CN114303296B

CN114303296B - 电池单体的充电

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Publication number: CN114303296B
Application number: CN202080061503.3A
Authority: CN
Inventors: J·P·施密特; J·万德特
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2020-08-14
Publication date: 2025-05-13
Anticipated expiration: 2040-08-14
Also published as: JP2022548505A; US12255486B2; KR102800428B1; KR20220035216A; WO2021043563A1; JP7588137B2; DE102019123739A1; US20220311262A1; CN114303296A

Abstract

本发明涉及一种用于对电池单体充电的方法，在具有恒定的充电电流（I_L）的充电阶段（LP1‑LP2）期间监控，施加到电池单体上的充电电压（U_L）是否达到或超过预设的切换电压（U_U），如果是这种情况，则切换到具有更小的恒定的充电电流（I_L）的下一个充电阶段（LP2‑LP3），并且在各充电阶段（LP1‑LP3）期间附加地监控，是否达到或低于充电电压（U_L）与所述充电阶段（LP1‑LP3）的切换电压（U_U）的预设差距（ΔU），如果是，则向电池单体施加至少一个放电脉冲（P0‑P9）。电池充电装置（BV）被设置成执行所述方法。运载工具（F）和/或充电站（LSt）具有电池充电装置（BV）的至少一部分。本发明尤其可有利地应用于运载工具电池的充电，尤其是应用于由电池电驱动的运载工具的充电。

Description

电池单体的充电

技术领域

本发明涉及一种用于对电池单体充电的方法，其中，在具有至少大致恒定的充电电流的充电阶段期间监控，施加到所述电池单体上的充电电压是否达到或超过预设的切换电压，并且如果是这种情况，则切换到具有至少大致恒定的但是更小的充电电流的下一个充电阶段。本发明还涉及一种电池充电装置，所述电池充电装置设置成执行该方法。本发明还涉及一种运载工具，该运载工具具有电池充电装置的至少一部分和/或涉及一种用于运载工具的充电站，该充电站具有电池充电装置的至少一部分。本发明尤其可有利地应用于运载工具电池的充电，尤其是应用于由电池电驱动的运载工具的充电。

背景技术

快速充电是电池电动运载工具的用户接受度的非常重要的因素。在此，目标是能够实现特别短的充电时间，而在此不有损于存储器的安全性或使用寿命。

在多级恒流充电（也称为“多级恒流”，MSCC）的情况下，充电电流逐渐阶段式减小，使得被充电的电池单体的阳极电位不变化到如下区域中，在该区域中发生金属锂在电池单体的电极上的沉积（所谓的“电镀”）。由此对于充电电流得出特征性的阶梯模式，该阶梯模式例如在US 6137265 A的图3B中公开并且已经用于对当前的电池电动运载工具充电。

在MSCC中，尽管整体上或者在整个阳极上确定了不应允许电镀的阳极电位，但是仍可能出现电镀，因为实际电极处和实际电极中的电流和电流密度是不均匀的，例如由于运输过程与电极结构中的不均匀性的相互作用、电极的多孔结构和电极的有限延伸。因此，整体阳极电位是不同的局部阳极电位的混合电位，其中，局部阳极电位可以具有发生电镀的值，即使在仅考虑整体阳极电位时不应该发生这种情况。为了在真实条件下抵抗电镀，可以减小充电电流，然而，这不利地导致充电时间延长。

发明内容

本发明的任务是，至少部分地克服现有技术的缺点，并且尤其是提供多级恒流充电，多级恒定电流充电在充电时间仅有略微延长的情况下特别可靠地防止电镀。

该任务根据本发明的特征来解决。

该任务通过一种用于对电池单体充电的方法来解决，其中，

- 在具有至少大致恒定的充电电流或者说具有包括至少大致恒定的电流强度的充电电流的充电阶段期间监控，施加到所述电池单体上的充电电压是否达到或超过预设的切换电压，并且如果是这种情况，则切换到具有更小的至少大致恒定的充电电流或者说具有包括更小的、同样至少大致恒定的电流强度的充电电流的下一个充电阶段，并且

