СПОСОБ ЗАРЯДКИ БАТАРЕИ И ЗАРЯЖЕННАЯ БАТАРЕЯ Российский патент 2017 года по МПК H02J7/00 G01R31/36 

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 (M_ji) 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 TP_ji преимущественного обхода, связанное соответственно с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки, вычисляют следующим образом:

TP_ji=TP_ji-i+M_ji-1-min_j(TP_ji-1+M_ji-1),

где min_j(TP_ji-1+M_ji-1) обозначает минимум TP_ji-1+M_ji-1 на аккумуляторных элементах j.

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

TP_ji=a.(TP_ji-1+M_ji-1)-b.min_j(TP_ji-1+M_ji-1),

где min_j(TP_ji-1+Μ_ji-1) обозначает минимум TP_ji-1+M_ji-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 CPC_j, связанную с каждым аккумуляторным элементом j. Кроме того, батарея 10 содержит коммутационные элементы SW_j, позволяющие соединять с соответствующей обходной цепью CPC_j и отсоединять от нее каждый аккумуляторный элемент j. Когда обходная цепь CPC_j соединена с соответствующим аккумуляторным элементом j, эта обходная цепь CPC_j 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 CPC_j, связанная со своим аккумуляторным элементом j, электрически соединена параллельно со своим соответствующим аккумуляторным элементом j. Иначе говоря, каждая обходная цепь CPC_j подключена к собственным клеммам соответствующего аккумуляторного элемента j в положении соединения соответствующего коммутационного элемента SW_j. Таким образом, в положении отсоединения обходной цепи CPC_j соответствующим коммутационным элементом SW_j 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 CPC_j 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 CPC_j. Обходная цепь CPC_j содержит, например, один или несколько электрических резисторов R_j для каждого аккумуляторного элемента j.

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

Батарея 10 содержит также средства 200 управления коммутационными элементами SW_j для индивидуального управления их переходом в положение соединения и в положение отсоединения. Каждый коммутационный элемент SW_j 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 SW_j.

Средства 200 управления управляют соответствующими коммутационными элементами SW_j 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 TP_ji соответственно для аккумуляторного элемента j, причем это время TP_ji вычислено в зависимости от общей продолжительности соединения соответствующей обходной цепи CPC_j с этим аккумуляторным элементом j, по меньшей мере, в ходе предыдущей зарядки, причем эта общая продолжительность соединения обходной цепи CPC_j 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 TP_ji 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 C_j, в ходе которой соответствующую обходную цепь CPC_j отсоединяют от аккумуляторного элемента j, пока напряжение V_ji аккумуляторного элемента j не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. Таким образом, в ходе этой второй фазы C_j 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 C_j1 обнаружение соединения зарядных клемм 11, 12 с зарядным устройством 100 приводит к отсоединению каждого аккумуляторного элемента j от его соответствующей обходной цепи CPC_j для зарядки аккумуляторного элемента j, пока соответствующее напряжение V_j1 аккумуляторного элемента j не достигнет заранее определенного напряжения VLIM.

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

Затем, по меньшей мере, для одного из аккумуляторных элементов j в конце соответствующей второй фазы C_ji, то есть когда этот аккумуляторный элемент j достигает заранее определенного напряжения VLIM, с аккумуляторным элементом j соединяют соответствующую обходную цепь CPC_j для поддержания напряжения V_j1 аккумуляторного элемента j в значении заранее определенного напряжения VLIM в течение третьей соответствующей фазы M_j1 поддержания зарядки, пока напряжения V_j1, V_k1, V_l1 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 C_j1 отсоединения аккумуляторного элемента j от его соответствующей обходной цепи CPC_j, затем третья фаза M_j1 поддержания зарядки в течение третьего времени M_j1 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 C_k1 отсоединения аккумуляторного элемента k от его соответствующей обходной цепи СРС_k, затем третья фаза M_k1 поддержания зарядки в течение третьего времени M_k1 поддержания зарядки.

