本发明专利技术涉及用于确定蓄能器的电荷状态／老化状态的方法和装置（１９，２０，２１），其中以在空载状态时借助于电压测量传感器（２２）测得的蓄能器的开路端电压为基础，由控制单元（２３）确定该电荷状态／老化状态。借助于控制单元（２３）促使在第一时刻测量蓄能器进入空载状态后的第一开路端电压，并且根据由控制单元（２３）测得的第一开路端电压值，借助于预测模型为开路端电压的至少一次另外的测量确定稍后时刻，并且在该稍后时刻测量至少一个另外的开路端电压，并根据至少一个另外的开路端电压值确定蓄能器的电荷状态／老化状态。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及按照权利要求1前序部分所述的方法和按照权利要求7前序部分所述的装置。
技术介绍
在使用电蓄能器时，了解其电荷状态和老化状态是很重要的。电 蓄能器可以例如是电化学蓄能器或电容储存器。准确地了解电荷状态 (SOC-state of charge)或老化状态(S0H-s tate of health)例如 在混合动力车中运行蓄能器时是很重要的，这种混合动力车包含一 台 内燃机和至少一台作为备选的或多重的驱动装置的电机。尤其对于节 能的行驶管理来说，需要尽可能充分地了解电蓄能器的电荷状态或老 化状态。已知的用于确定蓄能器电荷状态或蓄能量的方法，是建立在电池 接线柱上的电流或电压测量基础上的。在电流测量的情况下，通过电 池电流的时间积分确定取出或输送的电荷量占额定容量的部分。如果 将纯电流测量附加地与电池接线柱上的电压测量相结合，则可以附加 地顾及到蓄能量对放电功率P的依赖关系。在两种方法中可以附加地 将如蓄能器的年龄、蓄能器的自放电、蓄能器的温度等等影响通过相 应的计算方法加以考虑。但是从蓄能器，尤其是电化学蓄能器如电池中可取出的电荷数 量，具有对放电电流显著的依赖性。因此在大多数电池中会出现随着 放电电流的增加可取出的容量变小的情况(这种情况通常被称为 Peukert特性)。此外随着放电程度的增加，电池的端电压降低。电 池内阻上的电压降与来自电池的放电电流相关地升高。由此使端电压 附加地减小，并因此导致蓄能量的不精确确定。电蓄能器蓄能量的确 定因此包含系统误差，因为仅仅考虑到容量，但是没有考虑到电压变 化对各种影响的依赖性。因此按照现有技术，在正常的车辆行驶时蓄能量的确定是通过电流或电荷积分(Ah-Integration)实现的，并且通过在蓄能器静止状 态，例如在断开的系统中附加测量蓄能器的开路接线柱电压来进行修 正。在电蓄能器空载状态时的端电压的测量，称为开路端电压(0CV-open-circuit-voltage )或空载电压的测量。因此通过在停止或未启 动的车辆上连续测量开路端电压，可以以时间不连续的步长调整如蓄 能器的自放电或温度的影响。由此使车辆运行时的电流积分误差被事 后抵消。但是蓄能器在空载状态时的开路端电压不是恒定不变的。例如如 果在接通电路时从蓄能器中取出能量，则在空载状态时的端电压直接 在该电路断开后由于内部均衡过程而习惯性地升高。此外外部边界条 件，例如蓄能器的温度、蓄能器的年龄等等都会影响蓄能器在空载状 态时的性能。如果电蓄能器处于静止状态，电荷状态/老化状态之间的关系只对 开路端电压来说是唯一的。如果在正常的环境参数条件时存在化学平 衡，则在电化学蓄能器上达到静止状态。因此直接在蓄能器放电或充 电过程后测量开路端电压是不够的。在现有技术上已知各种用于解决该技术问题的方法。专利文献DE 102 08 652Al公开了一种方法，在这种方法中采集电压和电流的至少 两个测量值对。在考虑电池替换电路的条件下，将所采集的电压和电 流的测量值对修正到处于已启动状态的蓄能器上。对已修正的测量值 对进行插值，并因此求出在电流值为0时的静止电压值。根据该求得 的静止电压值，借助于事先确定的静止电压和电荷状态之间的关系来 确定电荷状态。在专利文献W0 02/091007中，描述了一种借助于开路端电压的测 量来确定电池的电荷状态的方法。首先针对各种电荷状态分别在静止 状态时测量电池的开路端电压，并因此建立起在静止状态的开路端电 压和充电状态的开路端电压之间的关系。为了求得蓄能器在静止状态 时的开路端电压和每一次充电状态时的开路端电压之间的关系，将电 池逐步地充电和放电。在每一个充电或放电步骤后，在时间间隔中绘 制出电压变化相对于时间以及温度特性相对于时间、直至达到静止电 压的变化情况。根据这些数据，也就是开路端电压、开路端电压的变 化和电池的温度变化，求出开路端电压的松弛曲线。