- 在充电阶段期间附加地监控，是否达到或低于充电电压与该充电阶段的切换电压的预设差距，并且如果是，则向电池单体施加至少一个放电脉冲。

该方法通过施用至少一个放电脉冲实现，由此防止在电池单体的电极上的沉积物、例如在锂离子电池单体的阳极上的金属锂的沉积物，并且必要时甚至又分解已经存在的沉积物。此外，因为在相应充电阶段的相对晚的时间点才施用或者施加所述至少一个放电脉冲，在该时间点电镀的危险是特别高的，所以放电脉冲起到特别有效的作用。于是，仅需要相对较少且短的放电脉冲，这又仅略微延长了充电时间。换言之，放电脉冲不是在预先固定预设的时间点（例如周期性地）触发，而是仅当电镀的危险特别高时才视情况而定地被触发。特别地，预设差距与阳极电压对应，该阳极电压在充电阶段的进程中已经如此程度地接近其零值，以使得由于电极、尤其是阳极的不均匀性而存在电镀的明显提高的危险，例如是因为在那里可能已经在局部施加负的阳极电位，尽管整体阳极电位仍是正的。

充电阶段的电流强度“至少大致”恒定尤其是包括，该电流强度在充电阶段的进程中从其初始值或初始额定值偏差、尤其是下降不超过10%。一种改进方案是，这意味着，电流强度从初始电流强度偏差、尤其是下降不大于5%，尤其是不大于4%，尤其是不大于3%，尤其是不大于2%，尤其是不大于1%。

一种改进方案是，电流强度在充电阶段期间与其初始值或初始额定值的偏差明显小于两个相继的充电阶段的初始值或初始额定值的数值减小、尤其是小了至少一个数量级。一种改进方案是，在一个充电阶段内，该偏差不大于该充电阶段的初始值或初始额定值与之前的充电阶段和/或随后的充电阶段的初始值或初始额定值的差的10%，尤其是不大于5%，尤其是不大于4%，尤其是不大于3%，尤其是不大于2%，尤其是不大于1%。

一种改进方案是，在充电阶段期间，充电功率保持恒定。因为在以恒定的充电电流给电池单体充电期间充电电压略微升高，所以在该改进方案中代替保持充电电流恒定而以如下程度（略微地）有针对性地减小充电电流的电流强度，在该程度中充电电压提高。这可以通过在充电阶段期间充电功率保持恒定而实现。然而，充电电流的这种下降明显小于在充电阶段结束时的切换时的下降。

一种设计方案是，在充电阶段期间施用恒定的充电电流或者说具有恒定的电流强度的充电电流，并且当施加到电池单体上的充电电压达到或超过预设的切换电压时，切换到具有更小的恒定的充电电流或者说具有更小的恒定的电流强度的充电电流的下一个充电阶段。该设计方案在狭义上是MSCC方法，其中，在该MSCC方法的执行期间设定或存在多个相继的充电阶段，所述充电阶段具有逐渐减小的、但是分别（除了放电脉冲外）恒定的充电电流。

恒定的充电电流和恒定的充电功率的情况因此可以视作上级的发明构思的备选的设计方案。在此，恒定的充电电流或恒定的充电功率可以理解为，它们在充电阶段期间被设定或调节到相应恒定的额定值。在充电阶段期间与额定值的偏差有利地为小于2%、尤其小于1%、尤其小于0.5%。

