本发明要求于2021年9月2日提交的法国申请n°2109170的优先权，该申请的内容(文本、附图和权利要求)通过引用并入本文。本发明的领域涉及一种电池系统以及一种用于管控所述系统的再充电的管控方法。本发明尤其是应用于电气化车辆，并且旨在优化电池的使用生命时长。
背景技术：
1、电气化车辆装备有大功率牵引电池，所述大功率牵引电池通常包括多个电化学电芯(例如锂离子类型的电化学电芯)。对于该类型的技术，电芯包括壁和内部元件，所述内部元件包括正电极、隔板和负电极。为了电芯的良好运行，所述元件需在正作用力范围中维持接触。在运行时，化学反应生成气体和电极膨胀，由此产生推动所述壁的压力。
2、该压力随着电芯的老化增加。该压力涉及由钝化层的与老化状态成比例地增加的增加量造成的压力。另外，已观察到，在充电状态等级在充电和放电下的变化期间，所述压力显著波动。这由此导致由活性材料的与瞬时充电状态等级成比例地膨胀的膨胀量造成的作用力。该最后一现象称作呼吸或者根据英语术语称作“breathing”。
3、同时地由所述老化和由所述电芯的呼吸造成的压力增加倾向于减小在电极与隔板之间的压力。为了避免所述电极和所述隔板的分离，通常使电芯或一组电芯包围在刚性框架中，以维持所述内部元件处于接触。
4、随着对于电芯的使用，所述内部压力的增加影响所述电芯的老化并因此确定生命末尾。对于电动汽车应用，所述生命末尾通常与大约20％的能量存储容量损失固定。针对所观察到的在所述电芯与所述刚性框架的端部之间的机械变形，已在所述框架的侧面上对于20％的老化状态测量到大约25kn的牵引作用力的值以及对于全新状态测量到5kn的值。
5、所述电池系统的框架对于最大压力等级和给定老化状态经定尺寸，所述给定老化状态与对于所考虑应用可接受的能量容量损失有关。当由内部元件施加在电芯的表面的作用力达到经设计限制时，结束对于所述电池的使用，以避免由于电芯或模块断裂的火灾风险。
6、为此，汽车制造商创建了用于估算所述电池的老化状态的估算算法，以限定生命末尾时期。已知方法在于记录充电和放电循环数量并且决定在达到限制时更换所述电池。然而，所使用的应力假设并不总是现实的，因为老化等级主要地取决于对于所述电池的实际使用。在一些情况下会发生，对于所述电池的使用可能经延长而不存在故障风险。
7、另外，所述电池系统的生命时长可能以更大体积的、更重的电池以及经加强的框架为代价以及以总容量的更大减小量为代价地增加。然而，这些方案在电动汽车的领域中不被倡议。
8、还已知实施用于管控温度和充电电流限制的管控方法，所述管控方法特别是用于快速充电。例如已知文件fr2952235a1描述了一种再充电方法，在所述再充电方法中，对在所述电池的端子处测量的电压与电压阈值进行比较，以便操控充电末尾，并且，所述阈值由表格提供，所述表格与经测量温度和在所述电池中流通的电流有关。对于该表格的使用旨在避免所述电池的物理降级并且改善所述电池的寿命。由一些制造商建议的其它策略旨在减少在再充电末尾的目标充电状态等级，所述目标充电状态等级例如经定参成可用最大总容量的80％，以减小由高充电状态导致的在电芯上的应力。
技术实现思路
1、本发明旨在克服上述问题。本发明的目的在于延长电池的生命时长。另一目的在于根据电化学电芯的老化适配电池再充电管理。另一目的在于改善对于电池的老化等级的估算并且与对于该电池的使用协调地适配能量管理。
2、更确切地，本发明涉及一种电池系统，所述电池系统包括电气能量存储元件、管控部件和金属框架，所述管控部件能够计算再充电设定值，所述金属框架用于包围全部所述元件。根据本发明，所述系统还包括用于测量参数的测量部件，所述参数表征由所述元件施加在所述金属框架的表面上的经测量压力，并且，所述管控部件根据所述参数发送经限制再充电设定值。
3、根据变型，所述测量部件包括至少一个应变仪(jauge de contrainte)，所述至少一个应变仪发送所述金属框架的伸长量测量值。
4、根据变型，所述测量部件包括至少一个应变仪，所述至少一个应变仪发送所述金属框架的伸长量测量值或电气能量存储元件的壁的伸长量测量值。
5、根据变型，所述测量部件包括至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器固定在所述能量存储元件与所述金属框架之间。
6、根据所述系统的变型，在所述系统中，所述能量存储元件是电化学电芯，所述测量部件包括至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器固定在两个电化学电芯之间且在所述两个电芯中的一个的表面上。
7、根据本发明，提供了一种电气化车辆，所述电气化车辆包括根据其中任一项上述实施例的电池系统。
8、根据本发明，提供了一种用于这种电池系统的再充电管控方法，所述再充电管控方法包括以下步骤：
9、-确定参数，所述参数表征由电气能量存储元件施加在所述金属框架的表面上的经测量压力，
10、-根据所述参数操控第一经限制再充电设定值。
11、根据变型，对于所述第一经限制再充电设定值的操控在于根据所述参数与再充电限制阈值相比确定再充电限制系数，所述第一经限制再充电设定值的值与第二再充电设定值乘以所述限制系数有关。
12、根据变型，当所述参数的值大于或等于所述限制阈值时，所述限制系数等于第一值，所述第一值控制所述电池系统的再充电的停止。
13、根据变型，当所述参数的值小于所述限制阈值时，所述限制系数等于第二值，所述第二值与在所述参数的值与所述限制阈值之间的差距有关。
14、根据变型，所述第一再充电设定值是经允许最大充电电流设定值，所述系数的第一值等于0，并且，所述第二值是严格地大于0的值(其在0与1之间，例如为0.5、0.75、0.90或1)。
15、根据变型，所述第一再充电设定值是经允许最大充电状态等级，当所述参数的值大于或等于所述限制阈值时，所述经允许最大充电状态等级严格地小于可用充电等级，例如等于最大可用充电等级的90％又或所述最大可用充电等级的80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％或10％。
16、本发明改善了对于所述电气再充电的管理，电气再充电与所述电池的老化适配地操控，这归因于对于电化学电芯的膨胀的监视。由于本发明，可能地通过接受经根据所述方法特定地限制和操控的最大充电状态等级来延长电池的生命时长。本发明能够监视所述电芯的膨胀的增加并且在存在电芯断裂风险的情况下控制所述再充电的停止。
1.一种电池系统(1)，所述电池系统包括电气能量存储元件(9)、管控部件(2)和金属框架(5)，所述管控部件能够计算再充电设定值(cr，crl)，所述金属框架用于包围全部所述电气能量存储元件(9)，其特征在于，所述电池系统还包括用于测量参数(p)的测量部件(4)，所述参数表征由所述电气能量存储元件(9)施加在所述金属框架(5)的表面上的经测量压力，并且，所述管控部件(2)根据所述参数(p)发送经限制再充电设定值(crl)。
2.根据权利要求1所述的电池系统(1)，其特征在于，所述测量部件(4)包括至少一个应变仪，所述至少一个应变仪发送所述金属框架(5)的伸长量测量值(m)。
3.根据权利要求1或2所述的电池系统(1)，其特征在于，所述测量部件(4)包括至少一个第一压力传感器，所述至少一个第一压力传感器固定在所述电气能量存储元件(9)与所述金属框架(5)之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池系统(1)，其中，所述电气能量存储元件(9)是电化学电芯，其特征在于，所述测量部件(4)包括至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器固定在两个电化学电芯之间且在所述两个电化学电芯中的一个的表面上。
5.一种电气化车辆，所述电气化车辆包括根据权利要求1至4中任一项所述的电池系统(1)。
6.一种用于根据权利要求1至4中任一项所述的电池系统(1)的再充电管控方法，其特征在于，所述再充电管控方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的再充电管控方法，其特征在于，对于所述第一经限制再充电设定值(crl)的操控在于根据所述参数(p)与再充电限制阈值(sl)相比确定再充电限制系数(cl)，所述第一经限制再充电设定值(crl)的值与第二再充电设定值(cr)乘以所述再充电限制系数(r)有关。
8.根据权利要求7所述的再充电管控方法，其特征在于，当所述参数(p)的值大于或等于所述再充电限制阈值(sl)时，所述再充电限制系数(cl)等于第一值，所述第一值控制所述电池系统(1)的再充电的停止。
9.根据权利要求7或8所述的再充电管控方法，其特征在于，当所述参数(p)的值小于所述再充电限制阈值(sl)时，所述再充电限制系数(cl)等于第二值，所述第二值与在所述参数(p)的值与所述再充电限制阈值(sl)之间的差距有关。
