Patent DE-112016000065-B4 (DE)
Title: Verbessertes wartungsverfahren für powerakku-packs
Inventor: WANG HAO
IPC: H01M10/44
Filed: 2016-01-19
Granted: 2022-07-07
Abstract: Wartungsverfahren zur Verbesserung von Powerakku-Packs, wobei ein Akku-Pack aus einigen Einzelakkus in Reihenschaltung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte aufweist:(1) Analysieren des Akku-Packs Bat = {Bat1,Bat2...Batn}, wobei n die Menge der Einzelakkus im Akku-Pack angibt, mit n ≥ 3, und n eine ganze Zahl ist;(2) Datenvorbehandlung, wodurch kontinuierlich m Spannungen volij, m Ströme curjund m Temperaturen tempjder Einzelakkus gemessen und gewählt werden, wobei m eine ganze Zahl größer als drei ist, um eine Originaldatenmatrix Z zu ermitteln:Z=[vol11…vol1m………voln1…volnmcur1…curmtemp1…empm],wobei abzüglich der Spitzenwerte von Spannung, Strom, und Temperatur der Mittelwert der obenstehenden drei Faktoren ermittelt wird, um die erforderlichen Spannungswerte, den Stromwert und die Temperatur zu erhalten, nämlich volavgi, curavg, tempavg , mit 0 ≤ i ≤ n, und 0 < j < m gemäß:volavgi=1n−2(∑j=1mvolij−min1≤j≤m{volij}−max1≤j≤m{volij})curavg=1n−2(∑j=1mcurj−min1≤j≤m{curj}−max1≤j≤m{curj})tempavg=1n−2(∑j=1mtempj−min1≤j≤m{tempj}−max1≤j≤m{tempj});(3) normalisierte Behandlung für den in (2) ermittelten Spannungswert volavgisowie Berechnen des Ladungszustands des Einzelakkus SOCiund des Gesundheitsstatus SOHi, wie folgt:volavg¯i=volavgi−min1≤i≤n{volavgi}max1≤i≤n{volavgi}−min1≤i≤n{volavgi}SOCSOH¯i=SOCi×SOHi−min1≤i≤n{SOCi×SOHi}max1≤i≤n{SOCi×SOHi}−min1≤i≤n{SOCi×SOHi},wobeivolavgider Spannungswert nach Zusammensetzung des Einzelakkus i,SOGSOHidas Produkt von entsprechenden SOC und SOH nach der Zusammensetzung des Einzelakkus i ist, mit 0 ≤ i ≤ n und i eine ganze Zahl ist;(4) Verrechnen der Einzelakkus für die lade- und entladungsbedürftige Wartung und Festlegen der Zusammensetzung der Akkus für lade- und entladungsbedürftige Wartung, wobei das Niveau der Einzelakkus für lade- und entladungsbedürftige Wartung wie folgt berechnet wird:dChai=w1×10×(1n∑j=1nvolavg¯j−volavg¯i)+w2(1n∑j=1nSOCSOH¯j−SOCSOH¯i)dDisi=w1×10×(volavg¯i−1n∑j=1nvolavg¯j)+w2(SOCSOH¯i−1n∑j=1nSOCSOH¯j),wobei w1, w2auf denjenigen gewichteten Wert von Spannungsfaktor und verbleibender Akkuleistung hinweist, mit w1+w2= 1;Berücksichtigen, in Bezug auf alle Einzelakkus, wenn dChai> dchaist, dass der i-te Einzelakku eine aufladungsbedürftige Wartung benötigt, wobei dchader vorgegebene Grenzwert für aufladungsbedürftige Wartung ist, und wenn dDisi> ddisist, Berücksichtigen, dass der i-te Einzelakku eine entladungsbedürftige Wartung benötigt, wobei dchader vorgegebene Grenzwert für entladungsbedürftige Wartung ist; anschließend, Sortieren der Zusammensetzung der aufladungsbedürftigen Akkus Bat1 = {Bat11,Bat12...Bat1x} und der Zusammensetzung der entladungsbedürftigen Akkus Bat2 = {Bat21,Bat22...Bat2y}, mit x < n, y < n, wobei x und y ganze Zahlen sind;(5) Einstellen eines Festwerts des Stroms für die aufladungsbedürftige Wartung Curchaund für die entladungsbedürftige Wartung Curdis; wobei, um die Balance zu schaffen, das VerhältnisCurdisCurchazwischen der Anzahl der Akkus für die aufladungsbedürftige und entladungsbedürftige Wartung ermittelt wird, damit sich aus der Behandlung des Verhältnisses ein einfacher Bruchteil ergibt, und wenn Curdis'≥ Curcha' und Curdis' > d ist, mit d für die max. Anzahl der aufladungsbedürftigen Akkus, und n/4≤d≤n/2, gilt:hchahdis=d⌈d×Curcha    'Curdis   '⌉,wobei der Bruchteil zwischen d undd×Curcha    'Curdis   'eine nach oben gerundete ganze Zahl ist; wenn Cudis' ≥ Curcha' und Curdis' ≤ d ist, gilt:hchahdis=Curdis   'Curcha    ',und wenn Curdis' < Curcha' und Curcha' > d ist, gilt:hchahdis=⌊Curdis   'd×Curcha    '⌋d,wobei das Verhältnis zwischenCurdis   'd×Curcha    'und d eine nach unten gerundete ganze Zahl ist; ist Curdis'< Curcha' und Curcha' ≤ d, dann gilt:hchahdis=Curdis   'Curcha    ',mit hchaals Zähler der maximalen Anzahl der Akkus für aufladungsbedürftige Wartung des optimalen Bruchteils zwischen der Anzahl der Akkus für aufladungsbedürftige und entladungsbedürftige Wartung und als eine ganze Zahl, hdisgilt als Nenner der maximalen Anzahl der Akkus für aufladungsbedürftige Wartung des optimalen Bruchteils zwischen der Anzahl der Akkus für aufladungsbedürftige und entladungsbedürftige Wartung und als eine ganze Zahl; istxy>hchahdis,dann gilt für die Anzahl der Akkus für aufladungsbedürftige WartungNumdis=⌊yhdis⌋×hdis,nämlich das Produkt zwischen der nach unten gerundeten ganzen Zahlyhdisund und für die Anzahl der Akkus für entladungsbedürftige WartungNumcha=⌊yhdis⌋×hcha,nämlich das Produkt zwischen der nach unten gerundeten ganzen Zahlyhdisund hcha; wennxy<hchahdis,dann gilt für die Anzahl der Akkus für entladungsbedürftige WartungNumdis=⌊xhcha⌋×hdis,nämlich das Produkt zwischen der nach unten gerundeten ganzen Zahlxhchaund hdis, und für die Anzahl der Akkus für aufladungsbedürftige WartungNumcha=⌊xhcha⌋×hcha,nämlich das Produkt zwischen der nach unten gerundeten ganzen Zahlxhchaund hcha; wennxy=hchahdis,gilt für die Anzahl der Akkus für aufladungsbedürftige Wartung Numcha= x und für entladungsbedürftige Wartung Numdis= y;(6) Sortieren der Zusammensetzung der Akkus Bat1, Bat2 nach dem Niveau für lade- und entladungsbedürftige Wartung für alle Akkus in absteigender Reihenfolge, um eine sortierte Zusammensetzung für aufladungsbedürftige Wartung Bat3={Bat31,Bat32...Bat3x} zu erhalten, wobei Bat31≥ Bat32≥ ... ≥ Bat3xist, und um die sortierte Zusammensetzung für entladungsbedürftige Wartung Bat4 = {Bat41, Bat42...Bat4y} zu erhalten, nämlich Bat41≥ Bat42≥...≥ Bat4y;(7) Ermitteln der Anzahl der Akkus für lade- und entladungsbedürftige Wartung gemäß Verfahrensschritt (5), wobei die unter dem Verfahrensschritt (6) ermittelten Zusammensetzungen Bat3, Bat4 ausgewählt werden, um schließlich die Zusammensetzung der Akkus für aufladungsbedürftige und entladungsbedürftige Wartung herauszufinden, wobei die Zusammensetzung der Akkus für aufladungsbedürftige Wartung BatCha = {Bat31, Bat32...Bat3Numcha} und für entladungsbedürftige Wartung BatDis = {Bat41,Bat42...Bat4Numdis} ist; wobei(8) das Wartungssystem dafür sorgt, dass für den Einzelakku in der Zusammensetzung BatCha eine aufladungsbedürftige Wartung und für den Einzelakku in der Zusammensetzung BatDis eine entladungsbedürftige Wartung erfolgt.