Способ зарядки батареи и заряженная батарея

Использование – в области электротехники. Технический результат – увеличение срока службы аккумуляторной батареи. Согласно способу для осуществления i-й зарядки батареи при i≥2 обнаружение соединения зарядных клемм с зарядным устройством вызывает соединение аккумуляторных элементов с их соответствующей обходной цепью (CPCj). Затем для каждого аккумуляторного элемента во время второй фазы (Cji) обходную цепь отсоединяют от аккумуляторного элемента, пока напряжение аккумуляторного элемента не достигнет заранее определенного напряжения, при этом время (TPji) для i-й зарядки вычисляют в зависимости от общего времени соединения, по меньшей мере, в течение одной предыдущей зарядки, соответствующей обходной цепи с этим аккумуляторным элементом, пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения. По меньшей мере одно время, позволяющее определить первое время (TPji) преимущественного обхода для i-й зарядки, и/или указанное общее время соединения сохраняют в памяти батареи в ходе этой по меньшей мере одной предыдущей зарядки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к электрическим батареям и к способу их зарядки.

Изобретение находит свое применение для силовых батарей, таких, например, как батареи, служащие источником энергии для приведения в действие тяговой цепи в электрических транспортных средствах. Батарея этого типа, установленная на электрическом транспортном средстве, содержит, например, аккумуляторные элементы, изготовленные по технологии литий-металл-полимер.

Разумеется, батарея может иметь и другое применение, например, для питания стационарных устройств, и может содержать аккумуляторные элементы, изготовленные по другой технологии, например, по литий-ионной технологии.

Как правило, эти батареи состоят из множества последовательно соединенных аккумуляторных элементов, которые можно заряжать, подключая их к соответствующему зарядному устройству.

Каждый из аккумуляторных элементов имеет присущие ему свойства, которые могут отличаться от свойств других аккумуляторных элементов.

Тем не менее, зарядку батареи осуществляют при помощи единственного источника энергии, которым является зарядное устройство.

Как правило, в известных способах зарядка некоторых уже полностью заряженных аккумуляторных элементов продолжаются, пока все аккумуляторные элементы не достигнут своего максимального уровня зарядки.

Однако во время зарядки батареи продолжение подачи энергии в аккумуляторные элементы, уже достигшие своего максимального уровня зарядки, может привести к ухудшению их свойств и, в частности, к ускорению их старения.

В документе US 2002/0094623 описан способ зарядки батареи, содержащей множество аккумуляторных элементов, клеммы для зарядки аккумуляторных элементов, выполненные с возможностью соединения с зарядным устройством, обходную цепь, связанную с каждым аккумуляторным элементом, коммутационные элементы, позволяющие соединять и отсоединять каждый аккумуляторный элемент батареи от связанной с ним обходной цепи, и средства управления коммутационными элементами.

Согласно способу для зарядки аккумуляторных элементов батареи клеммы зарядки элементов подключают к зарядному устройству и при помощи коммутационных элементов каждый аккумуляторный элемент соединяют со связанной с ним обходной цепью в течение определенного времени.

В частности, способ зарядки согласно этому документу US 2002/0094623 включает в себя последовательно этап зарядки каждого аккумуляторного элемента до достижения заданного напряжения инициализации, этап инициализации с обходом аккумуляторного элемента при помощи обходной цепи в течение заранее определенного времени, этап нормальной зарядки до достижения напряжения полной зарядки и этап релаксации посредством зарядки с постоянным напряжением.

Одним из недостатков этого известного способа является то, что каждый аккумуляторный элемент продолжает изменяться отлично от других аккумуляторных элементов.

Другим недостатком является то, что во время этапа инициализации с обходом продолжает проходить довольно сильный ток.

Еще одним недостатком является то, что этап инициализации с обходом осуществляют, как только начавшаяся зарядка достигает напряжения инициализации 2.2 В (при напряжении полной зарядки в 3 В).

Изобретение ставит своей задачей предложить батарею и способ зарядки батареи, которые позволяют устранить недостатки известных решений и управлять различными аккумуляторными элементами во время зарядки батареи.

В связи с этим первым объектом изобретения является способ зарядки батареи, при этом батарея содержит множество аккумуляторных элементов, клеммы зарядки аккумуляторных элементов, выполненные с возможностью соединения с зарядным устройством, обходную цепь, связанную с каждым аккумуляторным элементом, коммутационные элементы, позволяющие соединять с соответствующей обходной цепью и отсоединять от нее каждый аккумуляторный элемент, и средства управления коммутационными элементами,

отличающийся тем, что для осуществления i-й зарядки батареи при i, превышающем или равном двум,

обнаруживают соединение зарядных клемм с зарядным устройством, при этом обнаружение соединения зарядных клемм с зарядным устройством приводит во время первой фазы к соединению аккумуляторных элементов со связанной с ними обходной цепью соответственно в течение первого времени преимущественного обхода, соответственно связанного с аккумуляторным элементом,

- затем сразу по истечении первого времени для каждого аккумуляторного элемента в ходе второй соответствующей фазы соответствующую обходную цепь отсоединяют от аккумуляторного элемента, пока напряжение аккумуляторного элемента не достигнет заранее определенного напряжения, которое рекомендовано для аккумуляторного элемента и которое не равно нулю,

при этом первое время преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом для i-й зарядки, вычисляют в зависимости от общего времени соединения, по меньшей мере, в течение предыдущей зарядки соответствующей обходной цепи с этим аккумуляторным элементом, пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения,

при этом по меньшей мере одно время, связанное с аккумуляторным элементом, позволяющее определить:

- первое время преимущественного обхода для i-й зарядки, и/или

- указанное общее время соединения соответствующей обходной цепи с этим аккумуляторным элементом во время этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки,

сохраняют в памяти батареи во время этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки.

Следует отметить, что первая фаза может иметь нулевую продолжительность, по меньшей мере, для одного аккумуляторного элемента. Кроме того, сохраненное в памяти время может, например, включать в себя первое время преимущественного обхода или общее время соединения обходной цепи с этим аккумуляторным элементом.

Согласно варианту выполнения изобретения, в конце второй фазы, по меньшей мере, для одного из аккумуляторных элементов соответствующую обходную цепь соединяют с аккумуляторным элементом, чтобы напряжение аккумуляторного элемента не превышало пороговое напряжение зарядки в течение соответствующей третьей фазы поддержания зарядки, по меньшей мере, пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения.

Согласно варианту выполнения изобретения, измеряют третье время (Mji) соединения соответствующей обходной цепи с аккумуляторным элементом в ходе третьей фазы,

при этом первое заранее определенное время преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом для i-й зарядки, учитывает, по меньшей мере, первое время соединения соответствующей обходной цепи с аккумуляторным элементом в ходе первой фазы, по меньшей мере, предыдущей зарядки и третье время соединения соответствующей обходной цепи с аккумуляторным элементом в ходе третьей фазы указанной, по меньшей мере, предыдущей зарядки.

Согласно варианту выполнения изобретения, каждый аккумуляторный элемент связан с элементом измерения напряжения аккумуляторного элемента и со счетчиком третьего времени обхода третьей фазы обхода, при этом элемент измерения выполнен с возможностью сравнения измеренного напряжения аккумуляторного элемента с заранее определенным напряжением и с возможностью включения отсчета счетчиком третьего времени обхода, когда напряжение аккумуляторного элемента достигло заранее определенного напряжения.

Согласно варианту выполнения изобретения, счетчиками управляют таким образом, чтобы в качестве конца третьего времени обхода считать момент, начиная с которого все аккумуляторные элементы достигли заранее определенного напряжения.

Согласно варианту выполнения изобретения, первое время преимущественного обхода, связанное соответственно с аккумуляторным элементом для i-й зарядки, вычисляют в зависимости от общего времени соединения во время (i-1)-й зарядки соответствующей обходной цепи с этим аккумуляторным элементом, пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения.

Согласно варианту выполнения изобретения, указанное, по меньшей мере, одно время, связанное с аккумуляторным элементом, позволяющее определить:

- первое время преимущественного обхода для i-й зарядки, и/или

- указанное общее время соединения соответствующей обходной цепи с этим аккумуляторным элементом в ходе i-й зарядки,

было сохранено в памяти (21) батареи в ходе (i-1)-й зарядки.

Согласно варианту выполнения изобретения, в ходе указанной, по меньшей мере, предыдущей зарядки в качестве времени, связанного с аккумуляторным элементом, в памяти сохраняют, по меньшей мере, первое время преимущественного обхода, соответственно связанное с аккумуляторным элементом для i-й зарядки. Например, первое время преимущественного обхода для i-й зарядки было сохранено в памяти батареи в ходе (i-1)-й зарядки. Это время было вычислено в ходе (i-1)-й зарядки.

