的情形。

9、进一步有利的是，根据电池的至少一个健康状态来确定电池的最大允许的充电温度。作为替代方案或附加方案有利的是，根据电池的充电状态来确定电池的最大允许的充电温度。

10、此外有利的是，在考虑到在充电过程期间的至少一个当前的充电功率的情况下来确定电池的最大允许的充电温度。作为替代方案或附加方案有利的是，在考虑到在充电过程期间的至少一个有待预期的充电功率或有待预期的充电功率走势的情况下来确定电池的最大允许的充电温度。此外有利的是，在考虑到电池中的在运行状态中的当前的热量产生的情况下来确定电池的最大允许的充电温度。作为替代方案或附加方案有利的是，在考虑到电池中的在运行状态中的有待预期的热量产生的情况下来确定电池的最大允许的充电温度。

11、此外有利的是，电池在运行状态中利用冷却装置来冷却，其中，在考虑到冷却装置的当前的最大可供使用的冷却功率的情况下来确定电池的最大允许的充电温度。作为替代方案或附加方案有利的是，电池在运行状态中利用冷却装置来冷却，其中，在考虑到冷却装置的有待预期的最大可供使用的冷却功率的情况下来确定电池的最大允许的充电温度。

12、这些措施提供的优点是，在充电过程结束时在电池中维持温度储备，从而在电池的与此随后的运行状态中不会由于剧烈的加载荷而可能超过电池的最大允许的运行温度。在考虑到车辆的所有另外的有待冷却的热源的情况下、在考虑到电池的最大可供使用的冷却功率、有待预期的充电功率走势和以及有待预期的热量产生的情况下实现这一点。由此确保了电池在充电过程之后的所期望的有效功率。

13、按照本发明的另外的方面提供了一种用来执行用于对电池进行充电和运行的方法的设备。

14、按照本发明的设备包括用于控制电池的充电过程的控制单元以及模拟单元。按照本发明规定了，模拟单元设计用于，根据电池的在充电过程之后的能预先给定的运行状态来获取电池在充电过程期间的最大允许的充电温度。

15、于是有利的是，模拟单元此外设计用于，在考虑到电池中的在运行状态中的当前的热量产生的情况下来获取电池的最大允许的充电温度。作为替代方案或附加方案有利的是，模拟单元此外设计用于，在考虑到电池中的在运行状态中的有待预期的热量产生的情况下来获取电池的最大允许的充电温度。

16、按照本发明的设备使用在至少部分地电驱动的车辆中。

技术特征：

1.用于对电池(30)进行充电和运行的方法，

2.根据权利要求1所述的方法，

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，

6.用来执行根据权利要求1至5中任一项所述的用于对电池(30)进行充电和运行的方法的设备，该设备包括：

7.根据权利要求6所述的设备，

8.根据权利要求6至7中任一项所述的设备(20)在至少部分地电驱动的车辆中的用途。

技术总结本发明描述了一种用于对电池(30)进行充电和运行的方法，其中，电池(30)在充电过程中(12)被充电。在此规定了，根据电池(30)的在充电过程(12)之后的能预先给定的运行状态(14)来如此预先给定电池(30)在充电过程(12)期间的最大允许的预测性的充电温度(T<subgt;1,max</subgt;)，使得电池(30)在运行状态(14)期间的最大运行温度(T<subgt;2,max</subgt;)小于或等于电池(30)的最大允许的运行温度(T<subgt;max</subgt;)。技术研发人员：H·布兰德斯,M·布勒赫勒,I·法耶受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29