在本方法中，在一种改进方案中直接在相继的充电阶段之间出现过渡，也就是说，没有明显的并且有针对性地设定的过渡阶段。换言之，在充电过程期间尤其是进行充电电流的阶段式进行的减小。所属的施加到电池单体上的且可简单测量的充电电压在充电阶段开始时短暂下降之后连续升高。典型地，当充电电压达到或超过预设的切换电压时，从一个充电阶段过渡到下一个充电阶段。切换电压典型地至少大致与阳极电压接近其零值相对应，典型地与达到在零值上方大约10mV至40mV的预设阈值（也称为“临界阳极电压”）相对应，由此实现了补偿不均匀性和模拟的模型误差的优点。切换电压可以从充电阶段至充电阶段不同并且通常随着继续进行的充电阶段而提高。换言之，为了确定在两个充电阶段之间的所期望的切换时间点而监控，施加到电池单体上的充电电压是否达到或超过预设的切换电压，并且如果是这种情况，则切换到下一充电阶段。

下面借助于对于相应的充电阶段恒定的充电电流来更详细描述本发明。然而，本发明类似地包括具有也仅至少大致恒定的充电电流的充电阶段，例如在充电阶段期间在充电电流仅略微下降的情况下具有恒定的充电功率的充电阶段。

“电池单体”尤其是理解为单个的电池单体。多个电池单体可以被组合成“电池组”或“电池存储器”。在此，电池单体的电连接原则上是任意的，例如串联和/或并联。一种改进方案是，可以单个地或单独地监控施加在电池组的所有电池单体上的电压、包括充电电压。备选地或附加地，可以测量作为整体施加在电池组上的电压。附加地，也可以测量相应的电流，也就是说，单个地和/或共同地测量相应的电流。

所述差距尤其是等于当前充电电压与切换电压之间的差。在充电阶段期间附加地监控，所述差距是否达到或低于第一阈值，也可以以类似的观察方式如此实施，即附加地监控，充电电压是否已达到或超过如下电压值（“触发电压”），所述电压值等于第一阈值减去所述差距。计算方法以及另外的等同定义可以互换使用。

放电脉冲在其持续时间期间使电池单体放电。下面在不限制一般性的情况下，充电电流设置有正的符号，而放电电流设置有负的符号。放电时的电池电压在当前时间点小于其平衡电位。相对于平衡电位的该电压差在充电与放电之间变换时具有符号变换。

该方法一直继续，直到达到预设的中断标准，例如电池单体已经达到足够的充电水平或者已经达到确定的总充电时间。

可能发生的是，充电电压在放电脉冲结束之后再次下降到小于为了触发该放电脉冲而设定的触发电压并且随后再次达到或超过触发电压。在这种情况下，有利地对相同的触发电压不再施用放电脉冲。一般地，一种改进方案是，在充电阶段期间在多次达到或超过预设的触发电压时或者说在多次达到或低于预设差距时（即尤其是在第一次达到或超过或低于时）仅一次触发所属的放电脉冲。

一种设计方案是，所述至少一个放电脉冲的持续时间分别在0.1s至10s之间的范围中，尤其在0.5s和2s之间的范围中，尤其大约为1s。

一种设计方案是，放电脉冲具有如下幅值，所述幅值不低于电池单体的C速率的值C/10、尤其不低于值C/3、尤其不低于值C/2。C速率或C因子是已知的特定电池的参量，在此不进一步讨论该参量。如果该参量是C [h^-1]，则放电脉冲有利地被设定成，使得放电脉冲具有至少为-C/10安培的放电电流I_SE的电流强度或C/10安培的幅值|I_SE|。因此适用的是，有利地设定I_SE≤-C/10 或|I_SE| > C/10。通过基于电池单体的C速率的（无单位的）值以预设的关系设定放电脉冲的放电电流I_SE的强度，保证了与单体的容量无关地有利地选择放电脉冲。

一种改进方案是，放电脉冲的幅值不超过1C的值。将C速率限制为最大1C的值一方面具有的优点是，限制电路技术耗费，另一方面在非常高的C速率和不变的充电量的情况下脉冲仅会相应短地施用，使得可能沉积的或电镀的锂的分解或其他均匀化过程在电极中不能进行或不能足够长时间地进行。然而原则上也可以为放电脉冲值的幅值选择大于1C的值，例如2C、5C、10C等。

