用于确定电蓄能器的内阻的方法技术

本发明专利技术涉及用于确定电蓄能器的内阻R

Method for determining internal resistance of an electric accumulator

The invention relates to the determination of an internal resistance of an electric accumulator R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定电蓄能器的内阻的方法
技术介绍
蓄能器的内阻可以以不同的方式来确定。在车辆领域中，通常计算微分电阻、零相位电阻（Nullphasen-Widerstand）或欧姆电阻，并且由此确定内阻。在公开文献WO2006037694A1中公开了一种用于借助于微分电阻的计算来确定内阻的方法。
技术实现思路
本专利技术涉及用于确定电蓄能器的内阻的方法。按照本专利技术，内阻被确定，其方式是零相位电阻被计算，所述零相位电阻又作为要确定的内阻被提供。在此情况下，以下方法步骤相继地运行：a.对电蓄能器的模拟电压信号和模拟电流信号进行模拟/数字转换，以便获得数字电压值和数字电流值，b.利用带通滤波器围绕零相位频率对数字电压值和数字电流值进行滤波，以便获得经滤波的电压值和电流值，c.检验是否满足了以下计算前提：Ⅰ.带通滤波器得以初始化，Ⅱ.由经滤波的电流值求取具有其所属的时间点的电流峰值，Ⅲ.电流峰值的数值大于阈电流值的数值，其中阈电流值的数值大于最小阈电流值的数值，其中利用最小阈电流值可以计算零相位电阻，所述零相位电阻与实际内阻具有预先给定的最大偏差，Ⅳ.在之前所求取的时间点的经滤波的电压值是电压峰值，Ⅴ.电流峰值和电压峰值具有相同符号，其中这些计算前提相继地被检验，然而计算前提Ⅰ也可以在方法步骤c中的任意其他位置处被检验，并且其中如果计算前提之一未被满足，那么该方法被结束，d.如果该方法之前尚未被结束，那么由电压峰值和电流峰值计算零相位电阻，e.如果该方法之前尚未被结束，那么作为电蓄能器的要确定的内阻提供零相位电阻。在此情况下有利的是，小的电流波动或者电压波动作为针对电蓄能器的激励已经足够用于计算零相位电阻和因此用于确定电蓄能器的内阻，如这例如在行驶期间或在关断的电动机时情况那样。由于电动机起动引起的电蓄能器的强激励因此不再是用于能够确定内阻的前提。这尤其在混合动力车辆和电动车辆的情况下是有利的，所述混合动力车辆和电动车辆不具有常规的电动机起动。此外，与用于确定内阻的其他方法、例如借助于光谱法（Spektralmethode）的方法相比，该方法仅需要小的计算耗费，其中在所述借助于光谱法的方法情况下通过离散傅里叶变换确定内阻。此外，为了在嵌入式系统中、例如在电池传感器中使用，该方法得以优化，并且因此不仅可以被用于主动地（aktive）确定内阻而且可以被用于被动地（passive）确定内阻。在此情况下，主动确定表示在特定频率情况下以受控交变电压来激励电蓄能器。主要优点在于，内阻可以连续地并且与电网电压无关地被计算。然而，主动确定需要具有功率电子设备的复杂硬件并且此外对电池加载荷。而被动确定表示通过三相交流发电机的电网电压或通过消耗器激励电蓄能器。由此硬件要求较低，因为仅需要测量蓄能器的电流和电压。这例如可以通过分流器或霍尔传感器来实施。然而因为在这种被动确定情况下，蓄能器的激励不直接地被控制，所以如果计算前提不被满足，那么内阻不被更新。此外，可以通过改变阈电流值来调整内阻的确定精度。按照本专利技术的方法的一种有利的扩展方案规定，另一方法步骤f在方法步骤a和方法步骤e之间运行，在所述方法步骤f中，数字电压值和数字电流值的有效性被检验。在此情况下，如果方法步骤a已经成功地得以执行，那么数字电压值和数字电流值被看作是有效的。而在无效的数字电压值或数字电流值情况下，结束该方法。在此情况下有利的是，该方法仅以有效的、也就是说无错误的测量值被继续。由此，在有错误的测量值情况下，一方面可以减少计算耗费，并且另一方面可以避免有错误的零相位电阻作为内阻被提供。按照本专利技术的方法的另一有利的扩展方案规定，电流峰值或还有电压峰值借助于先进先出原理（FirstIn-FirstOut-Prinzip，FIFO）被求取，所述先进先出原理尤其是三元素先进先出原理（FIFO）。在此情况下有利的是，FIFO原理是用于由多个值求取峰值的简单手段。由此，对于所述方法步骤所需要的计算功率被保持得低。在按照本专利技术的方法的一种有利的扩展方案中规定，另一方法步骤g在方法步骤d和方法步骤e之间运行，在所述方法步骤g中，零相位电阻的合理性被检验。在此情况下，如果零相位电阻处于要预期的内阻的理论最小极限值和理论最大极限值之间，那么该零相位电阻被看作是合理的（plausibel）。如果这不是这种情况，那么方法被结束。在此情况下有利的是，仅当所计算的零相位电阻被归为了合理的时，所计算的零相位电阻才在方法步骤e中作为内阻被提供。由此可以避免提供有错误的零相位电阻作为内阻。在按照本专利技术的方法的另一有利的扩展方案中规定，在方法步骤d中通过由电压峰值和电流峰值构成商来计算零相位电阻。在此情况下有利的是，这是用于计算零相位电阻的一种简单可能性并且因此仅要求小的计算容量。按照本专利技术的方法的一种有利的实施方式规定，另一方法步骤h在方法步骤d和方法步骤e之间运行，在所述方法步骤h中，所计算的零相位电阻尤其借助于PT1元件被低通滤波。在此情况下有利的是，可以通过滤波减少标准偏差，所述标准偏差例如由于测量噪声出现。按照本专利技术的方法的另一有利的扩展方案规定，在方法步骤d中通过构成电压峰值的均方根与电流峰值的均方根的商来计算零相位电阻。在此情况下有利的是，在计算零相位电阻时的精度通过这种计算方式再次被提高。附图说明图1示出用于确定电蓄能器的内阻的按照本专利技术的方法的第一实施例。图2示出用于确定电蓄能器的内阻的按照本专利技术的方法的第二实施例。图3示出用于确定电蓄能器的内阻的按照本专利技术的方法的第三实施例。图4示出用于确定电蓄能器的内阻的按照本专利技术的方法的第四实施例。图1示出用于确定电蓄能器的内阻的按照本专利技术的方法的第一实施例。方法以开始S开始。首先，在方法步骤a中，将电蓄能器的模拟电压信号Uanalog和模拟电流信号Ianalog转换成数字电压值U和数字电流值I。所述模拟/数字转换在方法步骤a中通过第一子步骤a1和第二子步骤a2发生。在第一子步骤a1中，对模拟电压信号Uanalog和模拟电流信号Ianalog进行低通滤波，其中这例如借助于模拟低通滤波器发生。接着在第二子步骤a2中，对经低通滤波的模拟电压信号Uanalog和经低通滤波的模拟电流信号Ianalog进行采样，以便获得数字电压值U和数字电流值I。在此情况下，对于模拟电压信号Uanalog和模拟电流信号Ianalog同步地并且在采样频率fTast是最大零相位频率fzp,max的至少两倍的前提下进行采样。在此，低通滤波用于：要采样的信号的带宽满足采样速率。此外，通过针对采样频率fTast的前提遵守奈奎斯特香农（Nyquist-Shannon）采样定理。数字电压值U和数字电流值I在接着的方法步骤b中被滤波。在此情况下，滤波借助于带通滤波器发生，所述带通滤波器围绕零相位频率fzp滤波。在所述零相位频率fzp处，阻抗角大致为零。零相位频率fzp例如与蓄能器的类型、温度和荷电状态（Ladungszustand）有关。在铅电池的情况下，零相位频率fzp典型地处于300Hz和1kHz之间。通过带通滤波，获得经滤波的电压值Ufilt和经滤波的电流值Ifilt。在另一方法步骤c中，接着多个计算前提相继地被检验。一旦甚至仅这些计算前提中的一个不被满足，该方法也提前被结束。在此情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定电蓄能器的内阻（R

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.27 DE 102014217087.71.用于确定电蓄能器的内阻（Ri）的方法，所述方法具有以下相继运行的方法步骤：a.对所述电蓄能器的模拟电压信号（Uanalog）和模拟电流信号（Ianalog）进行模拟数字转换，以便获得数字电压值（U）和数字电流值（I），b.利用带通滤波器围绕零相位频率（fzp）对所述数字电压值（U）和所述数字电流值（I）进行滤波，以便获得经滤波的电压值（Ufilt）和电流值（Ifilt），c.检验是否满足了以下计算前提：Ⅰ.带通滤波器得以初始化，Ⅱ.由所述经滤波的电流值（Ifilt）求取具有其所属的时间点（tp）的电流峰值（Ip），Ⅲ.所述电流峰值（Ip）的数值大于阈电流值（Ith）的数值，其中所述阈电流值（Ith）的所述数值大于最小阈电流值（Ith,min）的数值，利用所述最小阈电流值（Ith,min），可以计算零相位电阻（Rzp），所述零相位电阻与实际内阻（Ri）具有预先给定的最大偏差，Ⅳ.在之前所求取的时间点（tp）的所述经滤波的电压值（Ufilt）是电压峰值（Up），Ⅴ.所述电流峰值（Ip）和所述电压峰值（Up）具有相同符号，其中这些计算前提相继地被检验，然而所述计算前提Ⅰ也可以在所述方法步骤c中的任意其他位置处被检验，并且其中如果所述计算前提之一未被满足，那么所述方法被结束，d.如果所述方法之前尚未被结束，那么由所述电压峰值（Up）和所述电流峰值（Ip）计算所述零相位电阻（Rzp），e.如果所述方法之前尚未被结束，那么提供所述零相位电阻（Rzp）作为所述电蓄能器的要确定的内阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：F瓦拉迪，G巴拉尼，R施托尔岑贝格，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE