用于确定负载电流的方法及电池传感器技术

本发明专利技术涉及一种用于确定负载电流的方法，该方法基于以特定方式来传导校准电流并且基于特定计算方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定负载电流的方法及电池传感器本专利技术涉及一种用于确定流过一组测量用电阻器的负载电流的方法。这种方法可以具体用于确定电池例如汽车电池的电池状况。为了确定电池状况，通常需要测量电池电流。这也可以被称为负载电流。为此目的，在根据现有技术的实施例中，高度准确的电阻器或传感器通常被用于测量磁场强度。以上实施例的缺点具体是：具体用于产生电阻器材料的高成本，该电阻器材料在例如-40℃至105℃的常规温度范围内具有或多或少的恒定电阻值。这种材料的一个示例是铜/镍/锰合金，例如锰镍铜合金。可以提供电流测量例如以用于电池传感器，该电池传感器用于电池的物理变量的下游计算。一段时间以来，已经尝试通过用更具成本效益的部件来代替高度精确的电阻器作为测量用电阻器(还被称为分流电阻器)。一种可能性是在电池传感器的使用寿命期间反复对分流电阻器进行重新校准。然而，已经发现，在占优势的边界条件下、具体地传感器的期望低功率消耗，即使在同时测量机动车辆中出现的高且时间上大大可变的电流的情况下，连续的重新校准是困难的，这是因为待应用于校准的校准电流旨在被选定为很小并且旨在仅被短暂地应用。因此，本专利技术的目的是提供一种用于确定负载电流的方法，该方法与已知的实施例相比，可以以可替代的方式例如以改进的和/或更具成本效益的方式来执行。本专利技术的目的是还提供一种相关联的电池传感器。根据本专利技术，这是通过如权利要求1所述的方法和如权利要求13所述的电池传感器来实现的。有利的实施例可以例如从对应的从属权利要求中收集。权利要求书的内容通过明确引用并入说明书的内容中。本专利技术涉及一种用于确定流过一组测量用电阻器的负载电流的方法。该测量用电阻器组具有多个支路，并且每个支路具有至少一个对应的第一测量用电阻器和一个对应的第二测量用电阻器。该方法针对这些支路中的每一个支路具有以下步骤：-测量第一测量电压和第二测量电压，该第一测量电压在该第一测量用电阻器的两端下降，该第二测量电压在该第二测量用电阻器的两端下降，-基于该第一测量电压和该第二测量电压来计算第一操作参数，-至少基于该第二测量电压和第二操作参数来计算该负载电流，-其中，该方法仅在对应的校准周期期间具有以下步骤：-将校准电流传导到该测量用电阻器组的该支路中，其中，该校准电流被分流成流过该第一测量用电阻器的第一校准部分电流和流过该第二测量用电阻器的第二校准部分电流，以及-测量第一校准电压和第二校准电压，该第一校准电压在流动校准电流和负载电流的情况下在该第一测量用电阻器的两端下降，该第二校准电压在流动校准电流和负载电流的情况下在该第二测量用电阻器的两端下降，-其中，该第二操作参数是至少基于该第一校准电压、该第二校准电压、该第一操作参数、以及该校准电流的电流强度来计算的。根据本专利技术的方法有利地使得可以确定负载电流。为此目的，起初仅包括单个电阻器的测量用电阻器可以被概括为具有至少一个支路的一组测量用电阻器，该至少一个支路具有至少两个测量用电阻器。应当理解，可以使用任何期望数量的支路，即例如，一个支路、两个支路、三个支路、或更多个支路。具体地，这些负载电流可以各自是总负载电流的流过对应支路的那些部分。应当理解，在对应的测量用电阻器两端下降的电压，即测量电压或校准电压，可以基本上在对应的测量用电阻器的两端直接测量，或者可以以这种方式来测量：在多个电阻器例如两个电阻器的两端测量总电压，并且从该总电压中减去在另一个电阻器的两端下降的电压。这些实施例在本申请的意义上是等效的，并且都应该相应地包括在本文使用的公式中。应当理解，在至少基于第二测量电压和第二操作参数来计算负载电流的步骤中，第一测量电压或者第一测量电压与第二测量电压的总和也可以被用作第二测量电压的替代。这种变体应该被认为是等效的。在多个支路的情况下，优选地将这些支路的对应所计算负载电流相加，以形成总负载电流。