用于确定电子中断元件尤其是功率接触器的老化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电子中断元件的老化的方法和装置，该电子中断元件设 置为用于断开和闭合电路。
[0002] 此外本发明的对象是计算机程序和蓄电池管理系统，所述计算机程序和蓄电池管 理系统尤其是设置为用于执行所述方法。
【背景技术】
[0003] 文献DE 10 2008 018 709 B4示出了一种用于存储和读取电磁开关装置的开关周 期的数量的方法。在此读取开关周期的总数并且由决定单元检验开关周期的总数是否大于 装置特定的参数或转移值。
【发明内容】
[0004] 按照本发明提供一种用于确定电子中断元件的老化的方法，该电子中断元件设设 置为断开和闭合电路，包括以下步骤：
[0005] a)初始化老化计数器Nwear;
[0006] b)确定在断开所述电路时流经所述电子中断元件的电流的值I;
[0007] c)根据所述电流的值I确定与电流有关的老化值NTOar(I);
[0008] d)使用与电流有关的老化值Nwear(I)更新所述老化计数器Nwear。
[0009] 开关周期的简单计数不能够描绘电子中断元件如负载开关、继电器或接触器的实 际老化。在本发明中不是简单地计数开关周期的数量，而是通过接通过程准确地模仿电子 中断元件的老化。因此优选在每次通过电子中断元件断开电路时实施步骤b)至d)。
[0010] 该方法特别是适用于电子中断元件，该电子中断元件应用在电路中，在电路中在 断开电子中断元件时通常电流流经。按照本发明得知，在断开电子中断元件时电流流经的 情况下，相比于单独通过机械负荷将更强地加载于接触点，这将能够导致电子中断元件的 过早失灵并继而导致巨大的安全问题。对于电子中断元件的老化，流经接触点的电流的责 任是决定性的，并且首要的是在断开电子中断元件时的电流。电子中断元件的老化越进一 步地进展，越可能出现电子中断元件的部分或完全失灵。电子中断元件的失灵例如能够如 此设计，以使得接触点粘接，也就是说尽管电子中断元件应该断开接触点，但是该电子中断 元件在断开时保持闭合。本发明的措施有利地实现电子中断元件能够随时断开电路，由此 避免危急情况。
[0011] 老化计数器NTOar的更新也能够称为更新(Update)。根据一个实施形式，在每次断 开时，将所确定的老化值N wear(I)累加到老化计数器Nwear。老化计数器Nwear因此形成用于中 断元件的磨损的一种类型的溢价账户(Beitragskonto)。代替将老化值N wear(I)简单地累加 到老化计数器Nwear也能够考虑时间成分，例如能够设置，随着时间的推移老化值N wear(I)相 比于开始权重显著地减少。在考虑时间成分时，函数关系还能够遵循阶梯函数，但是也能够 是线性的、多项式或指数的。
[0012 ]本发明的主要应用在于混合动力和电动车辆，其中第一构件例如蓄电池组通过功 率接触器与另一构件例如驱动装置、备用发电机、充电插头等连接。另一构件通过如下装置 供电，该装置由蓄电池电压产生单相或多相交流电压或周期的直流电压。断开电路表示将 电子构件相互分离。本发明的措施有利地实现了，电子中断元件能够随时将各个构件安全 地相互分离，由此避免危急情况。该方法考虑实际的负载，该负载在不同电流的情况下在关 断时作用于中断元件。
[0013] 通过在从属权利要求中实现的措施能够有利改进和改善在独立权利要求中提出 的方法。
[0014] 按照一些实施形式，对于电子中断元件参考数Nmech是已知的，所述参考数说明所 述电子中断元件的断开和/或闭合的次数。参考数N?^h能够由电子中断元件的制造商提供 并且说明用于电子中断元件的寿命。参考数N?^例如可从电子中断元件的数据表得知。特 别有利的是，通过参考数N mech除以数Nbreak(I)确定与电流有关的老化值Nwear(I)，数N break(I) 说明对于电路中限定的电流安全的可能的断开的数量。数Nbreak(I)的值例如以可计算的函 数关系的形式或者以表格形式表不，其中在表格1中为此不出一个例子。Nmech参考数在该例 子中为 1.000.000。
