用于确定车辆中的车辆电池的电池状态的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于确定车辆中的车辆电池的电池状态的方法和装置。
【背景技术】
[0002]用于汽车应用的车辆电池经受老化，所述老化改变车辆电池的化学和电气特性。车辆电池的容量由于老化持续下降。同时内部电阻增高。因此能量含量从百分比来看比容量更强烈地减少。
[0003]这对通过负责的电池管理系统执行的不同算法以及其他基于电池状态进行计算(例如有效范围计算)的系统有影响。
【发明内容】
[0004]按照本发明的、用于确定车辆中的车辆电池的电池状态的方法包括:通过车辆的车辆内部的负载使车辆电池完全放电、使车辆电池完全充电、在对车辆电池充电时测量所述车辆电池的容量和/或能量含量并且借助所述车辆电池的容量和/或能量含量确定电池状态。
[0005]按照本发明的、用于确定车辆中的车辆电池的电池状态的装置包括设置用于通过车辆的车辆内部的负载使车辆电池完全放电的放电单元、设置用于使车辆电池完全充电的充电单元、设置用于在对车辆电池充电时测量车辆电池的容量和/或能量含量的测量单元以及设置用于借助车辆电池的容量和/或能量含量确定电池状态的确定单元。
[0006]按照本发明的方法以及按照本发明的装置是有利的，因为不需要除了用户操作中必需的硬件以外额外的硬件以及专业人员，来获得对车辆电池的电池状态的定期确定。因此电池状态的确定能够自动地或者通过车辆使用者来实施。因此能够降低服务费用。此外能够因此实现频繁地确定电池状态，由此又能够通过其他的车辆系统来提供当前的并且因此精确的电池状态来使用。
[0007]从属权利要求示出本发明的优选的改进方案。
[0008]优选的是，在开始的方法步骤中，查询(Abfragen)第一决定参数并且根据所述第一决定参数与所给定的阈值的比较来决定所述方法是否继续执行，其中所述第一决定参数尤其是下述参数，其描述时间间隔、车辆的km-功率、车辆电池的充电通量(Ladungsdurchsatz)和/或车辆电池的能量通量(Energiedurchsatz)。当有可能较早时刻所确定的电池状态不再符合实际的电池状态时，才以这种方式执行所述方法。由此能够避免持续的、费时的测量。
[0009]优选的是，以车辆电池的平均放电电流或者平均放电功率对车辆电池进行充电。因为电池的阻抗朝充电方向和放电方向大约一致，因此能够特别精确测量能量。此外，以这种方式求得的电池状态也因此相当于电池在常规运行中所具有的状态。
[0010]同样优选的是，在使用车辆期间车辆电池的放电在驾驶运行中进行，其中未通过车辆电池满足的能量需求通过内燃机满足。所述车辆因此能够在放电期间继续使用。[0011 ] 特别地，在使用车辆期间车辆电池的充电在驾驶运行中进行，其中充电电流通过借助内燃机驱动的发电机来提供。所述车辆因此能够在充电期间继续使用。
[0012]此外有利的是，在车辆电池完全放电之前查询第二决定参数，其中所述第二决定参数的输入优选通过用户实现，并且所述方法根据所述第二决定参数结束或者继续执行。因此能够实现用户在车辆电池放电之前中断实施所述方法的可能性。由此能够防止当用户想要使用时车辆处在未准备就绪的状态中。
[0013]特别地，执行加权(Gewichtung)，在所述加权中所形成的电池状态借助所确定的电池状态与较早时刻时所确定的电池状态的加权内插法(gewichtete Interpolat1n)来求得。通过这种内插法抵消仅在单次确定电池状态的过程中出现的可能的测量误差和不精确性。而重复出现的特性则被增强地计入所述确定的结果中。
[0014]此外有利的是，车辆电池的放电包括结束阶段，在所述结束阶段中将电池电压调节到恒定的电压值上。因此保证了车辆电池完全放电。
[0015]此外还有利的是，车辆电池的充电借助车辆的处于发电机运行中的电动机实现。这种电动机例如能够通过额外的内燃机来驱动。以这种方式能够得到典型的充电电流，由此又提高了所确定的电池状态的精确度。此外车辆能够在充电阶段期间使用。
【附图说明】
[0016]下面参照附图详细描述本发明的实施例。其中:
图1示出第一实施方式中按照本发明的方法的流程图，并且图2示出第二实施方式中按照本发明的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]按照本发明的方法或者说按照本发明的装置能够测量或者说确定车辆中的车辆电池的电池状态。按照本发明的方法尤其适合于测量混合电动车辆(HEV)中或者插电式混合电动车辆(PHEV)中的容量。该方法与电池性能由于老化而发生的变化无关。车辆电池的老化例如会导致怠速电压曲线的变化或者车辆电池的阻抗的变化。
[0018]在所述方法中，通过车辆中充分的测量(在0%充电状态到100%充电状态之间)排除了由于怠速电压或者车辆电池阻抗的变化而引起的对电池状态的未知影响。在此仅仅使用车辆中本来就可供使用的硬件。
[0019]图1示出了第一实施方式中的按照本发明的方法的流程图。所述方法例如能够通过独立的车辆系统的起动信号或者通过用户的要求起动。
[0020]在第一方法步骤SI中，通过车辆的车辆内部的负载实现车辆电池的完全放电。在此，将车辆的应用运行中也准备待用的车辆组件称之为车辆内部的负载。这种组件的例子是加热装置(必要时通过同时运行冷却装置补偿)、泵、换流器/电机或者类似的车辆组件。在此尤其使用高压负载是有利的。按照本发明，不需要额外的服务设备来使车辆电池放电。
[0021]使车辆电池放电的第一方法步骤SI能够包括结束阶段，在该结束阶段中将车辆电池的电池电压调节到恒定的电压值上。这例如能够通过相应地接通带有可调节的电流消耗的车辆内部的负载(例如可调节亮度的灯)来实现。车辆电池的完全放电由此得以保障。
[0022]在第二方法步骤S2中，实现了车辆电池的完全充电。所述充电能够通过所连接的外部或者内部的充电仪器实现。通过车辆内部的发电机充电同样可行，所述发电机例如通过内燃机或者其他的能量源驱动。所述充电优选以尽可能恒定的充电电流实现。
[0023]在此有利的是，在第二方法步骤S2中车辆电池以车辆电池的平均放电电流或者平均放电功率进行充电。这意味着，充电电流的振幅相当于放电电流的平均振幅，或者说充电功率相当于平均放电功率。其中所述平均放电电流或者说所述平均放电功率能够由应用运行中的车辆电池的两个充电状态之间的放电时间获得或者通过对多个应用运行中检测到的放电电流或者说多个应用运行中检测到的放电功率求平均值获得。因此，在假设车辆电池朝充电方向和放电方向的阻抗大约一致的情况下，能够实现特别地精确的能量测量。所述平均放电电流或者说所述平均放电功率同样能够通过给定的值来确定。
[0024]在此，对车辆电池充电的第二方法步骤S2能够包括结束阶段，在该结束阶段中将施加在车辆电池的触头上的充电电压调节到恒定的电压值上。这例如能够通过充电仪器的相应调节来实现。车辆电池的完全充电由此得以保障。
[0025]在第二方法步骤S2中对车辆电池充电期间，在同时实施的第三方法步骤S3的范围内，实现了对车辆电池的容量(以安培小时计)和/或能量含量(以瓦特小时计)的测量。在此，所述容量例如能够通过充电电流测得，所述充电电流在对车辆电池充电的持续时间内获得。其中所述能量含量例如能够通过充电电流和充电电压测得，所述充电电流和充电电压在对车辆电池充电的持续时间内获得。
[0026]在第四方法步骤S4中，实现了借助车辆电池的容量和/或能量含量确定电池状态。这种电池状态也被称为车辆电池的“健康状况”(S0H)。基于这种电池状态能够通过其他车辆中存在的系统进行不同的计算。这样例如能够实现基于这种电池状态的有效范围估计(Reichweitenabschjitzung)。此外,该信息能够用作诊断目的。
[0027]所述第四方法步骤S4能够包括加权，在该加权中所形成的电池状态借助所确定的电池状态与较早时刻时所确定的电池状态的加权内插法来求得。这种内插法例如能够通过求平均值实现。加权内插法意味着将所确定的电池状态或者较早时刻时所确定的电池状态多次计入到平均值求取中。这样，较早时刻时所确定的电池状态例如可能相对于所述确定的电池状态双倍加权。在此，整数的加权也是不可能的。所形成的电池状态通过以这种方式求得的平均值来描述。此外通过这种加权内插法能够减少可能出现的测量误差(就这点来说它们不是系统化的)。因此进行加权更新。此外还可能过滤所测得的容量、所测得的能量含量和/或所确定的电池状态，在所述过滤中对看作不正确的数值进行过滤(例如因为这些数值处于典型的数值范围之外)。
[0028]所述图2示出第二实施方式中按照本发明的方法的流程图。所述方法通过用于确定车辆中车辆电池的电池状态的装置执行。所述装置在该第二实施方式中相当于电池管理系统。为了确定车辆电池的电池状态使用第一实施方式中所描述的第一到第四方法步骤。
[0029]这意味着实现了所述车辆电池的完全放电、所述车辆电池的完全充电、在所述车辆电池充电时测量所述车辆电池的容量和/或能量含量以及借助所述车辆电池的容量和/或能量含量确定电池状态。所述方法通过由用户使车辆准备起动来开动。
[0030]然而在该第二实施方式中，要在开始的方法步骤S5中查