一般地，一种设计方案是，在放电脉冲的情况下放电的电荷（“放电脉冲电荷”）随着电池单体的健康度的下降而提高。因此实现的优点是，也考虑到，在电池单体老化时的电镀倾向可能高于在健康的电池单体中的电镀倾向。增加的放电脉冲电荷用作对减少的健康度的反作用。健康度可以通过所谓的SoH特征值（“健康状态”，SoH）量化，该特征值给出关于在当前的充电循环中还可以使用初始电池单体容量的多少百分比的信息。健康的电池单体对应于SoH为1或者说100%。因此该设计方案可以被表达为，在放电脉冲的情况下放电的电荷（“放电脉冲电荷”）随着电池单体的SoH值的下降而提高。一种特别有利的改进方案是，放电脉冲的幅值与SoH特征值成反比地升高。

一种设计方案是，健康的电池单体的放电脉冲具有如下幅值，该幅值不超过电池单体的C速率的值C，尤其是等于值C，并且幅值随着健康度下降而提高。

一种备选的改进方案是，放电脉冲的C速率随着SoH特征值的下降而保持恒定，这在SOH值降低的情况下对应于电流幅度的降低。然而，作为另外的可能性，放电脉冲的C速率可以保持恒定。此外，备选地或附加地，随着SOH值的降低能够提高放电脉冲持续时间。

一种设计方案是，通过所述至少一个放电脉冲在确定的充电阶段期间累加到电池单体上的放电量（例如以库仑给出）不超过该充电阶段的充电量的5%，尤其是不超过该充电量的4%，尤其是不超过该充电量的3%，尤其是不超过该充电量的2%，尤其不超过该充电量的1%。因为已经表明，已经可以利用这种小的放电量改进地防止电镀并且在此可以将充电时间的延长保持得小。

一种改进方案是，放电量为充电阶段的充电量的至少0.1%，尤其是至少0.2%，尤其是至少0.5%。因此，有效地防止了电镀。

特别有利的是，放电量处于充电量的0.1%至1%之间。

一种设计方案是，在达到预设差距或者所属的触发电压的充电阶段期间在时间上间隔地将多个放电脉冲施加到电池单体上。这产生的优点是，放电脉冲的抑制或逆转电镀的作用分布在较长的时间段上，这使得抗电镀效果特别有效。

一种改进方案是，以固定预设的时间序列施加或施用放电脉冲。

一种设计方案是，接着第一放电脉冲之后，如果充电电压从达到该差距起已经增加了预设值（“附加电压值”），则总是施加另外的或附加的放电脉冲。由此，在对于防止电镀特别有利的时间点施加放电脉冲。例如，对于确定的充电阶段，切换电压可以为U_U并且用于施加第一放电脉冲的触发电压U_SE具有与切换电压U_U的差距ΔU，这意味着，U_SE = U_U-ΔU适用，其中，电压U_SE、U_U、ΔU具有正符号，从而U_SE< U_U适用。当对于施加到电池单体上的电压（充电电压）U_L = U_SE适用时，触发第一放电脉冲P0，当对于充电电压U_L = U_SE+ n·U_Z（其中，预设的附加电压值U_Z＞0）适用时，触发该充电阶段的每个第n另外的放电脉冲Pn。对于U_Z，尤其是U_Z≤ΔU/2适用。自然正数n因此说明在该充电阶段的第一放电脉冲P0之后的另外的或附加的放电脉冲P1至P9的数量。

一种改进方案是，附加电压值U_Z对于所有放电脉冲具有相同的值。备选地，附加电压值U_Z对于至少两个放电脉冲可以是不同的。

一种设计方案是，差距或者说其值或大小至少大致等于电池单体的阳极电压的临界阈值。随着达到或低于临界阈值，电镀的风险显著增加。例如，可以通过实验或借助仿真来估计或确定该“临界阳极电压”。例如，临界阳极电压可以具有在约10mV至40mV之间的值。

