确定机动车辆的至少一个牵引电池的荷电状态的方法技术

本发明专利技术涉及一种确定机动车辆(2)的至少一个牵引电池(6)的荷电状态的方法，包括下列步骤：(S100)检测机动车辆(2)的起动(IB)，(S500)在检测到机动车辆(2)的起动(IB)时，利用机动车辆(2)的双向DC

【技术实现步骤摘要】
确定机动车辆的至少一个牵引电池的荷电状态的方法


[0001]本专利技术涉及一种确定机动车辆的至少一个牵引电池的荷电状态的方法。

技术介绍

[0002]牵引电池(也称为高压蓄能器)是一种储能装置，牵引电池用于驱动电动车辆或混合动力车辆并且包括多个相互连接的元件(因此是“电池”)。牵引电池包括并联和串联相互连接的几个到数千个蓄能器电池单元或电池单元块。牵引电池可以是锂离子蓄能器并且因此以锂离子蓄能器作为电池单元。
[0003]在电动车辆或混合动力车辆中，几百伏直流电压的标称电压是常见的(因此也是高压蓄能器)，该电压可以与三相交流电流网络中的公共电压有一定的关系。更高的电池标称电压(400伏以上，高达1000伏直流电压范围)在电池电力驱动高性能车辆以及电池总线中并不少见。
[0004]在电动车辆中，例如车灯、挡风玻璃刮水器、收音机、遥控器等部件通常不是由高压驱动电池供电，而是利用类似于传统机动车辆中的低压电池的小型电能储存装置的普通的12或48伏的车辆电力系统供电。当起动机电池连接到车身时，较高电压的驱动电池在机动车辆中与车身绝缘地进行安装。
[0005]因此，低压电池(也称为起动机电池、汽车电池或车辆电池)是为机动车辆的内燃发动机的起动电机提供电能或提供静态电流以及其他方面的蓄能器。低压电池可以用作机动车辆的车辆电力系统(例如12伏车辆电力系统)的缓冲存储器。低压电池也可以设计为高达60伏的电压水平，例如具有24伏或48伏的标称电压。
[0006]低压电池是同样包括多个相互连接的元件的储能装置。低压电池包括并联和串联地相互连接的蓄能器电池单元或电池单元块。
[0007]低压电池可以是锂离子电池，即在电化学电池单元的全部三个阶段基于锂化合物的电池。然而，电池也可以是铅酸电池、镍氢电池或固态电池。
[0008]尤其是在高度自动化的机动车辆(即所谓的自动车辆)的情况下，为了安全因素和确保可靠运行，除其它方面以外，必须准确确定牵引电池的荷电状态。
[0009]为了确定荷电状态，电池管理系统(BMS)除其他方面以外还评估电池的开路电压、流入和流出电池的电流以及负载的电压。在一些类型的电池中，开路电压的斜率与荷电状态相比非常平，这阻碍了对低压电池荷电状态的准确确定。
[0010]可以从例如下列文献知晓确定荷电状态的系统，专利文献US 2018/0203073A1、US 2016/0003917A1、US 9,428,071B2、US 2018/0364311A1、US 9,368,841B2、US 2011/0270559A1和US 2017/0219660A1。
[0011]因此，有必要表明可以改进检测机动车辆牵引电池荷电状态的方法。

技术实现思路

[0012]该目的通过根据本专利技术的用于确定机动车辆的至少一个牵引电池的荷电状态的
方法来实现的，该方法包括下列步骤：
[0013]检测机动车辆的起动，
[0014]在检测到机动车辆的起动的情况下，利用机动车辆的双向DC
‑
DC(直流
‑
直流)转换器产生用于电化学阻抗谱的高压侧测量信号，以及
[0015]评估双向DC
‑
DC转换器提供的输出电压和牵引电池的终端电压，以确定牵引电池的荷电状态。
[0016]因此，该方法从机动车辆的起动开始，起动包括对机动车辆不同部件的功能进行自测。可选地或另外地，自测或功能测试还可以在例如在交通灯处的短暂停留期间进行。这种自测还包括通过电化学阻抗谱确定电池(例如机动车辆的牵引电池和/或低压电池)的荷电状态。
[0017]为了为电化学阻抗谱提供高压侧测量信号，因此使用一种双向DC
‑
DC转换器，该DC
‑
DC转换器在正常操作期间(即在起动之后)将例如纯电动车辆(BEV)或混合动力电动车辆(HEV)的牵引电池的直流电压转换为不同的较低电压值。为此目的，可以利用双向DC
‑
DC转换器将例如低压电池的直流电压转换为中间电路中的交流电压，从而使其升压并且随后再次整流。然后将交流电压调制到直流电压上，交流电压用于阻抗谱。因此可以分配另外的逆变器用于产生测量信号，同时可以改善机动车辆牵引电池荷电状态的检测。
[0018]根据一个实施例，另外检测和评估双向DC
‑
DC转换器和牵引电池的输入电流和输出电流，以确定牵引电池的荷电状态。换句话说，通过安培小时平衡来确定荷电状态。因此，在牵引电池中存储和提取的电荷量在签名的情况下被记录。这样可以改善牵引电池荷电状态的确定的精度。
[0019]根据另外的实施例，为了确定牵引电池的牵引电池荷电状态，另外检测和评估牵引电池的开路电压。为此，可以预先记录静态电压特性，并以例如查找表的形式保存在电池管理系统中。在这种情况下，可以利用静态电压与牵引电池的牵引电池荷电状态之间存在内射或严格单调关系的事实。静态电压被理解为是指在预定等待时间后设置的电压值。在此等待时段后，牵引电池的电化学系统处于动态平衡或松弛状态，在这种无电流状态下，基于先前充电或放电的所有过电压都会降低。这样可以再次提高牵引电池的牵引电池荷电状态的确定的精度。
[0020]根据另外的实施例，在用于确定牵引电池的牵引电池荷电状态的另外的步骤中，双向DC
‑
DC转换器和牵引电池与机动车辆的电力部件进行电流隔离。为此目的打开可控断路器。这确保了机动车辆的电力部件不会篡改或影响低压电池荷电状态的确定。
[0021]根据另外的实施例，在另外的步骤中，利用机动车辆的双向DC
‑
DC转换器产生用于电化学阻抗谱的低压侧测量信号，评估由双向DC
‑
DC转换器提供的输出电压和低压电池的终端电压，以确定低压电池的低压电池荷电状态。
[0022]因此，双向DC
‑
DC转换器现在被用来为电化学阻抗谱提供低压侧测量信号。为此目的，可以利用DC
‑
DC转换器将例如牵引电池的直流电压转换为中间电路中的交流电压，从而使其降压并且之后再对其整流。然后再将交流电压调制到直流电压上，交流电压用于阻抗谱。因此，双向DC
‑
DC转换器具有双重功能，同时可以提高机动车辆低压电池的荷电状态的检测。
[0023]根据另外的实施例，另外检测和评估双向DC
‑
DC转换器和低压电池的输入电流和
输出电流，以确定低压电池的低压电池荷电状态。换句话说，同样也通过安培小时平衡来实现荷电状态的确定。因此，在签名的情况下记录在低压电池中存储和提取的电荷量。这样可以提高低压电池的低压电池荷电状态的确定的精度。
[0024]根据另外的实施例，为了确定低压电池的低压电池荷电状态，另外检测和评估低压电池的开路电压。为此目的，类似地，可以预先记录静态电压特性并以例如查找表的形式保存在电池管理系统中。在这种情况下，相应地类似地利用静态电压与低压电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定机动车辆(2)的至少一个牵引电池(6)的荷电状态的方法，包括下列步骤：(S100)检测所述机动车辆(2)的起动(IB)，(S500)在检测到所述机动车辆(2)的所述起动(IB)的情况下，利用所述机动车辆(2)的双向DC
‑
DC转换器(10)产生用于电化学阻抗谱的高压侧测量信号(hMS)，以及(S600)评估所述双向DC
‑
DC转换器(10)提供的输出电压和所述牵引电池(6)的终端电压，以确定所述牵引电池(6)的牵引电池荷电状态(T
‑
LZ)。2.根据权利要求1所述的方法，其中另外检测和评估所述双向DC
‑
DC转换器(10)和所述牵引电池(6)的输入电流和输出电流，以确定所述牵引电池(6)的所述牵引电池荷电状态(T
‑
LZ)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中另外检测和评估所述牵引电池(6)的开路电压，以确定所述牵引电池(6)的所述牵引电池荷电状态(T
‑
LZ)。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中在另外的步骤(S200)中，所述双向DC
‑
DC转换器(10)和所述牵引电池(6)与所述机动车辆(2)的电力部件进行电流隔离，以确定所述牵引电池(6)的所述牵引电池荷电状态(T
‑
LZ)。5.根据权利要求1
‑
4之一所述的方法，其中在另外的步骤(S300)中，利用所述机动车辆(2)的所述双向DC
‑
DC转换器(10)产生用于电化学阻抗谱的低压侧测量信号(nMS)，以及在另外的步骤(S400)中，评估所述双向DC
‑
DC转换器(10)提供的输出电压和低压电池(14)的终端电压，以确定所述低压电池(14)的低压电池荷电状态(N
‑
LZ)。6.根据权利要求5所述的方法，其中另外检测和评估所述双向DC
‑
DC转换器(10)和所述低压电池(14)的输入电流和输出电流，以确定所述低压电池(14)的所述低压电池荷电状态(N
‑
LZ)。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中另外检测和评估所述低压电池(14)的开路电压，以确定所述低压电池(14)的所述低压电池荷电状态(N
‑
LZ)。8.根据权利要求5、6或7所述的方法，其中在另外的步骤中，所述双向DC
‑
DC转换器(10)和所述低压电池(14)与所述机动车辆(2)的电负载(8)进行电流隔离，以确定所述低压电池(14)的所述低压电池荷电状态(N
‑
LZ)。9.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被设计用于执行根据权利要求1
‑
8之一所述的方法。10.一种电池管理系统(4)，其中所述电池管理系统(4)被设计用于检测机动车辆(2)的起动(IB)，在检测到所述机动车辆(2)的所述起动(IB)的情况下，利用所述机动车辆(2)的双向DC
‑
DC转换器(10)产生用于电化学阻抗谱的高压侧测量信号(hMS)，并且评估由所述双向DC
‑
DC转...

【专利技术属性】
技术研发人员：比约恩，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：