Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems (10), das mehrere Batteriepacks (2, 2a, 2b) umfasst, die parallel miteinander verschaltet sind und jeweils eine Batteriesteuereinheit (6, 6a, 6b) zur Steuerung und Überwachung des entsprechenden Batteriepacks (2, 2a, 2b) und eine Schalteinheit (8, 8a, 8b) zum Ein- und Ausschalten des entsprechenden Batteriepacks (2, 2a, 2b) aufweisen, wobei die Schalteinheiten (8, 8a, 8b) jeweils mehrere Schaltzustände des entsprechenden Batteriepacks (2, 2a, 2b) ermöglichen, die jeweils mit einer Zustandsnummer beziffert sind. Das Verfahren umfasst nachfolgende Schritte: - Auswählen einer der Batteriesteuereinheiten (6, 6a, 6b) als Master-Batteriesteuereinheit, während die anderen Batteriesteuereinheiten (6, 6a, 6b) jeweils als Slave-Batteriesteuereinheit bezeichnet werden; - Festlegen einer Anzahl N an verfügbaren Batteriepacks (2, 2a, 2b); - Übermitteln von Zustandsinformationen der jeweiligen Batteriepacks (2, 2a, 2b) an die Master-Batteriesteuereinheit; - Berechnen von Ausgleichsströmen für jede Kombination der Schaltzustände der Batteriepacks (2, 2a, 2b), die zwischen den Batteriepacks (2, 2a, 2b) im Falle der jeweiligen Kombination fließen, anhand der Zustandsinformationen und eines Modells für das Batteriesystem (10) zusammengesetzt aus den Batteriemodellen (20, 20a, 20b) der jeweiligen Batteriepacks (2, 2a, 2b); - Berechnen von Lade- und Entladestromgrenzen des Batteriesystems (10) für jede Kombination der Schaltzustände der Batteriepacks (2, 2a, 2b) anhand der Zustandsinformationen und des Batteriemodells (20, 20a, 20b) der jeweiligen Batteriepacks (2, 2a, 2b); - Registrieren in einer N-dimensionalen Matrix für alle möglichen Kombinationen der Schaltzustände der Batteriepacks (2, 2a, 2b), ob in der jeweiligen Kombination unter allen Randbedingungen die Ausgleichsströme sowohl in Lade-30 und Entladerichtung für alle Batteriepacks (2, 2a, 2b) im Bereich der Lade- und Entladestromgrenzen der Batteriepacks (2, 2a, 2b) liegen; - Aussortieren der Kombinationen der Schaltzustände der Batteriepacks (2, 2a, 2b), die zum Bruch der Lade- und/oder Entladestromgrenzen bei zumindest einem Batteriepack (2, 2a, 2b) führen und somit nicht valid sind; - Suchen der Kombination der Schaltzustände der Batteriepacks (2, 2a, 2b) für die maximale Leistung oder die maximale Energieausnutzung des Batteriesystems (10) aus den validen Kombinationen aus der N-dimensionalen Matrix.
The invention relates to a method for operating a battery system (10) which comprises multiple battery packs (2, 2a, 2b) which are connected together in parallel and each of which has a battery control unit (6, 6a, 6b) for controlling and monitoring the corresponding battery pack (2, 2a, 2b) and a switch unit (8, 8a, 8b) for switching the corresponding battery pack (2, 2a, 2b) on and off, wherein each of the switch units (8, 8a, 8b) allows multiple switch states of the corresponding battery pack (2, 2a, 2b), each of which is numbered with a state number. The method has the following steps: - selecting one of the battery control units (6, 6a, 6b) as a master battery control unit while each of the other battery control units (6, 6a, 6b) is designated as a slave battery control unit; - ascertaining the number N of available battery packs (2, 2a, 2b); - transmitting state information of each battery pack (2, 2a, 2b) to the master battery control unit; - calculating equalizing currents for each combination of switch states of the battery packs (2, 2a, 2b), said equalizing currents flowing between the battery packs (2, 2a, 2b) in each combination, on the basis of the state information and a model for the battery system (10), said model being composed of the battery models (20, 20a, 20b) of each battery pack (2, 2a, 2b); - calculating charge and discharge thresholds of the battery system (10) for each combination of switch states of the battery packs (2, 2a, 2b) on the basis of the state information and the battery model (20, 20a, 20b) of each battery pack (2, 2a, 2b); - for all possible combinations of switch states of the battery packs (2, 2a, 2b), registering in an N-dimensional matrix whether the equalizing currents lie in the range of the charge and discharge thresholds of the battery packs (2, 2a, 2b) in both the charge and discharge direction for all of the battery packs (2, 2a 2b) in each combination under all boundary conditions; - discarding the combinations of switch states of the battery packs (2, 2a, 2b) which lead to a violation of the charge and/or discharge thresholds in at least one battery pack (2, 2a, 2b) and are thus not valid; and - from among the valid combinations in the N-dimensional matrix, identifying the combination of switch states of the battery packs (2, 2a, 2b) that achieves the maximum performance or the maximum energy usage of the battery system (10).