一种设计方案是，差距的大小对于所有充电阶段是恒定的。

一个备选的设计方案是，差距的大小对于至少两个充电阶段是不同的。因此，差距的大小可以随着接着的充电阶段变大或变小。

一般地，所述至少一个放电脉冲不需要施用在所有充电阶段上，而是仅施用在一组m > n个充电阶段的初始的n个充电阶段上。当在大于n的充电阶段中电镀的危险实际上被排除时，这是有利的。

一种改进方案是，差距的大小对于相应的充电阶段被改变，例如根据电池单体的SoH特征值（“健康状态”，SoH）来变化。尤其地，该差距可以随着SoH特征值的降低而增大。这样也实现的优点是，考虑电池单体的健康状态以防止电镀。

一种设计方案是，对锂基电池单体充电，例如锂离子电池单体、锂聚合物电池单体或含锂的固体电池单体或含锂的电池单体是锂基电池单体。

一种设计方案是，多个电池单体组合连接成电池组或电池存储器。然后能够类似地执行该方法。当电池组的各个电池单体的充电电压可单独地测量并且可单独地设定时，这可尤其简单地实现。

一种设计方案是，对于电池组的每个电池单体单独地监控达到或者低于该差距，并且即使仅一个电池单体达到或者低于该差距，也向电池组施加至少一个放电脉冲。该方法提供的优点是，即使当电池组的各个电池单体的充电电压可单独测量，但将充电电压作为整体施加到电池组上时，也可特别可靠地防止电镀。尤其是在该设计方案中可以如下进行：电池组被充电，在此首先实施第一充电阶段。现在电池单体中的一个电池单体首先达到触发电压U_SE。然后对整个电池组施加放电脉冲。随后，电池组被继续充电（在此，触发电压U_SE可以被再次经过，其中，但是对于该触发电压U_SE不实施重新的放电脉冲，因为该触发电压已经被触发了一次），并且电池单体（可能是已经首先达到触发电压U_SE的相同的电池单体）将达到切换电压U_U并且由此迫使随着充电电流的随之跳跃式减小而变换到下一个充电阶段。

在特别简单构建的电池组中，其中，各个电池单体彼此串联连接并且各个电池单体的充电电压不能单独地测量，该方法例如可以以类似的方式如下执行：即在m个电池单体中对于电池单体的充电电压U_L适用U_L= U_L,pack/m，其中，U_L= U_L,pack是施加到电池组上的充电电压。

该任务还通过一种电池充电装置来解决，其中，所述电池充电装置被设置成执行如上所述的方法。电池充电装置能够类似于所述方法来构造并且具有相同的优点。电池充电装置例如可以具有用于提供电能的供电端子、用于测量施加到电池单体或电池组上的电压的测量装置、必要时用于测量流向电池单体或电池组和/或从电池单体或电池组流出的电流的电流测量装置、以及用于控制该方法的控制装置。

所述任务还通过一种运载工具来解决，该运载工具具有电池充电装置的至少一部分。电池充电装置能够类似于电池充电装置和/或所述方法来构造并且具有相同的优点。在一种改进方案中，运载工具是电池电驱动的运载工具。运载工具可以是例如机动车（例如诸如轿车、载重汽车、公共汽车等的汽车，或者摩托车）、火车、水上运载工具（例如船只或船舶）或航空运载工具（例如飞机或直升机）。

此外，所述任务通过一种用于运载工具的充电站解决，该充电站具有电池充电装置的至少一部分。

因此，电池充电装置可以在运载工具、充电站中实现，或者可以分布式地实现在运载工具和相配的充电站上。

本发明的上面描述的特性、特征和优点以及实现这些特性、特征和优点的方式和方法结合实施例的下面的示意的描述变得更清楚并且更明白地可理解，所述实施例结合附图得以更详细地阐述。

附图说明

图1概略地并且非按比例地示出尚没有放电脉冲的描述了MSCC充电过程的充电参数相对于以分钟为单位的时间的三个示图；

图2示出用于执行该方法的可能的流程图；并且

图3概略地并且非按比例地示出在达到所属的触发电压之后的具有放电脉冲的在充电阶段期间流向电池单体并且从电池单体流出的电流的示图。

具体实施方式

图1示出对于锂离子电池单体还没有放电脉冲时的MSCC充电过程的典型充电参数相对于以分钟为单位的时间t的示图，即在上面的示图中示出对于多个充电阶段LP1、LP2和LP3以安培为单位的充电电流I_L，在中间的示图中示出施加在同一电池单体上的以伏特为单位的充电电压U_L，并且在下面的示图中示出以伏特为单位的所属的阳极电压U_A。

关于上面的示图，各充电阶段LP1、LP2、LP3分别具有恒定的但对于相继的充电阶段LP1、LP2、LP3逐渐减小的充电电流I_L，例如在LP1期间I_L＝125 A，在LP2期间I_L＝90A，并且在LP3期间I_L＝75A等。在LP1和LP2之间的切换时间点表示为t1、并且在LP2和LP3之间的切换时间点表示为t2。在切换时间点t1和t2处，所属的充电电流I_L阶梯式下降。

中间的示图示出，对于相应的充电阶段LP1至LP3，维持恒定的充电电流I_L所需的充电电压U_L典型地连续上升，之后充电电压在两个充电阶段LP1、LP2之间的切换或LP2、LP3之间的切换之后首先在短的时间内下降。当充电阶段LP1至LP3的充电电压U_L达到相应的切换电压U_U时，触发或者执行该切换。切换电压U_U尤其是可以被选择成，使得切换电压对于每个随后的充电阶段LP1、LP2、LP3更大。这通常是有意义的，因为随后的充电阶段LP2、LP3的充电电压U_L相对快地超过前面的充电阶段LP1或LP2的切换电压U_U。例如可以适用的是：U_U（LP1）= 3.95V、U_U（LP2）= 4.00V和U_U（LP3）= 4.05V。

下面的示图示出例如对于Li/Li⁺的整体测量的阳极电压U_A在充电阶段LP1至LP3中的每个充电阶段期间下降。如果阳极电压U_A在充电阶段LP1、LP2、LP3的过程中为负，则会出现电镀。因此，全部阳极电压U_A在充电过程期间保持在正值。然而，由于阳极的不均匀性、形状等，可能发生与整体测量的阳极电压U_A的局部偏差，其中，于是即使整体测量的阳极电压U_A仍然为正，也可能在局部已经出现负的阳极电压。因此，对于本方法假设，随着达到或低于正的临界阳极电压U_A,krit，局部电镀的风险就已经显著增加。

在时间点t_SE达到该临界阳极电压U_A,krit，并且用于触发或启动至少第一放电脉冲P0、尤其是放电脉冲P0至P9（参见图3）的触发电压U_SE有利地被确定成，使得充电电压U_L同样至少大约在时间点t_SE达到该触发电压U_SE。换言之，触发电压U_SE被选择成与达到临界阳极电压U_A,krit一致。由此实现，当需要时，即随着阳极电压U_A出现在用于电镀的临界电压范围U_A≤U_A,krit中时，才施用或施加防止电镀的放电脉冲P0至P9。因此，有针对性地避免了在对于电镀的非临界时间t<t_SE或电压范围U_A>U_A,krit时施加延长电池单体的充电时间的放电脉冲P0至P9。在此也考虑，为了达到短的充电时间，有利地尽可能长时间地延迟充电阶段LP1至LP3的切换，这也意味着，阳极电压U_A应尽可能接近U_A＝0。借助使用放电脉冲P0至P9，即使考虑到阳极的不均匀性、形状等，也可以在很大程度上实现该目的，而不产生电镀。

图2示出用于在电池充电装置BV中执行所述方法的可能的流程图。电池充电装置BV可以表示运载工具F和/或充电站LSt的一部分或部件。图3示出针对第一充电阶段LP1向电池单体流入和从电池单体流出的电流I相对于时间t的相应示图。

在步骤S1中，例如在充电过程开始时开始充电阶段LP1。

然后在步骤S2中监控，是否达到或低于在切换电压U_U和所施加的充电电压U_L之间的差距ΔU，或者说充电电压U_L是否达到或超过触发电压U_SE＝U_U -ΔU。

如果是这种情况（“是”），则在步骤S3中施用具有例如在0.1s至10s之间的持续时间的第一放电脉冲P0，如也在图3中示出的那样。

在第一放电脉冲P0结束之后，在步骤S4中监控，充电电压U_L是否已经达到切换电压U_U。如果是这种情况（“是”），则切换到接着的充电阶段LP1、LP2、LP3或者开始新的充电阶段LP1、LP2、LP3。

如果不是这种情况（“否”），则在步骤S5中监控，充电电压U_L是否已经达到触发电压U_SE加上第n个附加电压值U_Z,n，其中，n是附加的（第二、等）放电脉冲P1至P9的数量。因此监控U_L ≥U_SE +U_Z,n是否适用。如果应当关于电压等距地触发放电脉冲P1至P9，则触发条件也可以被描述为U_L≥U_SE +n·U_Z，其中，对于第一附加放电脉冲n＝1适用。

如果是这种情况（“是”），则在步骤S6中施加另外的第n个放电脉冲P1至P9并且在其结束之后在步骤S7中随着n（n:＝n+1）的递增，进行分支返回步骤S4。当前示例性地施加了九个另外的放电脉冲P1至P9。

该过程被执行，直至充电过程被中断或结束。如在图3中所示那样，放电脉冲P1至P9可以具有相同的脉冲持续时间、例如1s，和/或可以具有相同的放电电流幅度，例如等于电池单体的C速率的值。如果电池单体的固有的C速率是C h^-1，则放电电流I_SE有利地被设定到I_SE≤-C/10，这里特别有利地设定到I_SE =-C安培。例如可以的是，放电电流I_SE= -60 A。尤其地，通过施用放电脉冲P0至P9而总共在所属的充电阶段LP1期间放电的充电量至少是所属的充电阶段LP1的充电量的0.1%和/或不超过该充电量的2%。

例如可以的是，ΔU＝10 mV，而例如U_Z＝1 mV可以适用。

通过扩展，即取代单个电池单体的充电电压U_L，首先形成电池组的所有当前的电池单体的充电电压U_L的最大值，该方法也直接涉及具有多个电池单体的电池组。

当然，本发明不限于所示的实施例。

因此，步骤S4也可以在其他位置上实施，例如如果预先已知ΔU和U_Z或U_Z,n的值，并且因此也已知，可以产生多少放电脉冲P1至P9。在这种情况下，可以在步骤S3之后立即实施步骤S5，并且从步骤S6通过步骤S7分支返回到步骤S5，直至施加了最后的放电脉冲P9。然后，类似于步骤S4，检查充电电压U_L是否已经达到切换电压U_U。尤其是，可以在步骤S7中检查，是否已经达到用于n的已知的最后的值（“nfinal”，在本实施例中，例如nfinal＝9），并且然后分支到步骤S4。

一般地，只要未明确地例如通过表述“正好一个”等来排除，“一个”、“一”等可以理解为单数或复数，尤其是在“至少一个”或“一个或多个”等的意义上。

数量说明也可以恰好包括所给出的数量以及通常的公差范围，只要这没有明确地被排除即可。

附图标记列表

BV 电池充电装置

CC因子的值

F 运载工具

I_SE 放电电流

I_L 充电电流

LP1-LP3 充电阶段

LSt 充电站

n 另外的放电脉冲的脚标

P0 第一放电脉冲

P1-P9 另外的放电脉冲

S1-S7 方法步骤

U_A 阳极电压

U_A,krit 临界阳极电压

U_L 充电电压

U_SE 触发电压

U_U 切换电压

U_Z 附加电压值

U_Z,n 第n个另外的放电脉冲的附加电压值

t_SE 触发时间点

t1 切换时间点

t2 切换时间点

ΔU 差距。

Claims

1.一种用于对电池单体充电的方法(S1-S7)，其中，

-在具有第一充电电流的充电阶段(LP1-LP2)期间监控(S4)，施加到所述电池单体上的充电电压(U_L)是否达到或超过预设的切换电压(U_U)，所述第一充电电流在该充电阶段(LP1-LP2)期间从其初始值偏差不超过10％，并且如果是这种情况，则切换到具有更小的第二充电电流的下一个充电阶段(LP2-LP3)，所述第二充电电流在该充电阶段(LP2-LP3)期间从其初始值偏差不超过10％；并且

-在各充电阶段(LP1-LP3)期间附加地监控(S2)，是否达到或低于所述充电电压(U_L)与所述充电阶段(LP1-LP3)的切换电压(U_U)的预设差距(ΔU)，并且如果是，则向所述电池单体施加至少一个放电脉冲(P0-P9)(S3-S7)。

2.根据权利要求1所述的方法(S1-S7)，其中，所述至少一个放电脉冲(P0-P9)的持续时间相应在0.1s至10s之间的范围中。

3.根据权利要求1所述的方法(S1-S7)，其中，所述至少一个放电脉冲(P0-P9)的持续时间相应在0.5s至2s之间的范围中。

4.根据权利要求1所述的方法(S1-S7)，其中，所述至少一个放电脉冲(P0-P9)的持续时间相应为1s。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(S1-S7)，其中，所述至少一个放电脉冲(P0-P9)具有如下幅值，所述幅值不低于所述电池单体的C速率(C)的值C/10。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(S1-S7)，其中，由所述至少一个放电脉冲(P0-P9)在所述充电阶段(LP1-LP3)期间累加到所述电池单体上的放电量不超过所述充电阶段(LP1-LP3)的充电量的5％。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(S1-S7)，其中，由所述至少一个放电脉冲(P0-P9)在所述充电阶段(LP1-LP3)期间累加到所述电池单体上的放电量不超过所述充电阶段(LP1-LP3)的充电量的1％。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(S1-S7)，其中，由所述至少一个放电脉冲(P0-P9)在所述充电阶段(LP1-LP3)期间累加到所述电池单体上的放电量在所述充电阶段(LP1-LP3)的充电量的0.1％至1％之间。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(S1-S7)，其中，在一个充电阶段(LP1-LP3)期间，随着达到或低于所述差距(ΔU)，在时间上间隔地向所述电池单体施加多个放电脉冲(P0-P9)(S5-S7)。

10.根据权利要求9所述的方法(S1-S7)，其中，接着第一放电脉冲(P0)之后，如果所述充电电压(U_L)从达到所述差距(ΔU)起已增加了预设的附加电压值(U_Z、U_Z,n)，则始终施加另外的放电脉冲(P1-P9)(S5-S7)。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(S1-S7)，其中，所述差距(ΔU)等于所述电池单体的阳极电压(U_A)的临界阈值(U_A,krit)。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(S1-S7)，其中，所述差距(ΔU)对于所有的充电阶段(LP1-LP3)是恒定的。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(S1-S7)，其中，所述差距(ΔU)对于至少两个充电阶段(LP1-LP3)是不同的。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(S1-S7)，其中，对锂基电池单体进行充电。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(S1-S7)，其中，对锂电池单体进行充电。

16.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，将多个电池单体组合连接成为一个电池组。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，对于所述电池组的每个电池单体单独地监控达到或者低于所述差距(ΔU)，并且即使仅一个电池单体达到或者低于所述差距(ΔU)，也向所述电池组施加至少一个放电脉冲(P0-P9)。

18.一种电池充电装置(BV)，其中，所述电池充电装置设置成用于执行根据权利要求1至17中任一项所述的方法(S1-S7)。

19.一种运载工具(F)，所述运载工具具有根据权利要求18所述的电池充电装置(BV)的至少一部分。

20.一种用于运载工具(F)的充电站(LSt)，所述充电站具有根据权利要求18所述的电池充电装置(BV)的至少一部分。