[发明专利]用于确定电能量存储器的电容的设备和方法

说明书

本发明涉及基于电能量存储器的复阻抗的相位确定电能量存储器、例如可再充电的电池组的电容。为此，通过以下方式确定电能量存储器的阻抗：以预给定的周期性的加载来加载所述能量存储器并且确定对此出现的系统响应。根据所述电能量存储器的复阻抗的相位和所述电能量存储器的电容之间的相关性，接着能够以简单的方式可靠地确定电能量存储器的电容。

技术领域

本发明涉及电能量存储器的电容的确定。本发明尤其涉及用于确定电能量存储器、例如蓄电池的电容的设备和方法。

背景技术

出版文献EP 2 447 728 A1公开一种用于电池组电池的测量系统。电池组电池在此可以借助阻抗来加载，其中，所述加载可以通过时钟脉冲操控的开关来接通或关断。阻抗上的电压降被低通滤波并且接着被评估。

电能量存储器、例如锂离子电池组应用在众多的领域中。例如，所述电能量存储器作为牵引电池组应用在电动车辆中。在这样的能量存储器中的各个电池的电容可以在其使用寿命期间变化。对于在这样的能量存储器中的各个电池的评估而言，电容的检查非常令人感兴趣。

当前必须对能量存储器的电池、例如锂离子电池组电池完全地充电和放电以便获得关于其电容的准确的和可靠的结论。替代地，必要时，存在的电池组管理系统的数据也可以给出关于各个电池组电池的状态和电容的说明。然而，对此，电池组管理系统必须准确地与这样的能量存储器的各个电池相协调。

发明内容

本发明公开一种具有专利权利要求1所述的特征的用于确定电能量存储器的电容的设备和具有专利权利要求9所述的特征的用于确定电能量存储器的电容的方法。

据此设置：

一种用于借助加载设备、测量设备、计算设备和评估设备确定电能量存储器的电容的设备。所述加载设备设计用于以周期性的加载信号电加载所述电能量存储器。所述测量设备设计用于，测量所述电能量存储器对以周期性的加载信号进行的加载的系统响应。所述计算设备设计用于，确定在所述周期性的加载信号和所述电能量存储器的所测量的系统响应之间的相位偏移。所述评估设备设计用于，在使用在周期性的加载信号和所述电能量存储器的所测量的系统响应之间的所确定的相位偏移的情况下确定所述电能量存储器的电容。

此外设置：

一种用于确定电能量存储器的电容的方法，所述方法具有以下步骤：以周期性的加载信号加载所述电能量存储器；测量所述电能量存储器对以周期性的加载信号进行的加载的系统响应；确定在所述周期性的加载信号和所述电能量存储器的所测量的系统响应之间的相位偏移；在使用在周期性的加载信号和所述电能量存储器的所测量的系统响应之间的所确定的相位偏移的情况下确定所述电能量存储器的电容。

本发明的优点

本发明基于以下认识：电能量存储器、例如可再充电的电池组的电容的确定非常有意义。本发明在此尤其基于以下认识：在电能量存储器的阻抗测量时在电流与电压之间的相位偏移的单独分析已经允许可靠推断出电能量存储器的电容。

因此，本发明的思想是，考虑该认识并且设置一种设备以及一种方法，由此，可以基于在电能量存储器的阻抗测量时的相位偏移实现电能量存储器的电容确定。用于确定电流与电压之间的相位偏移的电能量存储器的阻抗测量在此可以通过电能量存储器的非常小的并且在时间上非常短的加载来实现。这能够实现电能量存储器的电容的特别快速的和经济的（schonend）确定。

为了电能量存储器的阻抗测量，在此必须以限定的负载加载电能量存储器。尤其在此，可以在电能量存储器上例如进行以预给定的电流幅度的加载。为了阻抗测量，在此尤其需要以预给定的频率的周期性的加载。在此，为了根据本发明的阻抗测量，多于1赫兹、尤其在1赫兹和1赫兹或15赫兹之间的频率尤其足够。以此方式可以实现在数秒内的相对快速的电容确定。对于以预先定义的电流变化过程加载电能量存储器替代地，也能够实现在预给定的电压变化过程的情况下电流的测量。