[发明专利]用于确定电流的方法、蓄电池管理单元、蓄电池和机动车

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定蓄电池在确定的预测时间间隔内的电流、尤其是短路电流的方法。此外，本发明还涉及被构造用于执行该方法的蓄电池管理单元、带有该蓄电池管理单元的蓄电池以及带有该蓄电池或带有该蓄电池管理单元的机动车。

背景技术

已知的用于锂离子蓄电池系统或者还有燃料单池系统的电流传感器具有有限的测量范围和有限的分辨率。这样的传感器对电流分辨越准确，一般其测量范围也越小。这引起有关实际上流过的电流大小的测量不确定性，例如，设置有与安全有关的组件，诸如，保护装置和保险丝的锂离子蓄电池系统，其寿命在很大程度上取决于它所承受的电流的大小。

然而，在蓄电池系统出故障的情况下出现的电流往往大得使传统的电流传感器不再能够可靠地加以测定。为了保证与安全有关的元件的全部功能，该大电流被假定为最大的损害因素。因此，该元件也许在达到其实际的寿命终点之前就已经被更换。附带地，这样与安全有关的元件在生产方面在没有准确了解在故障情况下出现的电流的情况下往往把规格定得过大。从预申请和公布DE 10 201 1 007 884.3已知一种用于确定蓄电池在预测时间间隔内最大可供使用的常电流的方法。该方法首先确定蓄电池组状态并且接着确定一个微分方程的解，它借助于等效电路模型描述蓄电池状态在预测时间间隔过程中随时间的变化。在确定该微分方程的解时，假设由该蓄电池提供的电流在预测时间间隔内是恒定的。在解该微分方程的过程中，采用待维持的电压极限并且因此确定可供使用的恒电流。

发明内容

按照本发明提供一种用于在确定的预测时间间隔上确定蓄电池的电流、尤其是短路电流的方法。按照本发明的方法包括下列步骤：测量该蓄电池的电压；读出蓄电池状态；以及确定微分方程的解，该微分方程借助于等效电路模型来描述在预测时间间隔过程中电流随时间的变化。该微分方程包括蓄电池组状态和所测量的电压。

蓄电池管理单元被构造用于执行按照本发明的方法。蓄电池包括该蓄电池管理单元。机动车包括与该机动车的驱动系统相连接的该蓄电池或者该蓄电池管理单元。

本发明的优点：

在故障情况下蓄电池中出现的大电流通过已知的电流传感器，只能够进行不准确的确定或者根本无法确定。按照本发明的方法使得能够根据蓄电池的电压响应、尤其是蓄电池的单个蓄电池单池的电压响应来估计大电流、例如短路电流。在蓄电池中所采用的安全性组件，例如保护装置或者保险丝，能够通过较准确地确定电流而设置，能够减小或者避免像现有技术那样把元件规格定得过大。在可能出故障的情况下为谨慎起见至今一般都更换安全组件，但其也许尚未达到其实际寿命终点。因此，按照本发明的方法能够节约不必要的维修和组件成本。另外，该方法还能够用来测定组件的负载。

此外，按照本发明的方法还使安全组件准确的寿命评级成为可能。作为另一个优点，该方法可用来进行蓄电池传感器的可信度检验，尤其是确定电流绝对值或者动态作用。以此能够省去采用价格昂贵的附加的电流传感器。若在蓄电池中使用多个电流传感器，则在这些电流传感器中的一个失效时通过该方法能够确定该多个电流传感器中哪一个是损坏的。

此外，还能够用该方法确定的电流来标定电流传感器、尤其是用来补偿偏置和漂移作用。另外，该方法还能够用来处理传感器的噪声。例如，若该蓄电池的电压不变，然而与用该方法确定的电流相比，电流传感器确定出电流发生变化，则一般存在噪音。因此，该方法还能够用来过滤电流传感器的噪音。另外，该方法还能够用来根据修正后的电流值确定是否超过阈值。

按照本发明一个实施方式，该蓄电池组状态能够包括等效电路模型的多个蓄电池参数，其中该对个蓄电池参数在确定电流的期间内假定是恒定的。

按照另一个实施方式，按照本发明的方法还能够包括：当在蓄电池的电流传感器的测量范围内的可靠的电流测量值是可测得的时，重新确定电流。

按照另一个实施方式，该方法还能够包括步骤：通过把预测时间间隔开始时的电流测量值代入微分方程的通解来确定电流。

按照另一个实施方式，该方法还能够包括步骤：测量蓄电池的温度；以及确定还包括所测量的温度的微分方程的解。该微分方程或该微分方程的解尤其包括所测量的电压和/或所测量的温度。

按照另一个实施方式，该等效电路模型能够包括第一电阻和另一个环节的串联，其中，该另一个环节可以由第二电阻和电容的并联电路形成。另外，能够使用其他等效电路模型。

优选地，该第一电阻、第二电阻和该电容的数值形成蓄电池的参数。