[发明专利]用于电池组的精确功率预测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测蓄电池系统的电池状态的设备和方法，该蓄电池系统被用于牵引车辆。尤其是，本发明涉及一种用于确定蓄电池系统的最大可调用的功率的方法和设备。

背景技术

对于混动动力车辆或者电动车辆而言，使用了串联连接的蓄电池元件，这些蓄电池元件的总电压被用于借助电动机来牵引车辆。在这样的串联的蓄电池系统中公知的是，例如由于内阻不同，所以单个的蓄电池元件比其他蓄电池元件承受更大的负荷并且因此遭受更快速的老化过程。此外还公知的是，由于串联电路，已经变弱的蓄电池元件受制于更强的负荷的串联电路。

整个状态通过如下方式来确定：检测蓄电池系统的总电流以及相应的电池电压，以便与各个蓄电池元件的所检测到的温度共同来推断出各个蓄电池元件的相应状态。该状态尤其是可以借助模型来表示，其中所述模型获得如温度、电池电压和电池电流这样的测量数据，并且由于由模型所模拟的蓄电池特性，该模型可以设置（vorsehen）充电状态、当前的电阻或者当前的容量。为此，该模型可以使用内部量，例如使用蓄电池元件的如浓度、内部温度或者蓄电池元件的分布这样的内部状态或者充电状态或者可使用的容量。

例如，为了确定利用这样的蓄电池系统来运行的车辆的还剩余的行程长度（Reichweite），根据现有技术使用了各个蓄电池元件的所有状态之和，以便能够推断出由蓄电池系统总共能够获得的还剩余的能量。在这种情况下常见的是，所有元件的各个状态参数彼此同样地被组合，即被平均或者通过如下总和来设置：所述总和说明了整个蓄电池系统的还剩余的牵引能量或者其他状态参数。根据所有蓄电池元件的被平均的或被求和的数据例如也计算出蓄电池系统的尚可最大调用的功率。

一方面为此需要的是计算出每个单个电池的状态参数，其中由此必须设置所基于的模型的多个实例并且必须供给有各个单独的测量数据。另一方面，通过平均并不检测所有对于蓄电池系统重要的状态，尤其是弱的蓄电池元件与强的蓄电池元件同样地被处理。

因而，迄今的用于检测最大可调用的功率的方法没有再现蓄电池系统的所有状态。此外，现有技术要求花费非常高的计算，该计算针对所有元件同样地设置单独的状态监控/状态跟踪。此外，已经变弱的电池还承受平均水准以上的负荷。

发明内容

因而，本发明的任务是设置一种用于检测蓄电池系统的状态的被简化的机制，其中所示出的状态同时更精确地再现蓄电池系统的当前特性。

本发明通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求8所述的设备来解决。

本发明所基于的问题是：通过各个状态的平均是否再现具有所有重要特性的总系统。尤其是，本发明所基于的问题是：倘使数额同样地偏离平均值，具有平均水准以上的性能的蓄电池元件通过被平均的状态检测是否在任何情况下都能够补偿平均水准以下的蓄电池元件。本发明的由此得到的方案是对功率弱的蓄电池予以特别考虑，因为这些蓄电池由于特别强的放电而受损伤并且强烈地老化。该效应并不能通过其他具有平均水准以上的性能的蓄电池元件来补偿。根据本发明，为了确定最大可调用的功率（该最大可调用的功率此外还在运行期间用作整个系统的负荷极限），通过如下方式保护该最弱的（或者这些最弱的）蓄电池元件：最大可调用的功率依据最弱的元件的最大功率来计算。因而，总系统的负载根据该计算导致最弱的元件的并不损害最弱的蓄电池元件的单个负荷（Einzelbelastung）。相比于此，在现有技术中使用平均值，在该平均值的情况下保证大多数蓄电池元件不以进行损害的方式承受负荷，但是其中至少功率最弱的元件由于遵循平均值而承受过度强烈的负荷并且由此强烈地老化。该老化影响了总系统的功率。

依据这种对比可以认识到，可以根据本发明更精确地设置最大可调用的功率，因为也考虑了（要避免的）老化过程，由此对牵引蓄电池系统的性能的预测更精确。尤其是，通过如下方式来考虑：单个元件的过度老化不仅涉及该元件，而且必要时可干扰整个系统，其中通过状态的平均来设置的功率数据未考虑这样的干扰。由于进一步的运行通过根据本发明更精确地表示最大可调用的功率而可视该功率而定并且因此尽可能地保护最弱的元件，所以通过根据本发明的方法和根据本发明的设备得到了蓄电池系统的使用寿命的显著提高。因此，当根据本发明所设置的遵循最弱元件的最大可调用的功率被用于蓄电池系统的运行时，蓄电池系统的使用寿命被提高。