Для аккумуляторного элемента l в ходе первой зарядки (i=1), причем сразу после обнаружения соединения батареи с зарядным устройством, предусмотрена вторая фаза С_l1 отсоединения аккумуляторного элемента l от его соответствующей обходной цепи CPC_l для зарядки аккумуляторного элемента l, пока соответствующее напряжение V₁₁ аккумуляторного элемента l не достигнет заранее определенного напряжения VLIM, затем соответствующая третья фаза М_l1 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 М_l1 поддержания зарядки или имеет соответствующую третью фазу М_l1 поддержания зарядки с нулевым третьим временем М_l1 поддержания зарядки. Таким образом, как показано на фиг. 3, конец второй фазы C_l1 аккумуляторного элемента l, которая является наиболее продолжительной для всех аккумуляторных элементов, приводит к завершению третьих фаз Μ_j1, M_k1 поддержания зарядки других аккумуляторных элементов j, k.

В ходе этой первой зарядки i=1 на этапе MEM в качестве соответствующего первого времени TP_j2 преимущественного обхода для аккумуляторного элемента j в памяти 21 батареи 10 сохраняют третье время M_j1 соединения соответствующей обходной цепи CPC_j с аккумуляторным элементом j в ходе третьей фазы M_j1 первой зарядки, то есть TP_j2=M_j1.

Точно так же, для других аккумуляторных элементов, например, для аккумуляторного элемента k, в ходе этой первой зарядки i=1 в качестве первого времени ТР_k2 преимущественного обхода соответственно для аккумуляторного элемента k в памяти 21 батареи 10 сохраняют третье время M_k1 соединения соответствующей обходной цепи СРС_k с аккумуляторным элементом к в ходе третьей фазы M_k1 первой зарядки, то есть TP_k2=M_k1.

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 CPC_j, СРС_k, СРС_m соответственно в течение первого времени преимущественного обхода TP_j2=M_j1, TP_k2=M_k1, TP_m2=M_m1, связанного с аккумуляторным элементом j, k, m. Эти значения первого времени TP_j2, ТР_k2, ТР_m2 преимущественного обхода, связанные соответственно с аккумуляторными элементами j, k, m при второй зарядке, были вычислены в зависимости от общего времени соединения соответствующих обходных цепей CPC_j, СРС_k, CPC_m 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 TP_j2, ТР_k2, ТР_m2 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 ТР_l2=0 и для которого вторую фазу С_l2 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 C_j2, С_k2, С_m2, С₁₂, когда соответствующие обходные цепи CPC_j, CPC_k, CPC_m, CPC_l отсоединяют от аккумуляторного элемента j, k, m, l, пока напряжение V_j2, V_k2, V_m2, V_l2 аккумуляторного элемента j, k, m, l не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. В течение этой второй фазы C_j2, C_k2, С_m2, С_l2 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 C_j2, C_k2, C_m2, C_l2 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 C_j2, C_k2, С_m2, C_l2 могут завершаться не одновременно, то есть может быть вторая фаза С_m2, 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 C_m2 которых завершается последней, предусматривают третью фазу поддержания зарядки M_j2, M_k2, М_l2 соответственно для аккумуляторных элементов j, k, l. Это равносильно тому, что вторая фаза С_m2 аккумуляторного элемента продолжена соответствующей третьей фазой M_m2=0, то есть нулевой третьей фазой Μ_m2 поддержания зарядки.

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

Согласно варианту выполнения, каждый аккумуляторный элемент j связан с элементом MES_j измерения напряжения V_ji аккумуляторного элемента j и со счетчиком CT_j третьего времени M_ji обхода третьей фазы M_ji обхода, при этом элемент MES_j измерения выполнен с возможностью сравнения измеренного напряжения V_ji аккумуляторного элемента j с заранее определенным напряжением VLIM и с возможностью включения счетчика CT_j таким образом, чтобы в качестве третьего времени M_ji обхода он отсчитывал время, начиная с которого напряжение V_ji 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 V_ji аккумуляторного элемента j достигло заранее определенного напряжения VLIM. Достижение заранее определенного напряжения VLIM последним аккумуляторным элементом m во время второй фазы С_m2 приводит к выключению счетчиков CT_j, CT_k, CT_l других аккумуляторных элементов j, k, l, при этом указанные счетчики выдают измеренные таким образом значения третьего времени M_j2, М_k2, Μ_l2 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 MES_k, MES₁, MES_m, MES_p, MES_q, MES_r измерения их соответствующих напряжений V_ki, V_li, V_mi, V_pi, V_qi, V_ri, соответствующие счетчики CT_k, CT_l, CT_m, CT_p, CT_q, CT_r времени, истекшего с момента достижения заранее определенного напряжения VLIM соответствующим аккумуляторным элементом k, l, m, p, q, r, а также соответствующие обходные цепи CPC_k, CPC_l, CPC_m, СРС_p, CPC_q, СРС_r, соответствующие коммутационные элементы SW_k, SW_l, SW_m, SW_p, SW_q, SW_r, соответствующие выключатели INT_k, IΝΤ_l, INT_m, INT_p, INT_q, INT_r, соответствующие входы E_k, E_l, E_m, E_p, E_q, E_r управления.

Зарядка i-1 (i≥2)

Как показано на фиг. 5, при (i-1)-й зарядке для аккумуляторного элемента j в момент t_i-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 CPC_j в течение первого времени TPji-₁ преимущественного обхода, связанного с аккумуляторным элементом j. Затем в ходе второй фазы C_ji-1, связанной с аккумуляторным элементом j, соответствующую обходную цепь CPC_j отключают от этого аккумуляторного элемента j для зарядки аккумуляторного элемента j, пока напряжение V_ji-1 этого аккумуляторного элемента j не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. Затем в конце второй фазы C_ji-1 обходную цепь CPC_j соединяют с соответствующим аккумуляторным элементом j, чтобы напряжение V_ji-1 аккумуляторного элемента j не превысило пороговое напряжение зарядки в течение соответствующей третьей фазы M_ji-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 TP_ki-1, TP_mi-1, ТР_li-1 преимущественного обхода, затем соответствующая вторая фаза С_ki-1, С_mi-1, C_li-1 для зарядки аккумуляторного элемента k, m, l до заранее определенного напряжения VLIM и затем третья фаза поддержания зарядки, имеющая третье время M_ki-1, M_mi-1, M_li-1 соединения соответствующей обходной цепи CPC_k, CPC_m, CPC_l с соответствующим аккумуляторным элементом k, m, l.

Предполагается, что во время зарядки i-1 аккумуляторный элемент q имеет первое время TP_qi-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 t_i-1 соответствующую вторую фазу C_qui-1, когда соответствующую обходную цепь CPC_q отсоединяют от аккумуляторного элемента q для зарядки этого аккумуляторного элемента q, пока напряжение V_qi-1 аккумуляторного элемента q не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. Затем, в конце этой второй фазы C_qi-1 соответствующую обходную цепь CPC_q соединяют с аккумуляторным элементом q для поддержания напряжения V_qi-1 аккумуляторного элемента q в значении заранее определенного напряжения VLIM в течение соответствующей третьей фазы M_qi-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 TP_pi-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 С_pi-1, когда соответствующую обходную цепь СРС_р отсоединили от аккумуляторного элемента p, пока напряжение V_pi-1 аккумуляторного элемента p не достигло заранее определенного напряжения VLIM. Следовательно, для этого аккумуляторного элемента p нет третьей фазы М_рi-1 поддержания зарядки или есть третья фаза поддержания зарядки с нулевым временем М_рi-1, как показано на фиг. 5. Это останавливает третью фазу поддержания зарядки M_ji-1, M_ki-1, М_li-1, М_mi-1, M_qi-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 М_pi-1 с не равным нулю третьим временем М_pi-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 V_ji-1, V_ki-1, V_li-1, V_mi-1, V_pi-1, V_qi-1, V_ri-1 аккумуляторных элементов j, k, l, m, p, q, r обнаруживается соответствующей схемой MES_j, MES_k, MES_l, MES_m, MES_p, MES_q, MES_r, которая сравнивает измеренное напряжение с этим заранее определенным напряжением VLIM.

Согласно варианту выполнения, измеряют третье время M_ji-1, M_ki-1, М_li-1, М_mi-1, M_pi-1, M_qi-1, M_ri-1 соединения соответствующей обходной цепи CPC_j, СРС_k, CPC_l, СРС_m, СРС_p, СРС_q, СРС_r с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, q, r в ходе третьей фазы M_ji-1, M_ki-1, М_li-1, М_mi-1, M_pi-1, M_qi-1, M_ri-1 поддержания зарядки, например, при помощи счетчика CT_j, CT_k, CT_l, CT_m, СТ_p, CT_q, CT_r и часового механизма H.