关于该程序的细节，参照了下面的实施例。第一校准电流基于负载电流的电流方向而优选地与第二校准电流不同、具体地相反。这导致对于方程组的有利可解性，这些将在以下进一步更详地细描述。根据一个实施例，第一校准部分电流为零。这使得可以省去电流源并且使得能够进行特别简单的评估。应当理解，其中校准部分电流因此为零的那些实施例例如被包括在上述披露中。第二操作参数优选地对应于第二测量用电阻器的电阻值与测量第二测量电压的电压表的增益因数的乘积。第二操作参数可以具体地被计算为第一分数与第二分数之间的差，其中，第一分数的分子包含第二参考电压，其中，第一分数的分母包含校准电流的电流强度，其中，第二分数的分子包含第一参考电压，并且其中，第二分数的分母包含第一操作参数与校准电流的电流强度的乘积。这允许具体地针对上述含义而有利地计算第二操作参数。关于数学背景，参照了下面的实施例。应当理解，在本申请中陈述的方程或公式的情况下，无论是否以文本的形式或作为公式来陈述，某些变换、具体地微不足道的变换基本上也被认为是等效的并且不偏离保护范围。例如，方程可以乘以某个常数。第一操作参数优选地对应于以下项之间的比率：-第二测量用电阻器的电阻值与测量第二测量电压的电压表的增益因数的乘积，以及-第一测量用电阻器的电阻值与测量第一测量电压的电压表的增益因数的乘积。在这种情况下，第一操作参数优选地是通过将第一测量电压除以第二测量电压、或者借助于基于第一测量电压和第二测量电压的回归分析来计算的。这允许具体地针对上述含义而有利地计算第一操作参数。优选地在校准周期之外计算第一操作参数，具体地是在也在对测量电压进行测量的情况下。根据一个实施例，负载电流是在对应的校准周期期间通过从校准周期之外的时间外推负载电流来计算的。这考虑到以下事实：取决于该实施例，在校准周期、即具有叠加的校准电流期间精确地计算负载电流可能是困难的或甚至是不可能的。根据一个实施例，第一校准部分电流为零，并且负载电流是在对应的校准周期期间基于第二校准电压、第二操作参数、以及校准电流的电流强度来计算的。具体地，这考虑到以下事实：即使在校准周期期间也可以精确地计算负载电流，具体地是在第一校准部分电流为零的情况下。在这种情况下，具体地，可以以两种不同的示例性方式来确定负载电流。一方面，负载电流可以由第二校准电压除以第二操作参数、减去已知校准电流来计算，并且另一方面，负载电流可以由第一校准电压除以第一操作参数与第二操作参数的乘积来计算。最终结果有利地被输出或被计算为刚刚提及的这两种方法的平均值。根据一个实施例，负载电流是在校准周期之外通过将第二测量电压除以第二操作参数来计算的。根据一个实施例，负载电流是在校准周期期间通过将第二校准电压除以第二操作参数减去校正值来计算的，其中，该校正值优选地是校准电流的电流强度，具体地是在第一校准部分电流为零的情况下。还可以使用所估计的值来对校准电流进行分流。由于通常已知第一测量用电阻器和第二测量用电阻器的标称电阻值，因此通常可以估计将如何对电流进行分流。只要校准电流与负载电流相比是较小的，这就通常仅产生很小的误差。具体地，可以基于参考电阻器处的所测量电压降来确定校准电流的电流强度，其中，此参考电阻器具体地是温度稳定的和/或长期稳定的参考电阻器。后者具有已知的电阻。应该提到的是，因此通常首先仅总体上测量校准电流，即，在不知道这两个校本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定流过一组测量用电阻器的负载电流(I负载)的方法，‑其中，该测量用电阻器组具有多个支路，并且每个支路具有至少一个对应的第一测量用电阻器(R1)和一个对应的第二测量用电阻器(R2)，‑其中，该方法针对这些支路中的每一个支路具有以下步骤：‑测量第一测量电压(U1)和第二测量电压(U2)，该第一测量电压在该第一测量用电阻器(R1)的两端下降，该第二测量电压在该第二测量用电阻器(R2)的两端下降，‑基于该第一测量电压(U1)和该第二测量电压(U2)来计算第一操作参数(a)，‑至少