Способ зарядки батареи и заряженная батарея

Способ зарядки батареи и заряженная батарея

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 элемент