Зарядка i (i≥2)

Во время зарядки i в момент t_i-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 CPC_j, СРС_k, CPC_l, СРС_m, СРС_p, СРС_r в течение первого времени TP_ji, TP_ki, ТР_li, TP_mi, TP_pi, ТР_ri преимущественного обхода, связанного с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, r. Эти значения первого времени TP_ji, TP_ki, ТР_li, TP_mi, TP_pi, TP_ri, 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 CPC_j, CPC_k, CPC_l СРС_m, СРС_p, СРС_r 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 TP_ji, TP_ki, TP_li, TP_mi, TP_pi, ТР_ri 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 TP_qi=0 и для которого вторую фазу C_qi 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 CPC_j, CPC_k, СРС_l, СРС_m, СРС_р, СРС_r 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 TP_ji, TP_ki, TP_li, TP_mi, TP_pi, ТР_ri преимущественного обхода для i-й зарядки и/или указанное общее время соединения обходной цепи CPC_j, CPC_k, CPC_l, CPC_m, CPC_p, CPC_r 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 C_ji, С_ki, C_li, C_mi, C_pi, C_qi, С_ri, когда соответствующую обходную цепь CPC_j, CPC_k, CPC_l, CPC_m, CPC_p, CPC_q, CPC_r отсоединяют от аккумуляторного элемента j, k, l, m, p, q, r, пока напряжение V_ji, V_ki, V_li, V_mi, V_pi, V_qi, V_ri аккумуляторного элемента j, k, l, m, p, q, r не достигнет заранее определенного напряжения VLIM. В течение этой второй фазы C_ji, C_ki, С_li, C_mi, C_pi, C_qi, C_ri, 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 C_ji, C_ki, С_ki, C_mi, C_pi, C_qi, C_ri 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 C_ji, C_ki, C_li, C_mi, могут завершаться не одновременно, то есть может быть вторая фаза C_ri, 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 С_ri заканчивается последней, предусмотрена третья фаза поддержания зарядки, имеющая третье время M_ji, M_ki, М_li, M_mi, M_pi, M_qi поддержания зарядки, соответственно для аккумуляторных элементов j, k, l, m, p, q. Это равносильно тому, что за второй фазой C_ri аккумуляторного элемента r следует соответствующая третья фаза M_ri=0, то есть нулевое третье время M_ri поддержания зарядки. В представленном варианте выполнения конец второй фазы C_ri, 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 СРС_r или если соответствующая третья фаза поддержания зарядки этого, по меньшей мере, одного аккумуляторного элемента r является нулевым третьим временем M_ri, приводит к концу третьего времени M_ji, M_ki, M_li, M_mi, M_pi, M_qi 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 M_ri с не равным нулю третьим временем M_ri, 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 V_ji, V_ki, V_li, V_mi, V_pi, V_qi, V_ri аккумуляторного элемента j, k, l, m, p, q, r обнаруживается соответствующей схемой MES_j, MES_k, MES_l, MES_m, MES_p, MES_q, MES_r измерения напряжения посредством сравнения измеренного напряжения V_ji, V_ki, V_li, V_mi, V_pi, V_qi, V_i с этим заранее определенным напряжением VLIM.

Согласно варианту выполнения, измеряют третье время M_ji, M_ki, M_li, M_mi, M_pi, M_qi, M_ri соединения соответствующей обходной схемы CPC_j, CPC_k, CPC_l, CPC_m, CPC_p, CPC_q, CPC_r с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, q, r в ходе третьей фазы M_ji, М_ki, М_li, M_mi, M_pi, M_qi, М_ri поддержания зарядки, например, при помощи счетчика CT_j, CT_k, CT_l, CT_m, СТ_p, CT_q, CT_r и часового механизма H.

Согласно варианту выполнения, первое заранее определенное время TP_ji, TP_ki, ТР_li, TP_mi, TP_pi, TP_ri преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом j, k, l, m, p, r для i-й зарядки, учитывает, по меньшей мере, второе время TP_ji-1, TP_ki-1, TP_li-1, TP_mi-1, TP_pi-1, TP_ri-1 соединения соответствующей обходной схемы CPC_j, CPC_k, CPC_l, CPC_m, CPC_p, CPC_r 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 M_ji, M_ki, М_li, M_mi, M_pi, М_ri соединения соответствующей обходной схемы CPC_j 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 TP_ji, TP_ki, ТР_li, TP_mi, TP_pi, ТР_ri 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 CPC_j, CPC_k, CPC_l, CPC_m, CPC_p, CPC_r 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 TP_ji, TP_i, ТР_li, TP_mi, TP_pi, TP_qi, TP_ri преимущественного обхода для i-й зарядки было сохранено в памяти батареи в ходе этой (i-1)-й зарядки.

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

TP_ji=TP_ji-1+M_ji-1-min_j(TP_ji-1+M_ji-1),

где min_j(TP_ji-1+M_ji-1) обозначает минимум TP_ji-1+M_ji-1 на аккумуляторных элементах j.

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

TP_ki=ТР_ki-1+M_ki-1-min_j(TP_ji-1+M_ji-1),

TP_li=ТР_li-1+M_li-1-min_j(TP_ji-1+M_ji-1),

TP_mi=ТР_mi-1+M_m-1-min_j(TP_ji-1+M_ji-1),

TP_pi=ТР_pi-1+M_pi-1-min_j(TP_ji-1+M_ji-1),

TP_qi=ТР_qi-1+M_qi-1-min_j(TP_ji-1+M_ji-1)=0,

TP_ri=ТР_ri-1+M_ri-1-min_j(TP_ji-1+M_ji-1).

Средства 200 управления содержат средства 20 вычисления первого времени TP_ji преимущественного обхода, связанного соответственно с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки при i≥2, в зависимости от общего времени соединения соответствующей обходной цепи CPC_j 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 TP_ji преимущественного обхода для i-й зарядки и/или указанного общего времени соединения обходной цепи CPC_j 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 CPC_j в ответ на обнаружение датчиком соединения зарядных клемм с зарядным устройством и для сохранения соединения каждого аккумуляторного элемента с его соответствующей обходной цепью CPC_j в течение первого времени TP_ji преимущественного обхода, связанного соответственно с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки батареи.

Средства 200 управления выполнены с возможностью отсоединения, в конце первого времени TP_ji преимущественного обхода, соответствующей обходной цепи CPC_j от каждого аккумуляторного элемента j в течение соответствующей второй фазы C_ji для i-й зарядки батареи, пока напряжение V_ji 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 C_ji аккумуляторных элементов или добиться того, что эта вторая фаза C_ji завершается практически одновременно для всех аккумуляторных элементов j. Уменьшается также время M_ji 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 CPC_j, 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 M_ji поддержания зарядки, эта третья фаза позволяет корректировать время TP_ji следующей зарядки

В других вариантах выполнения первое время TP_ji преимущественного обхода может учитывать несколько первых фаз TP_j и несколько третьих фаз М_j 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 TP_ji преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом j для i-й зарядки, вычисляют следующим образом:

TP_ji=a.(ТР_ji-1+b.M_ji-1-min_j(TP_ji-1+M_ji-1),

где min_j(TP_ji-1+M_ji-1) обозначает минимум TP_ji-1+M_ji-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.

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 (CPC_j). Затем для каждого аккумуляторного элемента во время второй фазы (C_ji) обходную цепь отсоединяют от аккумуляторного элемента, пока напряжение аккумуляторного элемента не достигнет заранее определенного напряжения, при этом время (TP_ji) 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 (TP_ji) 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.

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 (CPC_j), связанную с каждым аккумуляторным элементом (j), коммутационные элементы (SW_j), позволяющие соединять с соответствующей обходной цепью (CPC_j) и отсоединять от нее каждый аккумуляторный элемент (j), и средства (20) управления коммутационными элементами (SW_j),

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 (CPC_j) соответственно в течение первого времени (TP_ji) преимущественного обхода, соответственно связанного с аккумуляторным элементом (j),

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

при этом первое время (TP_ji) 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 (CPC_j) 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 (TP_ji) преимущественного обхода для i-й зарядки и/или

указанное общее время соединения соответствующей обходной цепи (CPC_j) 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 (CPC_j) соединяют с аккумуляторным элементом (j), так чтобы напряжение (V_ji) аккумуляторного элемента (j) не превышало пороговое напряжение зарядки (VLIM) в течение соответствующей третьей фазы (M_ji) поддержания зарядки, по меньшей мере, пока напряжения (V_ji) на всех аккумуляторных элементах (j) не достигнут указанного заранее определенного напряжения (VLIM).

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

при этом первое заранее определенное время (TP_ji) преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом (j) для i-й зарядки, учитывает, по меньшей мере, первое время (TP_ji-1) соединения соответствующей обходной цепи (CPC_j) с аккумуляторным элементом (j) в ходе первой фазы по меньшей мере одной предыдущей зарядки и третье время (M_ji-1) соединения соответствующей обходной цепи (CPC_j) 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 (MES_j) измерения напряжения (V_ji) аккумуляторного элемента (j) и со счетчиком (CT_j) для отсчета третьего времени (M_ji) обхода третьей фазы (M_ji) обхода, при этом элемент (MES_j) измерения выполнен с возможностью сравнения измеренного напряжения (V_ji) аккумуляторного элемента (j) с заранее определенным напряжением (VLIM) и с возможностью включения отсчета счетчиком (CT_j) третьего времени (M_ji) обхода, когда напряжение (V_ji) аккумуляторного элемента (j) достигло указанного заранее определенного напряжения (VLIM).

5. Способ по п. 4, в котором счетчиками (CT_j) управляют таким образом, чтобы в качестве конца третьего времени (M_ji) 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 (TP_ji) преимущественного обхода, связанное соответственно с аккумуляторным элементом (j) для i-й зарядки, вычисляют в зависимости от общего времени соединения соответствующей обходной цепи (CPC_j) 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 (TP_ji) преимущественного обхода для i-й зарядки и/или

указанное общее время соединения соответствующей обходной цепи (CPC_j) 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 (TP_ji) 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 (CPC_j) с этим аккумуляторным элементом (j) в ходе этой по меньшей мере одной предыдущей зарядки.

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

TP_ji=TP_ji-1+M_ji-1-min_j(TP_ji-1+M_ji-1),

где min_j(TP_ji-1+M_ji-1) обозначает минимум TP_ji-1+M_ji-1 на аккумуляторных элементах j.

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

TP_ji=a.(TP_ji-1+M_ji-1)-b.min_j(TP_ji-1+M_ji-1),

где min_j(TP_ji-1+M_ji-1) обозначает минимум TP_ji-1+M_ji-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 (C_j1) отсоединение каждого аккумуляторного элемента (j) от его соответствующей обходной цепи (CPC_j) для зарядки элемента (j), пока соответствующее напряжение (V_j1) аккумуляторного элемента (j) не достигнет заранее определенного напряжения (VLIM),

затем по меньшей мере для одного из аккумуляторных элементов (j) в конце соответствующей второй фазы (C_j1) соответствующую обходную цепь (CPC_j) соединяют с аккумуляторным элементом (j), так чтобы напряжение (V_j1) аккумуляторного элемента (j) не превышало пороговое напряжение зарядки (VLIM) в течение соответствующей третьей фазы (M_j1) поддержания зарядки, пока напряжения (V_j1) на всех аккумуляторных элементах (j) не достигнут заранее определенного значения напряжения (VLIM),

при этом первое время (TP_j2) преимущественного обхода, связанное с аккумуляторным элементом (j) и действительное по меньшей мере для второй зарядки, соответствует третьему времени (M_j1) соединения соответствующей обходной цепи (CPC_j) с аккумуляторным элементом (j) в ходе третьей фазы (M_j1) 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 (CPC_j), связанную с каждым аккумуляторным элементом (j), коммутационные элементы (SW_j), позволяющие соединять с соответствующей обходной цепью (CPC_j) и отсоединять от нее каждый аккумуляторный элемент (j), и средства (20) управления коммутационными элементами (SW_j), средства измерения напряжения (V_ji) каждого аккумуляторного элемента (j),

отличающаяся тем, что средства (200) управления содержат средства (20) вычисления первого времени (TP_ji) 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 (CPC_j) 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 (TP_ji) преимущественного обхода для i-й зарядки и/или

указанное общее время соединения обходной схемы (CPC_j) 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 (CPC_j) 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 (CPC_j) в течение первого времени (TP_ji) 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 (TP_ji) преимущественного обхода соответствующей обходной цепи (CPC_j) от каждого аккумуляторного элемента (j) в течение второй соответствующей фазы (C_ji) для i-й зарядки батареи, пока напряжение (V_ji) аккумуляторного элемента (j) не достигнет заранее определенного напряжения (VLIM), которое рекомендовано для аккумуляторного элемента (j) и не равно нулю.