L'invention concerne un procédé de fonctionnement d'un système de batterie (10) qui comprend de multiples blocs-batteries (2, 2a, 2b) qui sont reliés l'un à l'autre en parallèle et dont chacun possède une unité de commande de batterie (6, 6a, 6b) pour commander et surveiller le bloc-batterie correspondant (2, 2a, 2b) et une unité de commutation (8, 8a, 8b) pour commuter le bloc-batterie correspondant (2, 2a, 2b) en marche et en arrêt, chacune des unités de commutation (8 8a, 8b) permettant de multiples états de commutation du bloc-batterie correspondant (2, 2a, 2b), dont chacun est numéroté avec un nombre d'états. Le procédé comprend les étapes consistant à : - sélectionner l'une des unités de commande de batterie (6, 6a, 6b) en tant qu'unité de commande de batterie principale tandis que chacune des autres unités de commande de batterie (6, 6a, 6b) est désignée en tant qu'unité de commande de batterie esclave ; déterminer le nombre N de blocs-batteries disponibles (2, 2a, 2b) ; - transmettre des informations d'état de chaque bloc-batterie (2, 2a, 2b) à l'unité de commande de batterie maître ; - calculer des courants d'égalisation pour chaque combinaison d'états de commutation des blocs-batteries (2, 2a, 2b), lesdits courants d'égalisation circulant entre les blocs-batteries (2, 2a, 2b) dans chaque combinaison, sur la base des informations d'état et d'un modèle pour le système de batterie (10), ledit modèle étant composé des modèles de batterie (20, 20a, 20b) de chaque bloc-batterie (2, 2a, 2b) ; - calculer des seuils de charge et de décharge du système de batterie (10) pour chaque combinaison d'états de commutation des blocs-batteries (2, 2a, 2b) sur la base des informations d'état et du modèle de batterie (20, 20a, 20b) de chaque bloc-batterie (2, 2a, 2b) ; - pour toutes les combinaisons possibles d'états de commutation des blocs-batteries (2, 2a, 2b), enregistrer dans une matrice à N dimensions si les courants d'égalisation se situent dans la plage des seuils de charge et de décharge des blocs-batteries (2, 2a, 2b) à la fois dans la direction de charge et de décharge pour tous les blocs-batteries (2, 2a 2b) dans chaque combinaison dans toutes les conditions limites ; - éliminer les combinaisons d'états de commutation des blocs-batteries (2, 2a, 2b) qui conduisent à une violation des seuils de charge et/ou de décharge dans au moins un bloc-batterie (2, 2a, 2b) et qui ne sont donc pas valides ; et - parmi les combinaisons valides dans la matrice N-dimensionnelle, identifier la combinaison d'états de commutation des blocs-batteries (2, 2a, 2b) qui atteint la performance maximale ou l'utilisation d'énergie maximale du système de batterie (10).
VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES BATTERIESYSTEMS, BATTERIESYSTEM
METHOD FOR OPERATING A BATTERY SYSTEM, AND BATTERY SYSTEM
PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT DE SYSTÈME DE BATTERIE, ET SYSTÈME DE BATTERIE
2023-05-04
Patent
Electronic Resource
German
IPC: | B60L PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES , Antrieb von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen / H01M Verfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie , PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY / H02J CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER , Schaltungsanordnungen oder Systeme für die Abgabe oder Verteilung elektrischer Leistung |
BATTERIESYSTEM, VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES BATTERIESYSTEMS
European Patent Office | 2022
|Batteriesystem, Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
European Patent Office | 2022
|Batteriesystem und Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
European Patent Office | 2021
|BATTERIESYSTEM UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES BATTERIESYSTEMS
European Patent Office | 2018
|Batteriesystem und Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
European Patent Office | 2022
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