[0015] 表格 1
[0017] 在该表格中示例性地给出了七个电流范围，亦即：用于在0A时所谓的无电流断开 的第一范围、用于在0与15A之间的电流时断开的第二范围、用于在15A与150A之间的电流时 断开的第三范围、用于在150A与300A之间的电流时断开的第四范围、用于在300A与500A之 间的电流时断开的第五范围、用于在500A与1.000A之间的电流时断开的第六范围以及用于 在1.000A与1.600A之间的电流时断开的第七范围。在表格中不仅给出了数N break(I)--该 数说明了对于限定的电流范围的每个安全的可能打开的数量一一而且给出了与电流有关 的老化值N TOar(I)，该老化值在此通过参考数除以数Nbre3ak(I)来确定。在该例子中根 据1.000.000断开而确定。应当清楚的是，同样能够设置良好的或多或少的范围代替上述七 个范围，并且范围的数量和边界能够是实际试验、计算和/或制造商的说明的结果。
[0018] 在一个优选实施形式中，该方法具有以下另外的步骤：
[0019] e)确定在闭合所述电路时在电子中断元件上存在的电压差值AU;
[0020] f)根据所述电压差值△ U确定与电压有关的老化值NTOar( Δ U);
[0021 ] g)使用与电压有关的老化值NTOar( △ U)更新所述老化计数器NTOar。
[0022] 该方法特别是适用于电子中断元件，该电子中断元件应用在电路中，在该电路中 在闭合电子中断元件时在电子中断元件上存在电压差。步骤e)至g)优选在每次闭合电路时 实施。
[0023] 在闭合电压下的电路时电子中断元件的老化将增加的物理过程是在闭合时所谓 的接触点颤动(Kontaktpre 11 en)。在接触点颤动时接触点没有立即闭合，而是基于材料的 弹性接触点在闭合之后短时地又弹开，其中在流过电流时发生断开。能够预期，虽然流经接 触点的电流决定性地为老化负责(该电流在断开接触器时应该被消除），然而第二因子亦即 在接触点闭合时的电流也形成如下可能，即更准确地推断电子中断元件的老化。借助于本 发明的措施现在能够:在确定电子中断元件的老化时将中断元件的闭合的影响考虑进去。
[0024] 主要应用情况是通过电容器预充电的电路。将得知的是，在接通电子中断元件时 存在电压差的情况下基于电容器的电容在闭合电子中断元件之后流过调整电流，该调整电 流能够由电子中断元件内阻的待桥接的电压差确定。在接通电子中断元件时的调整电流相 比于单独机械负荷更强地加载于电子中断元件的接触点并且能够使得电子中断元件的过 早的失灵。
[0025] 根据一个优选实施形式，对于电子中断元件参考数是已知的，所述参考数说 明所述电子中断元件的断开和/或闭合的次数。参考数N?^h在制造商侧说明电子中断元件 的寿命并且例如可从电子中断元件的数据表得知，该电子中断元件例如是负载开关、继电 器或接触器。特别有利的是，通过参考数N mech除以数Nmake(AU)确定所述与电压有关的老化 值NTOar( AU)，数Nmake3( AU)说明所述电子中断元件的断开和/或闭合的与电压有关的数量。 Nmake3(AU)的值能够例如以可计算的函数关系的形式存在或者以表格形式表示，其中在表 格2中为此示出一个例子。N mec；h在该例子中又为1.000.000。
[0026] 表格 2
[0028]对于在闭合时待桥接的电压在此示例性地给出五个范围，其中限定在0与5V之间 无电压或几乎无电压的闭合时的第一范围、在5与10V之间闭合时的第二范围、在10与100V 之间闭合时的第三范围以及在100与400V之间闭合时的第四范围。在表格的其他列中给出 了安全的可能的闭合的数量Nmake3( AU)和与电压有关的老化值NTOar( AU)，其在每次闭合时 累加到老化计数器Nwear。应当清楚的是，同样能够设有更好的或稍差的范围代替五个范围， 并且范围的数量和边界能够是实际试验、计算和/或制造商的说明的结果。
[0029] 根据一个优选实施形式，在确定数Nmake( AU)时考虑电路中电容器的电容和电阻 的大