В ходе этой зарядки могут быть сохранены в памяти другие параметры, такие как общее время соединения обхода (i-1)-й зарядки или значения времени, позволяющие определить это общее время (например, общее время зарядки батареи, соответствующее времени второй фазы для каждого аккумуляторного элемента (j)).

Согласно варианту выполнения изобретения, в ходе указанной, по меньшей мере, предыдущей зарядки в качестве времени, связанного с аккумуляторным элементом, в памяти сохраняют, по меньшей мере, указанное общее время соединения соответствующей обходной цепи с этим аккумуляторным элементом в ходе этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки.

Согласно варианту выполнения изобретения, первое время TPji преимущественного обхода, связанное соответственно с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки, вычисляют следующим образом:

TPji=TPji-i+Mji-1-minj(TPji-1+Mji-1),

где minj(TPji-1+Mji-1) обозначает минимум TPji-1+Mji-1 на аккумуляторных элементах j.

Согласно варианту выполнения изобретения, первое время TPji преимущественного обхода, связанное соответственно с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки, вычисляют следующим образом:

TPji=a.(TPji-1+Mji-1)-b.minj(TPji-1+Mji-1),

где minj(TPji-1ji-1) обозначает минимум TPji-1+Mji-1 на аккумуляторных элементах j, и где a, b являются не равными нулю рекомендованными коэффициентами.

Согласно варианту выполнения изобретения, коэффициенты а и b определяют в зависимости от уровня зарядки батареи, когда обнаружено ее соединение с зарядным устройством.

В варианте выполнения а и b связаны с уровнем зарядки батареи, когда обнаружено ее соединение с зарядным устройством. Эти коэффициенты могут быть, в частности, пропорциональны (1-NCR), где NCR является оставшимся уровнем зарядки батареи. Коэффициенты а и b могут быть равными.

Согласно варианту выполнения изобретения, при первой зарядке каждого аккумуляторного элемента батареи

обнаруживают соединение зарядных клемм с зарядным устройством, при этом обнаружение соединения зарядных клемм с зарядным устройством приводит в ходе соответствующей второй фазы к отсоединению каждого аккумуляторного элемента от его соответствующей обходной цепи, пока соответствующее напряжение аккумуляторного элемента не достигнет заранее определенного напряжения,

затем, по меньшей мере, для одного из аккумуляторных элементов в конце соответствующей второй фазы соответствующую обходную цепь соединяют с аккумуляторным элементом, чтобы напряжение аккумуляторного элемента не превышало пороговое напряжение зарядки в течение соответствующей третьей фазы поддержания зарядки, пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения,

при этом первое время преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом и действительное, по меньшей мере, для второй зарядки, соответствует третьему времени соединения соответствующей обходной цепи с аккумуляторным элементом в ходе третьей фазы первой зарядки.

Согласно варианту выполнения изобретения, указанное заранее определенное напряжение является напряжением, меньшим или равным пороговому напряжению зарядки, которое рекомендовано для аккумуляторного элемента и которое не равно нулю.

Согласно варианту выполнения изобретения, аккумуляторные элементы выполнены посредством соединения пленок.

Согласно варианту выполнения изобретения, аккумуляторные элементы имеют номинальную рабочую температуру, превышающую 20°C.

Другим объектом изобретения является батарея, содержащая множество аккумуляторных элементов, клеммы зарядки аккумуляторных элементов, выполненные с возможностью соединения с зарядным устройством, обходную цепь, связанную с каждым аккумуляторным элементом, коммутационные элементы, позволяющие соединять с соответствующей обходной цепью и отсоединять от нее каждый аккумуляторный элемент, и средства управления коммутационными элементами, средства измерения напряжения каждого аккумуляторного элемента,

отличающаяся тем, что средства управления содержат средства вычисления первого времени преимущественного обхода, связанного соответственно с аккумуляторным элементом для i-й зарядки при i≥2, в зависимости от общего времени соединения, в ходе, по меньшей мере, предыдущей зарядки, соответствующей обходной цепи с этим аккумуляторным элементом, пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения,

при этом батарея содержит, по меньшей мере, одно запоминающее устройство для сохранения, по меньшей мере, одного времени, связанного с аккумуляторным элементом и позволяющего определить:

- первое время преимущественного обхода для i-й зарядки, и/или

- указанное общее время соединения обходной схемы с этим аккумуляторным элементом, во время этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки,

при этом батарея содержит датчик соединения зарядных клемм с зарядным устройством,

при этом средства управления выполнены с возможностью включения для i-й зарядки батареи соединения множества аккумуляторных элементов с их соответствующей обходной цепью в ответ на обнаружение датчиком соединения зарядных клемм с зарядным устройством и с возможностью поддержания соединения каждого аккумуляторного элемента с его соответствующей обходной цепью в течение первого времени преимущественного обхода, соответственно связанного с аккумуляторным элементом для i-й зарядки батареи,

при этом средства управления выполнены с возможностью отсоединения в конце первого времени преимущественного обхода соответствующей обходной цепи от каждого аккумуляторного элемента в течение второй соответствующей фазы для i-й зарядки батареи, пока напряжение аккумуляторного элемента не достигнет заранее определенного напряжения, которое рекомендовано для аккумуляторного элемента (j) и которое не равно нулю.

Изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве не ограничительного примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - схема варианта выполнения батареи в соответствии с изобретением.

Фиг. 2 - пример блок-схемы способа зарядки в соответствии с изобретением.

Фиг. 3 - хронограмма различных фаз работы различных аккумуляторных элементов батареи в рамках способа зарядки в соответствии с изобретением в течение первой зарядки батареи.

Фиг. 4 - хронограмма различных фаз работы различных аккумуляторных элементов батареи в рамках способа зарядки в соответствии с изобретением для второй зарядки батареи.

Фиг. 5 - хронограмма различных фаз работы различных аккумуляторных элементов батареи в рамках способа зарядки в соответствии с изобретением для (i-1)-й зарядки батареи.

Фиг. 6 - хронограмма различных фаз работы различных аккумуляторных элементов батареи в рамках способа зарядки в соответствии с изобретением для i-й зарядки батареи.

Фиг. 7 - кривые напряжения различных аккумуляторных элементов батареи на оси ординат в зависимости от времени на оси абсцисс в ходе первой зарядки.

Фиг. 8 - кривые напряжения аккумуляторных элементов батареи на оси ординат в зависимости от времени на оси абсцисс в ходе i-й зарядки.

Показанная на фигурах электрическая батарея 10 содержит N аккумуляторных элементов 1, …, j, …N, обозначенных в целом как аккумуляторные элементы j, при этом N превышает или равно 2.

В дальнейшем предполагается, что предусмотрены, например, аккумуляторные элементы j, k, l, m, h, q, r при

1≤j≤N,

1≤k≤N,

1≤l≤N,

1≤m≤Ν,

1≤p≤Ν,

1≤q≤N,

1≤r≤N.

Изобретение описано ниже в связи с показанным на фигурах вариантом выполнения, в котором аккумуляторные элементы j выполнены, например, посредством соединения пленок, например, из лития-металла-полимера. Общая толщина этих пленок, например, меньше 300 микрометров и, например, равна приблизительно 150 микрометров. Аккумуляторные элементы имеют номинальную рабочую температуру, превышающую 20°C, например, равную 90°C при технологии литий-металл-полимер.

В дальнейшем описании аккумуляторные элементы j соединены последовательно. Например, аккумуляторные элементы соединены последовательно и выполнены, каждый, с возможностью зарядки и разрядки. Например, аккумуляторные элементы являются идентичными.

Батарея 10 содержит блок 20 контроля своих аккумуляторных элементов j.

Батарея 10 содержит клеммы 11, 12 для зарядки аккумуляторных элементов j. Клеммы 11, 12 зарядки отличаются друг от друга. Например, предусмотрена, по меньшей мере, первая клемма 11 зарядки аккумуляторных элементов j и вторая клемма 12 зарядки аккумуляторных элементов j. Все аккумуляторные элементы j подключены, например, последовательно между зарядными клеммами 11, 12. Зарядные клеммы 11, 12 выполнены с возможностью соединения с зарядным устройством 100, например, таким как внешнее зарядное устройство 100. Зарядное устройство 100 содержит клеммы 101, 102 соединения соответственно с зарядными клеммами 11, 12, и зарядную схему 103, подключенную между клеммами 101 и 102 и направляющую в них ток для зарядки аккумуляторных элементов j, когда клеммы 101 и 102 подсоединены к клеммам 11 и 12 батареи 10. Полная зарядка аккумуляторного элемента соответствует тому, что напряжение между его собственными клеммами равно по абсолютной величине рекомендованному пороговому напряжению зарядки, которое является, например, максимальным напряжением по абсолютной величине и которое не равно нулю. Неполная зарядка аккумуляторного элемента соответствует тому, что напряжение между его собственными клеммами меньше по абсолютной величине рекомендованного порогового напряжения зарядки или равно нулю. Пороговое напряжение зарядки рекомендовано для аккумуляторного элемента j и не равно нулю. Собственные клеммы каждого аккумуляторного элемента отличаются от клемм 11, 12 зарядки батареи, если не считать собственной клеммы первого аккумуляторного элемента 1, соединенного с зарядной клеммой 11, и собственной клеммы последнего аккумуляторного элементам N, соединенного с зарядной клеммой 12.

Батарея может содержать, например, один или несколько элементов нагрева аккумуляторных элементов j до их номинальной рабочей температуры, например, в виде одной или нескольких нагревательных пластин, которые получают питание током через клеммы 11, 12, в частности, для аккумуляторных элементов, выполненных посредством соединения пленок, например, из лития-металла-полимера.

Батарея 10 дополнительно содержит обходную цепь CPCj, связанную с каждым аккумуляторным элементом j. Кроме того, батарея 10 содержит коммутационные элементы SWj, позволяющие соединять с соответствующей обходной цепью CPCj и отсоединять от нее каждый аккумуляторный элемент j. Когда обходная цепь CPCj соединена с соответствующим аккумуляторным элементом j, эта обходная цепь CPCj подключена параллельно к этому аккумуляторному элементу j, как это показано в качестве примера на фиг. 1 для аккумуляторного элемента 1 и связанной с ним обходной цепи СРС1.

Как правило, каждая обходная цепь CPCj, связанная со своим аккумуляторным элементом j, электрически соединена параллельно со своим соответствующим аккумуляторным элементом j. Иначе говоря, каждая обходная цепь CPCj подключена к собственным клеммам соответствующего аккумуляторного элемента j в положении соединения соответствующего коммутационного элемента SWj. Таким образом, в положении отсоединения обходной цепи CPCj соответствующим коммутационным элементом SWj ток зарядки, направляемый зарядным устройством 100 на зарядные клеммы 11, 12, проходит в аккумуляторный элемент j для осуществления его зарядки или его разрядки. В положении соединения обходной цепи CPCj со связанным с ней аккумуляторным элементом j происходит частичный или полный отвод зарядного тока, направляемого зарядным устройством 100 на зарядные клеммы 11, 12, по отношению к аккумуляторному элементу j, то есть, по меньшей мере, часть зарядного тока, поступающего на клеммы 11, 12, отводится обходной цепью CPCj. Обходная цепь CPCj содержит, например, один или несколько электрических резисторов Rj для каждого аккумуляторного элемента j.

Коммутационный элемент SWj содержит, например, выключатель INTj, замкнутый в положении соединения и разомкнутый в положении отсоединения. Коммутационный элемент SWj соединен, например, последовательно с соответствующей обходной цепью CPCj, причем эта последовательная схема содержит этот коммутационный элемент SWj, и эта обходная цепь CPCj соединена параллельно с соответствующим аккумуляторным элементом j.

Батарея 10 содержит также средства 200 управления коммутационными элементами SWj для индивидуального управления их переходом в положение соединения и в положение отсоединения. Каждый коммутационный элемент SWj содержит, например, вход Ε, управления, соединенный с блоком 20, являющимся частью средств 20 управления. Средства 20, 200 управления представляют собой, например, электронную карту, оснащенную, например, вычислительным устройством или, по меньшей мере, одним микропроцессором, в частности, для управления коммутационными элементами SWj.

Средства 200 управления управляют соответствующими коммутационными элементами SWj с целью осуществления описанных ниже различных фаз зарядки аккумуляторных элементов.

Согласно изобретению, для каждой зарядки батареи 10, следующей после первой зарядки, то есть для i-й зарядки, где i больше или равно 2, предусмотрена первая фаза преимущественного обхода продолжительностью TPji соответственно для аккумуляторного элемента j, причем это время TPji вычислено в зависимости от общей продолжительности соединения соответствующей обходной цепи CPCj с этим аккумуляторным элементом j, по меньшей мере, в ходе предыдущей зарядки, причем эта общая продолжительность соединения обходной цепи CPCj представляет собой время, необходимое для того, чтобы все аккумуляторные элементы j батареи 10 достигли заранее определенное напряжение VLIM в ходе этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки. Это первое время TPji преимущественного обхода для i-й зарядки сохранено на этапе MEM в памяти 21 батареи 10 в ходе этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки.

Согласно варианту выполнения, определенное напряжение VLIM равно пороговому напряжению зарядки.

Согласно варианту выполнения, определенное напряжение VLIM является напряжением, меньшим или равным пороговому напряжению зарядки, например, равным фиксированному значению, которое превышает или равно 90% порогового напряжения зарядки и которое меньше или равно 100% порогового напряжения зарядки.

Для этой i-й зарядки после первой фазы преимущественного обхода для каждого аккумуляторного элемента j следует соответствующая вторая фаза Cj, в ходе которой соответствующую обходную цепь CPCj отсоединяют от аккумуляторного элемента j, пока напряжение Vji аккумуляторного элемента j не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. Таким образом, в ходе этой второй фазы Cj зарядное устройство 100, соединенное с клеммами 1, 12, заряжает аккумуляторный элемент j. Заранее определенное напряжение VLIM рекомендовано для аккумуляторного элемента j и не равно нулю.

Различные фазы, протекающие в ходе i-й зарядки, более подробно описаны ниже со ссылками на фиг. 5 и 6, представленные в качестве иллюстративных примеров.

Сначала со ссылками на фиг. 3, представленную в качестве иллюстративного примера, следует описание этапов, осуществляемых в ходе первой зарядки батареи 10.

Термин «соответствующий» обозначает части, соответствующие аккумуляторному элементу j и имеющие такой же индекс j или другой индекс, соответствующий связанному с ними аккумуляторному элементу.

Первая зарядка i=1

В ходе первой зарядки обнаруживают, например, в момент t1, соединение зарядных клемм 11, 12 с зарядным устройством 100. В ходе второй соответствующей фазы Cj1 обнаружение соединения зарядных клемм 11, 12 с зарядным устройством 100 приводит к отсоединению каждого аккумуляторного элемента j от его соответствующей обходной цепи CPCj для зарядки аккумуляторного элемента j, пока соответствующее напряжение Vj1 аккумуляторного элемента j не достигнет заранее определенного напряжения VLIM.

Например, для каждого аккумуляторного элемента j предусмотрен элемент MESj измерения напряжения аккумуляторного элемента j. Значение напряжения Vji, измеренное элементом MESj аккумуляторного элемента j, поступает в средства 200 управления.

Затем, по меньшей мере, для одного из аккумуляторных элементов j в конце соответствующей второй фазы Cji, то есть когда этот аккумуляторный элемент j достигает заранее определенного напряжения VLIM, с аккумуляторным элементом j соединяют соответствующую обходную цепь CPCj для поддержания напряжения Vj1 аккумуляторного элемента j в значении заранее определенного напряжения VLIM в течение третьей соответствующей фазы Mj1 поддержания зарядки, пока напряжения Vj1, Vk1, Vl1 всех аккумуляторных элементов j, k, l (и других) не превысят пороговое напряжение зарядки.

Как показано на фиг. 3, для аккумуляторного элемента j в ходе первой зарядки (i=1), причем сразу после обнаружения соединения батареи с зарядным устройством, предусмотрена вторая фаза Cj1 отсоединения аккумуляторного элемента j от его соответствующей обходной цепи CPCj, затем третья фаза Mj1 поддержания зарядки в течение третьего времени Mj1 поддержания зарядки.

Таким образом, для аккумуляторного элемента k в ходе первой зарядки (i=1), причем сразу после обнаружения соединения батареи с зарядным устройством, предусмотрена вторая фаза Ck1 отсоединения аккумуляторного элемента k от его соответствующей обходной цепи СРСk, затем третья фаза Mk1 поддержания зарядки в течение третьего времени Mk1 поддержания зарядки.

Для аккумуляторного элемента l в ходе первой зарядки (i=1), причем сразу после обнаружения соединения батареи с зарядным устройством, предусмотрена вторая фаза Сl1 отсоединения аккумуляторного элемента l от его соответствующей обходной цепи CPCl для зарядки аккумуляторного элемента l, пока соответствующее напряжение V11 аккумуляторного элемента l не достигнет заранее определенного напряжения VLIM, затем соответствующая третья фаза Мl1 поддержания зарядки с нулевым временем, учитывая, что аккумуляторный элемент l является, например, аккумуляторным элементом, требующим больше всего времени для своей зарядки, то есть пока напряжение V11 аккумуляторного элемента l не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. Следовательно, это значит, что аккумуляторный элемент l не имеет соответствующей третьей фазы Мl1 поддержания зарядки или имеет соответствующую третью фазу Мl1 поддержания зарядки с нулевым третьим временем Мl1 поддержания зарядки. Таким образом, как показано на фиг. 3, конец второй фазы Cl1 аккумуляторного элемента l, которая является наиболее продолжительной для всех аккумуляторных элементов, приводит к завершению третьих фаз Μj1, Mk1 поддержания зарядки других аккумуляторных элементов j, k.

