[发明专利]用于确定机动车辆的低压电池的荷电状态的方法

说明书

本发明涉及一种用于确定机动车辆(2)的特别是低压电池(14)的电池的荷电状态的方法，该方法包含以下步骤：(S100)检测机动车辆(2)的启动(IB)，(S300)在检测到机动车辆(2)启动(IB)时，使用机动车辆(2)的DC‑DC转换器(10)产生用于电化学阻抗谱的测量信号(MS)，以及(S400)评估由DC‑DC转换器(10)提供的电输出电压和电池的电端子电压，以便确定电池的荷电状态(LZ)。

技术领域

本发明涉及一种用于确定机动车辆的低压电池的荷电状态的方法。

背景技术

低压电池(也可以是起动机电池、汽车电池或车辆电池)是可充电电池，其尤其为机动车辆的内燃发动机的起动机马达提供电能或提供静态电流。低压电池可以用于机动车辆的车载电气系统(例如12伏车载电气系统)的缓冲存储器。低压电池也可以设计为最高60V的电压水平，例如额定电压为24V或48V。

低压电池是由多个相互连接的元件组成的储能器(因此称为“电池”)。它由可充电电池单元或并联和串联相互连接的电池单元块组成。

低压电池可以是锂离子电池，即在电化学电池单元的所有三相中基于锂化合物的电池。但是，该电池也可以是铅电池、镍氢电池或固态电池。

特别是当用于高度自动化机动车辆(即所谓的机器人车)中时，出于安全原因和确保可靠的操作，需要精确确定低压电池的荷电状态。

电池管理系统(Batteriemanagementsysteme，BMS)尤其评估用于确定荷电状态的电池开路电压、电池流入和流出的电流以及负载下的电压。在某些电池类型的情况下，开路电压相对于荷电状态的梯度是非常平坦的，这使得低压电池的荷电状态的精确确定更加困难。

用于确定荷电状态的系统例如从US 2018/02030073A1、US 2016/0003917A1、US9,428,071B2、US 2018/0364311A1、US 9,368,841B2、US2011/0270559A1和US2017/0219660A1中获知。

因此，需要示出一种方式，该方式可以改善对机动车辆的低压电池的荷电状态的检测。

发明内容

通过本发明的用于确定机动车辆的低压电池的荷电状态的方法来实现该目的，该方法包含以下步骤：

检测机动车辆的启动，

在检测到机动车辆启动时，使用机动车辆的DC-DC转换器产生用于电化学阻抗谱的测量信号，以及

评估由DC-DC转换器提供的电输出电压和电池的电端子电压，以便确定低压电池的荷电状态。

因此，该方法从机动车辆的启动开始，包含了机动车辆的各个部件的运行可靠性的自测试。这样的自测试或功能测试可以此外地或另外地在短暂停止期间处(例如在交通信号灯处)执行。通过电化学阻抗谱确定电池(例如机动车辆的低压电池)的荷电状态也构成了该自测试的一部分。

因此，DC-DC转换器在正常运行期间(即在启动之后)将例如电动车辆(BEV)或混合动力车辆(HEV)的牵引电池的直流电电压转换为以用于提供电化学阻抗谱的测量信号的不同的较低的值。为此，可以使用以下事实：DC-DC转换器将中间电路中的直流电电压(例如牵引电池的直流电电压)转换为交流电压，以及在过程步骤中将上述交流电压调高或调低，以及然后再次对其进行整流。然后，将用于阻抗谱的交流电电压调制为直流电压。因此，可以省去用于生成测量信号的附加逆变器，并且同时可以改善对机动车辆低压电池的荷电状态的检测。

根据一个实施例，另外检测和评估DC-DC转换器和电池的电输入和输出电流，以便确定电池的荷电状态。换句话说，通过安培小时平衡进行荷电状态确定。因此，以取决于数学符号的方式来检测存储在电池中以及从电池中汲取的电荷量。因此，可以提高低压电池的荷电状态的确定精度。