利用该求出的曲线和所确定的在电池静止状态和电荷状态时开路端电压之间的关系，来根据在放电或充电过程后以较短的时间间隔(100至500秒钟)测得 的测量值，确定在静止状态时的开路端电压并由此确定蓄能器的各电 荷状态。从DE 101 28 033A1中已知一种通过在一个空载周期内对电压调 节性能的测量来预测电化学蓄能器平衡静止电压的方法，其中利用了 平衡静止电压和衰减电压之间的公式化关系。该关系取决于在空载周 期里两个在时间上分开的端电压的测量值和蓄能器的温度以及多个根 据实验确定的常数。但是按照现有技术，这些测量方法在涉及到静止状态时的实际开 路端电压时仍具有较高的不可靠性。因此在已知的的装置中，使用在 空载状态期间按照时间间隔来确定开路端电压的蓄能器来分别准确地 确定蓄能器的静止电压和电荷状态或老化状态。但是同时在较长的静 止阶段或不利的起始条件下，例如在高电流和高蓄能器温度时取出能 量时，进行了大量不提供可使用结果的测量。这些测量本身消耗电能， 从而对于节能的能源管理来说需要更好的方法和更好的装置来确定蓄 能器的电荷状态和/或老化状态。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供以简单而可靠的方式不进行 许多不需要的测量就能确定蓄能器电荷状态/老化状态的方法和装置。按照本专利技术，该技术问题通过具有权利要求1所述特征的方法和 具有权利要求7所述特征的装置解决。本专利技术的其它有利构建从从属 权利要求得出。为此设定，在第一时刻测量第一开路电压，并才艮据所测得的第一 开路电压借助于预测模型，为开路电压的至少另一次测量确定稍后时 刻，并在该稍后时刻测量至少一个另外的开路端电压，并且根据该至 少一个另外的开路端电压值确定蓄能器的电荷状态/老化状态。由此避 免了在蓄能器松弛到其静止状态期间实施不必要的测量。同样避免了 在蓄能器达到其静止状态后在根据现有技术的方法和装置上要进行的 附加的测量。将开路端电压的测量理解为在空载状态时，也就是在断开电路时蓄能器端电压的每一次测量，所述电路本来设置用于取出能 量/输入能量。本专利技术的有利构建设定，将稍后时刻确定成，使得能够根据预测 模型为该稍后时刻预报蓄能器的静止状态。在这种构造上保证了在蓄 能器处于其静止状态的所述稍后时刻，对开路端电压进行至少一次另 外的测量，从而可以可靠地推断出蓄能器的电荷状态或老化状态。为了提高用于至少一次另外的测量的推断稳定性，在尤其有利的 实施形式中设定，在稍后时刻测量一个附加的开路端电压。在此可以 设定，求出附加的开路端电压和至少一个另外的端电压的平均值，并 将该平均值用于确定蓄能器的电荷状态或老化状态。在本专利技术的进一步构建上规定，将至少一个另外的开路端电压与 借助于预测模型预报的稍后时刻的开路端电压进行比较，并且在至少 一个另外的开路端电压与预报的开路端电压之间的偏离超过预先设定 的公差时，对预测模型进行调整。由此可以顾及到例如在蓄能器制造时出现的连续漏电(Serienstreuungen)。本方法因此是值得借鉴的， 并且可以在一定程度上适应略有区别的蓄能器。此外本专利技术的这种进 一步构建可以顾及到例如由于蓄能器的老化而发生的变化过程。本专利技术尤其优选的实施形式设定，测量或采集其它的物理和/或统 计参数，并且在预测模型中加以考虑，其中物理参数尤其包括蓄能器充本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定蓄能器的电荷状态／老化状态的方法，其中以蓄能器在空载状态时的开路端电压的测量值为基础获得该电荷状态／老化状态，其特征在于，在第一时刻测量第一开路端电压，并且根据测得的第一开路端电压值，借助于预测模型为开路端电压的至少一次另外的测量确定稍后时刻，并且在该稍后时刻测量至少一个另外的开路端电压，并且根据该至少一个另外的开路端电压值确定蓄能器的电荷状态／老化状态。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M霍尔茨，M齐尔默，E波特，D普罗查兹卡，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，斯柯达汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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