В ходе этой первой зарядки i=1 на этапе MEM в качестве соответствующего первого времени TPj2 преимущественного обхода для аккумуляторного элемента j в памяти 21 батареи 10 сохраняют третье время Mj1 соединения соответствующей обходной цепи CPCj с аккумуляторным элементом j в ходе третьей фазы Mj1 первой зарядки, то есть TPj2=Mj1.

Точно так же, для других аккумуляторных элементов, например, для аккумуляторного элемента k, в ходе этой первой зарядки i=1 в качестве первого времени ТРk2 преимущественного обхода соответственно для аккумуляторного элемента k в памяти 21 батареи 10 сохраняют третье время Mk1 соединения соответствующей обходной цепи СРСk с аккумуляторным элементом к в ходе третьей фазы Mk1 первой зарядки, то есть TPk2=Mk1.

Для аккумуляторного элемента 1 сохраненное в памяти время ΤΡ12 равно нулю.

Вторая зарядка i=2

В ходе второй зарядки i=2, например, в момент t2, обнаруживают соединение зарядных клемм 11, 12 с зарядным устройством 100, как показано в качестве иллюстративного примера на фиг. 4.

Обнаружение соединения зарядных клемм 11, 12 с зарядным устройством 100 приводит к соединению аккумуляторных элементов j, k, m с их соответствующей обходной цепью CPCj, СРСk, СРСm соответственно в течение первого времени преимущественного обхода TPj2=Mj1, TPk2=Mk1, TPm2=Mm1, связанного с аккумуляторным элементом j, k, m. Эти значения первого времени TPj2, ТРk2, ТРm2 преимущественного обхода, связанные соответственно с аккумуляторными элементами j, k, m при второй зарядке, были вычислены в зависимости от общего времени соединения соответствующих обходных цепей CPCj, СРСk, CPCm с этими аккумуляторными элементами j, k, m, причем указанное общее время соединения было определено в ходе предыдущей первой зарядки (i=1) и является временем, необходимым для того, чтобы все аккумуляторные элементы j, k, m достигли заранее определенного напряжения VLIM. Это первое время TPj2, ТРk2, ТРm2 преимущественного обхода для второй зарядки было сохранено в памяти 21 батареи 10 в ходе этой предыдущей первой зарядки на этапе MEM. Это же относится и ко всем аккумуляторным элементам, за исключением указанного, по меньшей мере, аккумуляторного элемента l, для которого первое время ТРl2=0 и для которого вторую фазу Сl2 осуществляют сразу после первоначального момента t2 начала второй зарядки i=2.

Затем для каждого аккумуляторного элемента j, k, m, l, то есть для всех аккумуляторных элементов осуществляют соответствующую вторую фазу Cj2, Сk2, Сm2, С12, когда соответствующие обходные цепи CPCj, CPCk, CPCm, CPCl отсоединяют от аккумуляторного элемента j, k, m, l, пока напряжение Vj2, Vk2, Vm2, Vl2 аккумуляторного элемента j, k, m, l не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. В течение этой второй фазы Cj2, Ck2, Сm2, Сl2 соответствующий аккумуляторный элемент j, k, m, l заряжается зарядным током, который поступает на клеммы 11, 12 от зарядного устройства 100.

Таким образом, все соответствующие вторые фазы Cj2, Ck2, Cm2, Cl2 могут завершиться одновременно. Речь идет об идеальном случае. В этом случае нет необходимости в осуществлении третьей фазы поддержки зарядки после второй фазы для аккумуляторных элементов. Однако на практике вторые фазы Cj2, Ck2, Сm2, Cl2 могут завершаться не одновременно, то есть может быть вторая фаза Сm2, которая завершается последней для аккумуляторного элемента m по сравнению с другими аккумуляторными элементами. В этом случае для всех аккумуляторных элементов, отличных от аккумуляторного элемента или аккумуляторных элементов m, вторая фаза Cm2 которых завершается последней, предусматривают третью фазу поддержания зарядки Mj2, Mk2, Мl2 соответственно для аккумуляторных элементов j, k, l. Это равносильно тому, что вторая фаза Сm2 аккумуляторного элемента продолжена соответствующей третьей фазой Mm2=0, то есть нулевой третьей фазой Μm2 поддержания зарядки.

Средства 20 управления входят в состав блока 200 контроля батареи 10. Кроме элементов MESj измерения напряжения Vji аккумуляторных элементов j, этот блок 200 контроля батареи 10 содержит часовой механизм H и счетчик CTj, соответственно связанный с каждым аккумуляторным элементом j.

Согласно варианту выполнения, каждый аккумуляторный элемент j связан с элементом MESj измерения напряжения Vji аккумуляторного элемента j и со счетчиком CTj третьего времени Mji обхода третьей фазы Mji обхода, при этом элемент MESj измерения выполнен с возможностью сравнения измеренного напряжения Vji аккумуляторного элемента j с заранее определенным напряжением VLIM и с возможностью включения счетчика CTj таким образом, чтобы в качестве третьего времени Mji обхода он отсчитывал время, начиная с которого напряжение Vji аккумуляторного элемента j достигло заранее определенного напряжения VLIM. Каждый счетчик отсчитывает время, истекшее с момента своего включения сигналом, поступившим от элемента измерения, то есть, когда напряжение Vji аккумуляторного элемента j достигло заранее определенного напряжения VLIM. Достижение заранее определенного напряжения VLIM последним аккумуляторным элементом m во время второй фазы Сm2 приводит к выключению счетчиков CTj, CTk, CTl других аккумуляторных элементов j, k, l, при этом указанные счетчики выдают измеренные таким образом значения третьего времени Mj2, Мk2, Μl2 поддержания зарядки, которые сохраняются в памяти 21 на этапе MEM.

Точно так же, предусмотрены связанные с аккумуляторными элементами k, l, m, p, q, r схемы MESk, MES1, MESm, MESp, MESq, MESr измерения их соответствующих напряжений Vki, Vli, Vmi, Vpi, Vqi, Vri, соответствующие счетчики CTk, CTl, CTm, CTp, CTq, CTr времени, истекшего с момента достижения заранее определенного напряжения VLIM соответствующим аккумуляторным элементом k, l, m, p, q, r, а также соответствующие обходные цепи CPCk, CPCl, CPCm, СРСp, CPCq, СРСr, соответствующие коммутационные элементы SWk, SWl, SWm, SWp, SWq, SWr, соответствующие выключатели INTk, IΝΤl, INTm, INTp, INTq, INTr, соответствующие входы Ek, El, Em, Ep, Eq, Er управления.

Зарядка i-1 (i≥2)

Как показано на фиг. 5, при (i-1)-й зарядке для аккумуляторного элемента j в момент ti-1 обнаруживают соединение зарядных клемм 11, 12 с зарядным устройством 100. Обнаружение этого соединения зарядных клемм с зарядным устройством 100 приводит к соединению аккумуляторного элемента j со связанной с ним соответствующей обходной цепью CPCj в течение первого времени TPji-1 преимущественного обхода, связанного с аккумуляторным элементом j. Затем в ходе второй фазы Cji-1, связанной с аккумуляторным элементом j, соответствующую обходную цепь CPCj отключают от этого аккумуляторного элемента j для зарядки аккумуляторного элемента j, пока напряжение Vji-1 этого аккумуляторного элемента j не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. Затем в конце второй фазы Cji-1 обходную цепь CPCj соединяют с соответствующим аккумуляторным элементом j, чтобы напряжение Vji-1 аккумуляторного элемента j не превысило пороговое напряжение зарядки в течение соответствующей третьей фазы Mji-1 поддержания зарядки, по меньшей мере, пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения VLIM.

Точно так же, соответственно для аккумуляторных элементов k, m и l предусмотрены первое время TPki-1, TPmi-1, ТРli-1 преимущественного обхода, затем соответствующая вторая фаза Сki-1, Сmi-1, Cli-1 для зарядки аккумуляторного элемента k, m, l до заранее определенного напряжения VLIM и затем третья фаза поддержания зарядки, имеющая третье время Mki-1, Mmi-1, Mli-1 соединения соответствующей обходной цепи CPCk, CPCm, CPCl с соответствующим аккумуляторным элементом k, m, l.

Предполагается, что во время зарядки i-1 аккумуляторный элемент q имеет первое время TPqi-1=0, так как он последним достиг заранее определенного напряжения VLIM и поскольку соединение зарядных клемм 11, 12 с зарядным устройством 100 запустило для аккумуляторного элемента q в первоначальный момент ti-1 соответствующую вторую фазу Cqui-1, когда соответствующую обходную цепь CPCq отсоединяют от аккумуляторного элемента q для зарядки этого аккумуляторного элемента q, пока напряжение Vqi-1 аккумуляторного элемента q не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. Затем, в конце этой второй фазы Cqi-1 соответствующую обходную цепь CPCq соединяют с аккумуляторным элементом q для поддержания напряжения Vqi-1 аккумуляторного элемента q в значении заранее определенного напряжения VLIM в течение соответствующей третьей фазы Mqi-1 поддержания зарядки. Разумеется, аккумуляторный элемент q может отличаться от аккумуляторных элементов j, k, m и l или может быть одним из аккумуляторных элементов j, k, m, l.

Точно так же, аккумуляторный элемент p имеет первое время TPpi-1 преимущественного обхода, но при этом предполагается, что именно этот аккумуляторный элемент p последним достиг заранее определенного напряжения VLIM при зарядке этого аккумуляторного элемента p в ходе соответствующей второй фазы Сpi-1, когда соответствующую обходную цепь СРСр отсоединили от аккумуляторного элемента p, пока напряжение Vpi-1 аккумуляторного элемента p не достигло заранее определенного напряжения VLIM. Следовательно, для этого аккумуляторного элемента p нет третьей фазы Мрi-1 поддержания зарядки или есть третья фаза поддержания зарядки с нулевым временем Мрi-1, как показано на фиг. 5. Это останавливает третью фазу поддержания зарядки Mji-1, Mki-1, Мli-1, Мmi-1, Mqi-1 других аккумуляторных элементов j, k, l, m, q. Зарядное устройство 100 можно отключить от зарядных клемм 11, 12. Разумеется, можно предусмотреть третью фазу поддержания зарядки Мpi-1 с не равным нулю третьим временем Мpi-1 поддержания зарядки, что приведет к такому же удлинению третьих фаз поддержания зарядки других аккумуляторных элементов.

В варианте выполнения, предусмотрен, например, предел времени каждой третьей фазы поддержания зарядки, чтобы автоматически останавливать третью фазу поддержания зарядки при прохождении этого предела.

В варианте выполнения достижение заранее определенного напряжения VLIM напряжением Vji-1, Vki-1, Vli-1, Vmi-1, Vpi-1, Vqi-1, Vri-1 аккумуляторных элементов j, k, l, m, p, q, r обнаруживается соответствующей схемой MESj, MESk, MESl, MESm, MESp, MESq, MESr, которая сравнивает измеренное напряжение с этим заранее определенным напряжением VLIM.

Согласно варианту выполнения, измеряют третье время Mji-1, Mki-1, Мli-1, Мmi-1, Mpi-1, Mqi-1, Mri-1 соединения соответствующей обходной цепи CPCj, СРСk, CPCl, СРСm, СРСp, СРСq, СРСr с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, q, r в ходе третьей фазы Mji-1, Mki-1, Мli-1, Мmi-1, Mpi-1, Mqi-1, Mri-1 поддержания зарядки, например, при помощи счетчика CTj, CTk, CTl, CTm, СТp, CTq, CTr и часового механизма H.

Зарядка i (i≥2)

Во время зарядки i в момент ti-1 обнаруживают соединение зарядных клемм 11, 12 с зарядным устройством 100, как в качестве иллюстративного примера показано на фиг. 6.

Обнаружение этого соединения зарядных клемм 11, 12 с зарядным устройством 100 приводит к соединению аккумуляторных элементов j, k, l, m, p, r со связанными с ними соответствующими обходными цепями CPCj, СРСk, CPCl, СРСm, СРСp, СРСr в течение первого времени TPji, TPki, ТРli, TPmi, TPpi, ТРri преимущественного обхода, связанного с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, r. Эти значения первого времени TPji, TPki, ТРli, TPmi, TPpi, TPri, соответственно связанные с аккумуляторными элементами j, k, l, m, p, r для зарядки i, были вычислены в зависимости от общего времени соединения соответствующих обходных цепей CPCj, CPCk, CPCl СРСm, СРСp, СРСr с этими аккумуляторными элементами j, k, l, m, p, r, при этом указанное общее время соединения было определено, по меньшей мере, в ходе предыдущей зарядки, например, предыдущей зарядки i-1, и является временем, необходимым для того, чтобы все аккумуляторные элементы достигли заранее определенного напряжения VLIM в ходе этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки, например, предыдущей зарядки i-1. Это первое время TPji, TPki, TPli, TPmi, TPpi, ТРri преимущественного обхода для зарядки i было сохранено в памяти 21 батареи 10 на этапе MEM в ходе этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки, например, предыдущей зарядки i-1. Это же относится ко всем аккумуляторным элементам, за исключением указанного, по меньшей мере, одного аккумуляторного элемента q, для которого первое время преимущественного обхода TPqi=0 и для которого вторую фазу Cqi осуществляют сразу после первоначального момента t1 начала зарядки i для зарядки этого аккумуляторного элемента q до заранее определенного напряжения VLIM. В другом варианте выполнения общее время соединения обходной цепи CPCj, CPCk, СРСl, СРСm, СРСр, СРСr с соответствующим аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, r в ходе этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки, например, предыдущей зарядки i-1, позволяющее вычислить первое время обхода для зарядки i, было сохранено в памяти 21 батареи. В другом варианте выполнения первое время TPji, TPki, TPli, TPmi, TPpi, ТРri преимущественного обхода для i-й зарядки и/или указанное общее время соединения обходной цепи CPCj, CPCk, CPCl, CPCm, CPCp, CPCr с соответствующим аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, r в ходе этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки, например, предыдущей зарядки i-1, позволяющее вычислить первое время обхода для зарядки i, было сохранено в памяти 21 батареи в ходе этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки, например, предыдущей зарядки i-1.

Затем для каждого аккумуляторного элемента j, k, l, m, p, q, r, то есть для всех аккумуляторных элементов осуществляют соответствующую вторую фазу Cji, Сki, Cli, Cmi, Cpi, Cqi, Сri, когда соответствующую обходную цепь CPCj, CPCk, CPCl, CPCm, CPCp, CPCq, CPCr отсоединяют от аккумуляторного элемента j, k, l, m, p, q, r, пока напряжение Vji, Vki, Vli, Vmi, Vpi, Vqi, Vri аккумуляторного элемента j, k, l, m, p, q, r не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. В течение этой второй фазы Cji, Cki, Сli, Cmi, Cpi, Cqi, Cri, происходит подзарядка соответствующего аккумуляторного элемента j, k, l, m, p, q, r до заранее определенного напряжения VLIM зарядным током, который поступает на клеммы 11, 12 от зарядного устройства 100.

Таким образом, в идеале все соответствующие вторые фазы Cji, Cki, Сki, Cmi, Cpi, Cqi, Cri могут завершиться одновременно. В этом случае нет необходимости в осуществлении третьей фазы поддержания зарядки после второй фазы для аккумуляторных элементов. Однако на практике вторые фазы Cji, Cki, Cli, Cmi, могут завершаться не одновременно, то есть может быть вторая фаза Cri, которая завершается последней для аккумуляторного элемента r по сравнению с другими аккумуляторными элементами j, k, l, m, ρ, q. В этом случае для всех аккумуляторных элементов, отличных от аккумуляторного элемента или аккумуляторных элементов r, для которых вторая соответствующая фаза Сri заканчивается последней, предусмотрена третья фаза поддержания зарядки, имеющая третье время Mji, Mki, Мli, Mmi, Mpi, Mqi поддержания зарядки, соответственно для аккумуляторных элементов j, k, l, m, p, q. Это равносильно тому, что за второй фазой Cri аккумуляторного элемента r следует соответствующая третья фаза Mri=0, то есть нулевое третье время Mri поддержания зарядки. В представленном варианте выполнения конец второй фазы Cri, например, наступающий, когда указанный, по меньшей мере, один аккумуляторный элемент r достигает в последнюю очередь заранее определенного напряжения VLIM во время соединения его обходной цепи СРСr или если соответствующая третья фаза поддержания зарядки этого, по меньшей мере, одного аккумуляторного элемента r является нулевым третьим временем Mri, приводит к концу третьего времени Mji, Mki, Mli, Mmi, Mpi, Mqi третьей фазы поддержания зарядки других аккумуляторных элементов j, k, l, m, p, q. При этом зарядное устройство 100 можно отключить от зарядных клемм 11, 12. Разумеется, можно предусмотреть третью фазу поддержания зарядки Mri с не равным нулю третьим временем Mri, поддержания зарядки, что приведет к такому же удлинению третьих фаз поддержания зарядки других аккумуляторных элементов. Разумеется, аккумуляторный элемент r может отличаться от аккумуляторных элементов j, k, m, l, p или может быть одним из аккумуляторных элементов j, k, m, l, р.

В варианте выполнения достижение заранее определенного напряжения VLIM напряжениями Vji, Vki, Vli, Vmi, Vpi, Vqi, Vri аккумуляторного элемента j, k, l, m, p, q, r обнаруживается соответствующей схемой MESj, MESk, MESl, MESm, MESp, MESq, MESr измерения напряжения посредством сравнения измеренного напряжения Vji, Vki, Vli, Vmi, Vpi, Vqi, Vi с этим заранее определенным напряжением VLIM.

Согласно варианту выполнения, измеряют третье время Mji, Mki, Mli, Mmi, Mpi, Mqi, Mri соединения соответствующей обходной схемы CPCj, CPCk, CPCl, CPCm, CPCp, CPCq, CPCr с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, q, r в ходе третьей фазы Mji, Мki, Мli, Mmi, Mpi, Mqi, Мri поддержания зарядки, например, при помощи счетчика CTj, CTk, CTl, CTm, СТp, CTq, CTr и часового механизма H.

Согласно варианту выполнения, первое заранее определенное время TPji, TPki, ТРli, TPmi, TPpi, TPri преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, r для i-й зарядки, учитывает, по меньшей мере, второе время TPji-1, TPki-1, TPli-1, TPmi-1, TPpi-1, TPri-1 соединения соответствующей обходной схемы CPCj, CPCk, CPCl, CPCm, CPCp, CPCr с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, r в ходе первой фазы, по меньшей мере, предыдущей зарядки, например, зарядки i-1, и третье время Mji, Mki, Мli, Mmi, Mpi, Мri соединения соответствующей обходной схемы CPCj с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, r в ходе третьей фазы поддержания этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки, например, зарядки i-1.

Согласно варианту выполнения, первое время TPji, TPki, ТРli, TPmi, TPpi, ТРri преимущественного обхода, связанное соответственно с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, r для i-й зарядки, вычисляют в зависимости, по меньшей мере, от общего времени соединения соответствующей обходной схемы CPCj, CPCk, CPCl, CPCm, CPCp, CPCr с этим элементом j, k, l, m, p, q, r, которое было определено в ходе (i-1)-й зарядки и которое необходимо, чтобы все аккумуляторные элементы достигли заранее определенного напряжения VLIM, при этом первое время TPji, TPi, ТРli, TPmi, TPpi, TPqi, TPri преимущественного обхода для i-й зарядки было сохранено в памяти батареи в ходе этой (i-1)-й зарядки.

В варианте выполнения первое время TPji преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки, вычисляют следующим образом:

TPji=TPji-1+Mji-1-minj(TPji-1+Mji-1),

где minj(TPji-1+Mji-1) обозначает минимум TPji-1+Mji-1 на аккумуляторных элементах j.

Точно так же соответственно для других аккумуляторных элементов k, l, m, p, q, r:

TPki=ТРki-1+Mki-1-minj(TPji-1+Mji-1),

TPli=ТРli-1+Mli-1-minj(TPji-1+Mji-1),

TPmi=ТРmi-1+Mm-1-minj(TPji-1+Mji-1),

TPpi=ТРpi-1+Mpi-1-minj(TPji-1+Mji-1),

TPqi=ТРqi-1+Mqi-1-minj(TPji-1+Mji-1)=0,

TPri=ТРri-1+Mri-1-minj(TPji-1+Mji-1).

Средства 200 управления содержат средства 20 вычисления первого времени TPji преимущественного обхода, связанного соответственно с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки при i≥2, в зависимости от общего времени соединения соответствующей обходной цепи CPCj с этим аккумуляторным элементом j, которое было определено в ходе, по меньшей мере, предыдущей зарядки и которое необходимо, чтобы все аккумуляторные элементы достигли заранее определенного напряжения VLIM.

Батарея содержит, по меньшей мере, одно запоминающее устройство 21 для сохранения первого времени TPji преимущественного обхода для i-й зарядки и/или указанного общего времени соединения обходной цепи CPCj с этим аккумуляторным элементом j в ходе этой, по меньшей мере, предыдущей зарядки.

Батарея содержит датчик соединения зарядных клемм 11, 12 с зарядным устройством 100. Например, для этого обнаруживают присутствие зарядного разъема на клеммах 11, 12, который должен соединять клеммы 11, 12 батареи с клеммами 101, 102 зарядного устройства 100, и/или обнаруживают закрывание лючка, который необходимо закрывать для осуществления зарядки, и/или обнаруживают приведение в действие механического органа, который необходимо привести в действие для осуществления зарядки, и/или обнаруживают прием данных состояния, поступающих от зарядного устройства через шину связи батареи.

Средства 200 управления выполнены с возможностью осуществления для i-й зарядки батареи соединения множества аккумуляторных элементов с их соответствующей обходной цепью CPCj в ответ на обнаружение датчиком соединения зарядных клемм с зарядным устройством и для сохранения соединения каждого аккумуляторного элемента с его соответствующей обходной цепью CPCj в течение первого времени TPji преимущественного обхода, связанного соответственно с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки батареи.

Средства 200 управления выполнены с возможностью отсоединения, в конце первого времени TPji преимущественного обхода, соответствующей обходной цепи CPCj от каждого аккумуляторного элемента j в течение соответствующей второй фазы Cji для i-й зарядки батареи, пока напряжение Vji аккумуляторного элемента j не достигнет заранее определенного напряжения VLIM.

В скобках на фиг. 5 и 6 в качестве иллюстративного цифрового примера показаны цифровые значения этого первого и второго времени, а также их сумма ТР+М для зарядки i-1 и соответствующие цифровые значения, вычисленные для первого времени преимущественного обхода для зарядки i аккумуляторных элементов j, k, l, m, p, q, r.

Благодаря изобретению, можно избегать подачи электрической энергии на аккумуляторные элементы, уже достигшие заранее определенного напряжения VLIM, что позволяет избежать ухудшения их свойств и, в частности, ускорения из старения. Таким образом, благодаря изобретению, можно приблизить конец второй фазы зарядки Cji аккумуляторных элементов или добиться того, что эта вторая фаза Cji завершается практически одновременно для всех аккумуляторных элементов j. Уменьшается также время Mji третьей фазы поддержания зарядки аккумуляторных элементов j, что тоже позволяет избегать ухудшения свойств аккумуляторных элементов.

Кроме того, заявленный способ является самоадаптирующимся. Действительно, он адаптируется к флуктуациям работы аккумуляторных элементов, в частности, к флуктуациям времени зарядки аккумуляторных элементов до достижения их заранее определенного напряжения VLIM. Таким образом, после нескольких зарядок и даже практически после двух зарядок все вторые фазы зарядки завершаются практически одновременно и, следовательно, третьи фазы поддержания зарядки могут быть очень короткими.

Кроме того, поскольку каждая зарядка начинается с первой фазы преимущественного обхода практически для всех аккумуляторных элементов, это позволяет осуществлять этот обход, когда аккумуляторные элементы не зарядились до их заранее определенного напряжения VLIM, что позволяет не задействовать их сверх необходимости.

Уменьшение третьих фаз поддержания зарядки аккумуляторных элементов позволяет избежать микроциклов зарядки/разрядки, которые обычно происходят в фазе поддержания зарядки, и ограничить таким образом старение аккумуляторных элементов, не увеличивая при этом времени зарядки батареи 10.

Кроме того, поскольку ток, направляемый в обходные цепи CPCj, является меньшим в первой фазе обхода, которая происходит в начале зарядки, рассеивается меньше тепла за счет эффекта Джоуля по причине подключения этой обходной цепи. Следовательно, избегают нарушения работы аккумуляторных элементов батареи, поскольку к элементам нагрева батареи не добавляется неконтролируемый дополнительный нагрев, связанный с этим подключением. Для зарядки батареи используют также меньше энергии.

В варианте выполнения, чтобы избегать дополнительных микроциклов зарядки или разрядки, осуществляют, например, отсоединение зарядного устройства 100 от зарядных клемм 11, 12 батареи 10, как только батарею считают заряженной, и с зарядным устройством остаются соединенными только нагревательные элементы, предназначенные для поддержания соответствующей температуры батареи. Это тоже позволяет расходовать меньше энергии.

Как было указано выше, заранее определенное напряжение VLIM является напряжением, при котором опять подсоединяют обходную цепь. В данном случае заранее определенное напряжение VLIM соответствует, например, также напряжению, при котором считается, что аккумуляторный элемент j зарядился (пороговое напряжение зарядки), но оно может и отличаться от порогового напряжения зарядки. Это заранее определенное напряжение VLIM является, например, рекомендованным максимальным напряжением зарядки аккумуляторного элемента j. Заранее определенное напряжение VLIM является, например, одинаковым для всех аккумуляторных элементов j или может отличаться от одного аккумуляторного элемента к другому. Пороговое напряжение зарядки является, например, одинаковым для всех аккумуляторных элементов j или может отличаться от одного аккумуляторного элемента к другому.

В варианте выполнения заранее определенное напряжение VLIM является параметрируемым напряжением.

В варианте выполнения пороговое напряжение зарядки является параметрируемым напряжением. Например, заранее определенное напряжение VLIM предварительно записывают в память 21.

Например, пороговое напряжение зарядки предварительно записывают в память 21.

В вариантах выполнения, в которых предусмотрена третья фаза Mji поддержания зарядки, эта третья фаза позволяет корректировать время TPji следующей зарядки

В других вариантах выполнения первое время TPji преимущественного обхода может учитывать несколько первых фаз TPj и несколько третьих фаз Мj нескольких предыдущих зарядок, например, посредством учета средних значений времени этих первых и третьих фаз.

Способ может также содержать только один вышеуказанный этап измерения в ходе первой зарядки, при этом другие зарядки осуществляют на основании данных, измеренных в ходе этого этапа измерения (например, самого первого). Различные значения времени можно также определять на основании различных теоретических данных, относящихся к аккумуляторным элементам. Однако эти варианты выполнения не являются предпочтительными, так как они не учитывают эволюции аккумуляторных элементов в ходе их эксплуатации.

На фиг. 7 видно, что во время первой зарядки не все аккумуляторные элементы достигают заранее определенного напряжения VLIM одновременно и, следовательно, их третьи фазы поддержания зарядки не начинаются одновременно, поскольку кривые напряжения аккумуляторных элементов на этой фигуре не перекрывают друг друга.

На фиг. 8 видно, что для i-й зарядки кривые напряжения почти перекрывают друг друга и намного больше, чем на фиг. 7, и что аккумуляторные элементы достигают своего заранее определенного напряжения VLIM почти одновременно, и, следовательно, их третьи фазы поддержания зарядки начинаются почти одновременно. Это свидетельствует об эффективности системы.

В другом варианте выполнения первое время TPji преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки, вычисляют следующим образом:

TPji=a.(ТРji-1+b.Mji-1-minj(TPji-1+Mji-1),

где minj(TPji-1+Mji-1) обозначает минимум TPji-1+Mji-1 на аккумуляторных элементах j и где а и b являются не равными нулю рекомендованными коэффициентами. Эти коэффициенты относятся, например, к уровню зарядки батареи во время ее соединения с зарядным устройством.

1. Способ зарядки батареи, причем батарея (10) содержит множество аккумуляторных элементов (j), клеммы (11, 12) зарядки указанных аккумуляторных элементов, выполненные с возможностью соединения с зарядным устройством (100), обходную цепь (CPCj), связанную с каждым аккумуляторным элементом (j), коммутационные элементы (SWj), позволяющие соединять с соответствующей обходной цепью (CPCj) и отсоединять от нее каждый аккумуляторный элемент (j), и средства (20) управления коммутационными элементами (SWj),

характеризующийся тем, что для осуществления i-й зарядки батареи при i, превышающем или равном двум,

обнаруживают соединение зарядных клемм с зарядным устройством, при этом обнаружение соединения зарядных клемм с зарядным устройством вызывает в ходе первой фазы соединение аккумуляторных элементов (j) с их соответствующей обходной цепью (CPCj) соответственно в течение первого времени (TPji) преимущественного обхода, соответственно связанного с аккумуляторным элементом (j),

затем сразу по истечении первого времени (TPji) для каждого аккумуляторного элемента (j) во время второй соответствующей фазы (Cji) соответствующую обходную цепь (CPCj) отсоединяют от аккумуляторного элемента (j), пока напряжение (Vji) аккумуляторного элемента (j) не достигнет заранее определенного напряжения (VLIM), которое рекомендовано для аккумуляторного элемента (j) и которое не равно нулю,

при этом первое время (TPji) преимущественного обхода, соответственно связанное с аккумуляторным элементом (j), для i-й зарядки вычисляют в зависимости от общего времени соединения в течение по меньшей мере одной предыдущей зарядки, соответствующей обходной цепи (CPCj) с этим аккумуляторным элементом (j), пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения (VLIM),

при этом по меньшей мере одно время, связанное с аккумуляторным элементом (j), позволяющее определить

указанное первое время (TPji) преимущественного обхода для i-й зарядки и/или

указанное общее время соединения соответствующей обходной цепи (CPCj) с этим аккумуляторным элементом (j) в ходе указанной по меньшей мере одной предыдущей зарядки,

сохраняют в памяти (21) батареи в ходе указанной по меньшей мере одной предыдущей зарядки.

2. Способ по п. 1, в котором в конце второй фазы по меньшей мере для одного из аккумуляторных элементов (j) соответствующую обходную цепь (CPCj) соединяют с аккумуляторным элементом (j), так чтобы напряжение (Vji) аккумуляторного элемента (j) не превышало пороговое напряжение зарядки (VLIM) в течение соответствующей третьей фазы (Mji) поддержания зарядки, по меньшей мере, пока напряжения (Vji) на всех аккумуляторных элементах (j) не достигнут указанного заранее определенного напряжения (VLIM).

3. Способ по п. 2, в котором измеряют третье время (Mji) соединения соответствующей обходной цепи (CPCj) с аккумуляторным элементом (j) в ходе третьей фазы,

при этом первое заранее определенное время (TPji) преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом (j) для i-й зарядки, учитывает, по меньшей мере, первое время (TPji-1) соединения соответствующей обходной цепи (CPCj) с аккумуляторным элементом (j) в ходе первой фазы по меньшей мере одной предыдущей зарядки и третье время (Mji-1) соединения соответствующей обходной цепи (CPCj) с аккумуляторным элементом (j) в ходе третьей фазы указанной по меньшей мере одной предыдущей зарядки.

4. Способ по п. 3, в котором каждый аккумуляторный элемент (j) связан с элементом (MESj) измерения напряжения (Vji) аккумуляторного элемента (j) и со счетчиком (CTj) для отсчета третьего времени (Mji) обхода третьей фазы (Mji) обхода, при этом элемент (MESj) измерения выполнен с возможностью сравнения измеренного напряжения (Vji) аккумуляторного элемента (j) с заранее определенным напряжением (VLIM) и с возможностью включения отсчета счетчиком (CTj) третьего времени (Mji) обхода, когда напряжение (Vji) аккумуляторного элемента (j) достигло указанного заранее определенного напряжения (VLIM).

5. Способ по п. 4, в котором счетчиками (CTj) управляют таким образом, чтобы в качестве конца третьего времени (Mji) обхода считать момент, начиная с которого все аккумуляторные элементы достигли заранее определенного напряжения (VLIM).

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором первое время (TPji) преимущественного обхода, связанное соответственно с аккумуляторным элементом (j) для i-й зарядки, вычисляют в зависимости от общего времени соединения соответствующей обходной цепи (CPCj) с этим аккумуляторным элементом (j) во время (i-1)-й зарядки, пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения (VLIM).

7. Способ по любому из пп. 1-5, в котором указанное по меньшей мере одно время, связанное с аккумуляторным элементом (j), позволяющее определить

первое время (TPji) преимущественного обхода для i-й зарядки и/или

указанное общее время соединения соответствующей обходной цепи (CPCj) с этим аккумуляторным элементом (j) в ходе (i-1)-й зарядки,

сохранено в памяти (21) батареи во время (i-1)-й зарядки.

8. Способ по любому из пп. 1-5, в котором в ходе указанной по меньшей мере одной предыдущей зарядки в качестве времени, связанного с аккумуляторным элементом (j), в памяти сохраняют по меньшей мере первое время (TPji) преимущественного обхода, соответственно связанное с аккумуляторным элементом (j) для i-й зарядки.

9. Способ по любому из пп. 1-5, в котором в ходе указанной по меньшей мере одной предыдущей зарядки в качестве времени, связанного с аккумуляторным элементом (j), в памяти сохраняют по меньшей мере указанное общее время соединения соответствующей обходной цепи (CPCj) с этим аккумуляторным элементом (j) в ходе этой по меньшей мере одной предыдущей зарядки.

10. Способ по п. 9, в котором первое время TPji преимущественного обхода, связанное соответственно с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки, вычисляют следующим образом:

TPji=TPji-1+Mji-1-minj(TPji-1+Mji-1),

где minj(TPji-1+Mji-1) обозначает минимум TPji-1+Mji-1 на аккумуляторных элементах j.

11. Способ по п. 9, в котором первое время TPji преимущественного обхода, связанное соответственно с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки, вычисляют следующим образом:

TPji=a.(TPji-1+Mji-1)-b.minj(TPji-1+Mji-1),

где minj(TPji-1+Mji-1) обозначает минимум TPji-1+Mji-1 на аккумуляторных элементах j и a, b являются не равными нулю рекомендованными коэффициентами.

12. Способ по п. 11, в котором коэффициенты а и b определяют в зависимости от уровня зарядки батареи, когда обнаружено ее соединение с зарядным устройством.

13. Способ по любому из пп. 1-5, в котором при первой зарядке каждого аккумуляторного элемента (j) батареи

обнаруживают соединение зарядных клемм (11, 12) с зарядным устройством, при этом обнаружение соединения зарядных клемм (11, 12) с зарядным устройством вызывает в ходе соответствующей второй фазы (Cj1) отсоединение каждого аккумуляторного элемента (j) от его соответствующей обходной цепи (CPCj) для зарядки элемента (j), пока соответствующее напряжение (Vj1) аккумуляторного элемента (j) не достигнет заранее определенного напряжения (VLIM),

затем по меньшей мере для одного из аккумуляторных элементов (j) в конце соответствующей второй фазы (Cj1) соответствующую обходную цепь (CPCj) соединяют с аккумуляторным элементом (j), так чтобы напряжение (Vj1) аккумуляторного элемента (j) не превышало пороговое напряжение зарядки (VLIM) в течение соответствующей третьей фазы (Mj1) поддержания зарядки, пока напряжения (Vj1) на всех аккумуляторных элементах (j) не достигнут заранее определенного значения напряжения (VLIM),

при этом первое время (TPj2) преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом (j) и действительное по меньшей мере для второй зарядки, соответствует третьему времени (Mj1) соединения соответствующей обходной цепи (CPCj) с аккумуляторным элементом (j) в ходе третьей фазы (Mj1) первой зарядки.

14. Способ по любому из пп. 1-5, в котором указанное заранее определенное напряжение (VLIM) является напряжением, меньшим или равным пороговому напряжению зарядки, которое рекомендовано для аккумуляторного элемента (j) и не равно нулю.

15. Батарея (10), содержащая множество аккумуляторных элементов (j), клеммы (11, 12) зарядки аккумуляторных элементов, выполненные с возможностью соединения с зарядным устройством (100), обходную цепь (CPCj), связанную с каждым аккумуляторным элементом (j), коммутационные элементы (SWj), позволяющие соединять с соответствующей обходной цепью (CPCj) и отсоединять от нее каждый аккумуляторный элемент (j), и средства (20) управления коммутационными элементами (SWj), средства измерения напряжения (Vji) каждого аккумуляторного элемента (j),

отличающаяся тем, что средства (200) управления содержат средства (20) вычисления первого времени (TPji) преимущественного обхода, связанного соответственно с аккумуляторным элементом (j) для i-й зарядки при i≥2, в зависимости от общего времени соединения в ходе по меньшей мере одной предыдущей зарядки соответствующей обходной цепи (CPCj) с этим аккумуляторным элементом (j), пока все аккумуляторные элементы не достигнут заранее определенного напряжения (VLIM),

при этом батарея содержит по меньшей мере одно запоминающее устройство (21) для сохранения по меньшей мере одного времени, связанного с аккумуляторным элементом (j) и позволяющего определить

первое время (TPji) преимущественного обхода для i-й зарядки и/или

указанное общее время соединения обходной схемы (CPCj) с этим аккумуляторным элементом (j) во время этой по меньшей мере одной предыдущей зарядки,

при этом батарея содержит датчик для обнаружения соединения зарядных клемм (11, 12) с зарядным устройством (100),

причем средства (200) управления выполнены с возможностью осуществления для i-й зарядки батареи соединения множества аккумуляторных элементов с их соответствующей обходной цепью (CPCj) в ответ на обнаружение датчиком соединения зарядных клемм с зарядным устройством и с возможностью поддержания соединения каждого аккумуляторного элемента (j) с его соответствующей обходной цепью (CPCj) в течение первого времени (TPji) преимущественного обхода, соответственно связанного с аккумуляторным элементом (j) для i-й зарядки батареи, и

средства (200) управления выполнены также с возможностью отсоединения в конце первого времени (TPji) преимущественного обхода соответствующей обходной цепи (CPCj) от каждого аккумуляторного элемента (j) в течение второй соответствующей фазы (Cji) для i-й зарядки батареи, пока напряжение (Vji) аккумуляторного элемента (j) не достигнет заранее определенного напряжения (VLIM), которое рекомендовано для аккумуляторного элемента (j) и не равно нулю.



 

Похожие патенты:

Предложен электрод для использования в усовершенствованной батарее с проточным электролитом и блок элементов для батареи, причем каждый блок элементов образован из проточных рамок, расположенных между торцевыми элементами.

Использование: в области электротехники для перезарядки вторичной батареи. Технический результат – повышение скорости и надежности перезарядки.

Использование: в области электротехники. Технический результат - исключение падения напряжения на USB-проводе между терминалом и зарядным устройством.

Изобретение относится к носимому устройству и способу его изготовления, относящемуся к области техники, связанной с «умными» предметами для ношения, в частности носимой электронике.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности системы электроснабжения.

Использование: в области электротехники в системах электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ). Технический результат - повышение удельных энергетических характеристик и качества выходного напряжения автономной системы электропитания ИСЗ.

Изобретение относится к центральной панели электрического установочного устройства для размещения и электрической зарядки мобильного прибора. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат, заключается в прекращении или снижении подачи энергии, подаваемой от устройства подачи энергии к электронному устройству, когда оно входит в заранее определенное состояние.

Изобретение относится к специальным электротехнологическим установкам с полупроводниковыми преобразователями, которые позволяют повысить эффективность соответствующих электротехнологий и обеспечить энергосбережение.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в обеспечении возможности беспроводной зарядки нескольких мобильных устройств с помощью нескольких каскадно соединенных зарядных станций при наличии одного внешнего источника переменного тока.

Группа изобретений относится к области электротехники и может быть использована для контроля аккумуляторных источников питания. Способ автоматического контроля технического состояния элементов смешанной (последовательное соединение групп параллельных элементов) аккумуляторной батареи включает обработку информации результатов контроля в N+1 выходных зажимах подключения контролируемых аккумуляторов в N контрольных точках, нумерацию последовательно контрольных точек, масштабирование токов от каждого элемента аккумуляторной батареи с коэффициентом масштабирования от каждой контрольной точки, токи от каждой контрольной точки суммируют в точке суммирования и передают через канал связи в орган обработки информации, где обрабатываются для идентификации номера отказавшего элемента аккумуляторной батареи.

Устройство измерения остаточной емкости химического источника тока относится к области измерительной техники и может использоваться для перманентного контроля аккумуляторной батареи или химического источника тока (ХИТ) которые используются в автомобилях, электромобилях, складских электрокарах и в других бытовых и промышленных приборах, для которых источником энергии служит ХИТ, что позволит предотвратить непредвиденный выход ХИТ из строя. Новым в устройстве измерения остаточной емкости ХИТ является разделение устройства на два блока и упрощение конструкции, таким образом, что в первом блоке содержится конденсатор с ключом заряда который жестко крепиться как можно ближе к клеммам ХИТ для наименьшей длинны подводящих проводов, во втором блоке располагаются остальные компоненты устройства с индикатором, на который будет выводиться информация об остаточной емкости ХИТ. Устройство измерения остаточной емкости ХИТ состоит из конденсатора известной емкости, электронных управляемых ключей заряда и разряда, устройства выборки-хранения, делителя напряжения, микроконтроллера, пульта управления, фильтра нижних частот, индикатора на который выводиться остаточная емкость ХИТ.

Изобретение относится к комплексным контрольно-проверочным системам, а именно к бортовым системам для контроля работоспособности и диагностики неисправностей, обслуживаемых и необслуживаемых аккумуляторных батарей, состоящих из n последовательно включенных элементов, и в первую очередь Li-ion аккумуляторов, применяемых в системах автономного электроснабжения на транспортных средствах.

Изобретение относится к области технической диагностики аккумуляторной батареи. Сущность: способ диагностирования аккумуляторной батареи с жидким электролитом использует определение неравномерности распределения температуры по поверхности аккумуляторной батареи с последующим определением зон, имеющих повышенную температуру относительно смежного участка поверхности корпуса и местоположения выявленной зоны с повышенной температурой относительно элементов конструкции аккумуляторной батареи.

Изобретение относится к контролю аккумуляторных батарей. Сущность: устройство оценки состояния заряда включает в себя первый и второй арифметические блоки, а также арифметический блок коррекции.

Изобретение относится к системам для контроля работоспособности и диагностики неисправностей аккумуляторных батарей, состоящих из n последовательно включенных элементов.

Изобретение относится к контролю неисправностей в батарее конденсаторов, подключенной к системе электропитания, при этом батарея конденсаторов содержит множество конденсаторных блоков, которые разделены на две Y-секции.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам диагностики литиевых химических источников тока. Способ включает разряд источника тока на внешнюю нагрузку и измерение его напряжения под нагрузкой.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при комплектовании батарей из аккумуляторов и диагностировании их технического состояния.

Изобретение относится к области технической диагностики и может использоваться для проверки исправности аккумуляторной батареи. Сущность: способ использует определение неравномерности распределения температуры по поверхности аккумуляторной батареи с последующим определением зон, имеющих повышенную температуру относительно смежного участка поверхности корпуса и местоположения выявленной зоны с повышенной температурой относительно элементов конструкции аккумуляторной батареи.
Наверх