基于该第二测量电压(U2)和第二操作参数(R*g)来计算该负载电流(I负载)，‑其中，该方法仅在对应的校准周期期间具有以下步骤：‑将校准电流(I参考)传导到该测量用电阻器组的该支路中，其中，该校准电流(I参考)被分流成流过该第一测量用电阻器(R1)的第一校准部分电流(I参考，1)和流过该第二测量用电阻器(R2)的第二校准部分电流(I参考，2)，以及‑测量第一校准电压(U1)和第二校准电压(U2)，该第一校准电压在流动校准电流(I参考)和负载电流(I负载)的情况下在该第一测量用电阻器(R1)的两端下降，该第二校准电压在流动校准电流(I参考)和负载电流(I负载)的情况下在该第二测量用电阻器(R2)的两端下降，‑其中，该第二操作参数(R*g)是至少基于该第一校准电压(U1)、该第二校准电压(U2)、该第一操作参数(a)、以及该校准电流(I参考)的电流强度来计算的。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.25 DE 102016206958.61.一种用于确定流过一组测量用电阻器的负载电流(I负载)的方法，-其中，该测量用电阻器组具有多个支路，并且每个支路具有至少一个对应的第一测量用电阻器(R1)和一个对应的第二测量用电阻器(R2)，-其中，该方法针对这些支路中的每一个支路具有以下步骤：-测量第一测量电压(U1)和第二测量电压(U2)，该第一测量电压在该第一测量用电阻器(R1)的两端下降，该第二测量电压在该第二测量用电阻器(R2)的两端下降，-基于该第一测量电压(U1)和该第二测量电压(U2)来计算第一操作参数(a)，-至少基于该第二测量电压(U2)和第二操作参数(R*g)来计算该负载电流(I负载)，-其中，该方法仅在对应的校准周期期间具有以下步骤：-将校准电流(I参考)传导到该测量用电阻器组的该支路中，其中，该校准电流(I参考)被分流成流过该第一测量用电阻器(R1)的第一校准部分电流(I参考，1)和流过该第二测量用电阻器(R2)的第二校准部分电流(I参考，2)，以及-测量第一校准电压(U1)和第二校准电压(U2)，该第一校准电压在流动校准电流(I参考)和负载电流(I负载)的情况下在该第一测量用电阻器(R1)的两端下降，该第二校准电压在流动校准电流(I参考)和负载电流(I负载)的情况下在该第二测量用电阻器(R2)的两端下降，-其中，该第二操作参数(R*g)是至少基于该第一校准电压(U1)、该第二校准电压(U2)、该第一操作参数(a)、以及该校准电流(I参考)的电流强度来计算的。2.如权利要求1所述的方法，-其中，该第一校准部分电流(I参考，1)基于该负载电流(I负载)的电流方向而与该第二校准部分电流(I参考，2)不同、具体地相反。3.如以上权利要求之一所述的方法，-其中，该第一校准部分电流(I参考，1)为零。4.如以上权利要求之一所述的方法，-其中，该第二操作参数(R*g)对应于该第二测量用电阻器(R2)的电阻值与测量该第二测量电压的电压表(U2)的增益因数(g)的乘积。5.如以上权利要求之一所述的方法，-其中，该第二操作参数(R*g)被计算为第一分数与第二分数之间的差，-其中，该第一分数的分子包含该第二参考电压(U2)，-其中，该第一分数的分母包含该校准电流(I参考)的电流强度，-其中，该第二分数的分子包含该第一参考电压(U1)，并且-其中，该第二分数的分母包含该第一操作参数(a)与该校准电流(I参考)的电流强度的乘积。6.如以上权利要求之一所述的方法，-其中，该第一操作参数(a)对应于以下项之间的比率：-该第二测量用电阻器(R2)的电阻值与测量该第二测量电压的电压表(U2)的该增益因数(g)的乘积，以及-该第一测量用电阻器(R...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·奥默尔，HM·格拉夫，M·施拉姆，
申请(专利权)人：大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE