用于确定运输工具蓄电器的工作能力的方法技术

技术编号：40741235 阅读：1 留言：0更新日期：2024-03-25 20:01

本发明专利技术涉及电动运输工具领域，尤其是涉及一种用于确定运输工具蓄电器工作能力的方法。提供一种方法，其允许从车外确定蓄电器工作能力而没有动用其内部通信和电子系统。该方法能用一种充电装置实现。工作能力与蓄电器的电阻和/或能量接收能力相关。电阻通过可变的充电电流或放电电流被确定，其中，可变的电流在规定时间段内具有规定的升降并且达到预定电流强度。该工作能力借助测定电阻通过已知的或待确定的关系、例如通过统计数据或先前测量来计算，或者通过与测量时间、充电电流且有利地与电压信息相关的分析来计算。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及电动运输工具领域，尤其涉及一种用于确定运输工具蓄电器工作能力的方法。

技术介绍

1、在电动运输工具领域，有时被称为soh(健康状态)的工作能力是运输工具电池的一个重要参数或一组重要参数并被用作电池健康状况的指标。通常，健康状态(soh)是指一种蓄电池特征参数，其描述了蓄电池在其老化过程中的工作能力。技术人员就此理解为至少一个参数，其描述了蓄电器满足其规定要求的能力。通常理解为蓄电器存储和输出一定量的能量或电荷的能力(即为容量或最大容量)。通常也理解为蓄电器能以何种速度输出或接收能量或电荷的能力(即为功率、电力)，这与其阻抗(通常也称为电阻)有关。在此，重点是蓄电器处于何种状态。与所有其它的配备有充电式蓄电器的设备一样，在电动运输工具中这种蓄电器的工作能力也会降低。许多制造商为其电动汽车提供soh担保，其包括蓄电池的容量损失。在现有技术中，电池健康状态通过布置在运输工具内的电池管理系统(bms)依据电池的大量工厂测试数据借助在线测试来测得。

2、蓄电器是衡量电动运输工具货币价值的重要因素。随着蓄电器老化，电阻通常增大或者阻抗变化，由此工作能力恶化。容量且续航里程也随其减小。因此在二手运输工具销售的示例性场景中让人感兴趣的是尽可能准确地评估蓄电器工作能力。顾客/运输工具所有者尤其对用电池或蓄电器待达到的剩余里程感兴趣，其可能是工作能力的一个重要方面。

3、专利文献ep 2 306 214 a1公开一种方法，其中，dc阻抗被测量，并且其中，将该阻抗与参考电阻相比较。在此，在电池充电和放电时都将测量

4、de 10 2017 125 274 b3公开一种用于检测电池健康状态的方法。对此，使用一个由运输工具、其蓄电器、充电装置和云服务器组成的系统。该系统在电池处于充电状态时采集电池数据如温度、电流、电压、soc(荷电状态)、制造商、类型、过去的故障代码和过去的异常代码，并将所采集的充电数据传输给云服务器。只有当电池充电结束后，云服务器才结合算法模型依据所有存储的充电数据来确定电池健康状态。尽管算法模型可设计成可学习并在每次充电过程后被更新，但该方法极其耗时，因为蓄电器健康状态只能在充电结束后、即在蓄电器充满电之后(这可能需要几个小时)并仅根据所有存储的充电数据来确定。

5、专利ep 2 065 718 b1作为充电效率变化确定电池劣化。充电效率通过测量由充电站供应给运输工具的电流量和实际存储在运输工具蓄电器中的电能来计算。计算的充电效率被本地存储在劣化评估系统中，其是充电站的一部分。电力输送电缆同时被用于运输工具蓄电器与评估系统之间的通信。此处的缺点也在于，只有在已知运输工具蓄电器内实际存储的能量的情况下才能计算蓄电器的充电效率，故在这里也必须强制性考虑来自运输工具的控制单元或cpu的测量值。因此，该方法仅可用于运输工具制造商或其承包商，而不可用于独立方。

6、专利wo 2011 135813a1公开一种用于蓄电器的状态管理系统，其包括充电设备，该充电设备采集在蓄电器充电期间的电气特性并将它们与该蓄电器的存储在数据存储器内的特征参数相比较并自此确定蓄电器状态。所采集的测量数据是充电设备的充电电流、充电电压和环境温度并且与存储在蓄电器的测量信息存储单元中的历史数据进行比较。从所述比较中确定电池劣化。电池与充电器和服务器通信。过去的充电数据被存储在服务器上。服务器也包含确定蓄电池劣化的分析模块。

7、因此该方法也仅可用于运输工具制造商或其承包商，而无法用于独立方。

8、结果，独立第三方迄今无法独立评估蓄电器工作能力。只有对与bms通信的内部控制单元(例如cpu)具有访问权限的运输工具和电池制造商能这样做。独立第三方例如是运输工具所有者、二手运输工具经销商或修理厂。即使对于独立第三方存在上述可能性，这种可能性也始终适应于某一运输工具或特定运输工具型号或蓄电器并且无法转用到其它情况。各不同蓄电器的工作能力不具可比性。但所述解决方案却不利地假定了在运输工具或蓄电器内的待测信号的在技术和法律上无问题的使用。

9、由于独立第三方迄今尤其被运输工具制造商拒绝访问诸如cpu等内部运输工具系统，故在那里被处理的数据、特别是bms的数据无法或仅有限地可被独立第三方调用。

10、此外，目前已知的电池工作能力确定方法主要是在一段时间内耗时地确定荷电量(充满电/完全放电)。

11、因此，现有技术实际上无法达成在不必访问内部运输工具系统情况下由独立第三方快速独立地确定电池工作能力。

12、从现有技术中知道的解决方案都没有考虑运输工具停止时间，在此近乎没有用到蓄电器。此外，在上述专利文献中描述的解决方案都没有考虑蓄电器环境数据(例如温度、空气湿度)。但在此，所述解决方案的专利技术人已经发现这些数据也是很重要的，因为它们允许推断出蓄电器状态、特别是推断出蓄电器的热平衡、电化学平衡、化学平衡和热力学平衡，它们对于更准确和/或更快速地确定工作能力或与之相关的值是有帮助的(例如用于补偿寄生效应)。

13、专利技术任务

14、本专利技术的任务是提供一种方法，借此能在短暂时间里可靠精确地评估运输工具蓄电器的工作能力，而不用依靠独立第三方无法访问的来自运输工具的细节信息。

15、在此，任务尤其是可灵活采用该方法，可供各不同的运输工具型号和独立第三方使用，但不必容忍就所达成的工作能力确定而言的精确性、可靠性和精度方面的损失。

16、专利技术解决方案

17、本专利技术提供一种方法，其允许在不访问运输工具内部通信和电子系统情况下从运输工具外确定蓄电器工作能力。

18、本任务通过一种用于确定运输工具蓄电器工作能力的方法来完成，该方法包括以下步骤：

19、a)在中间电路处提供运输工具蓄电器，

20、b)提供可与运输工具蓄电器或中间电路分开的充电装置，

21、c)提供至少两个通电功率通道，优选直接从充电装置通向运输工具蓄电器或中间电路，

22、d)确定运输工具蓄电器的至少一个电流、特别是至少一个电流强度，

23、e)确定运输工具蓄电器的至少一个电压，

24、f)确定运输工具蓄电器的至少一个电阻，以及

25、g)作为测量值确定其它物理参数，

26、其特征在于，随时间变化的电流以及随时间变化的电压被考虑用于确定运输工具蓄电器的工作能力、尤其是电阻，其中，电流和电压的确定是在运输工具外、最好在该充电装置内进行的，其中，为了确定蓄电器工作能力而将除了本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于确定运输工具蓄电器的工作能力的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该工作能力的确定通过现场近似计算和/或在云端中进行更精确的计算。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，该工作能力的确定完全或部分地在以下各项中执行，尤其分布式执行：

4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，充电装置具有至少一个通信机构、尤其是经由移动通信网络和/或互联网、Wifi/WLAN和/或蓝牙的云通信，尤其在使用用户身份识别模块(SIM)的情况下。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，该工作能力与该蓄电器的电阻、能量接收能力、能量输出能力、电荷接收能力和/或电荷输出能力相关。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，该蓄电器的工作能力被估算。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，该工作能力与该电荷接收能力相关，其中，为了估算电荷接收能力而确定至少一个电阻，并通过“该蓄电器的或与该蓄电器可比的蓄电器”的至少一个电阻与电荷接收能力之间的已知关系推断出该工作能力。

8.根据前述权利要求之一所述的方

9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，该工作能力按如下方式确定，即，至少该电阻和/或电荷接收能力被确定并与“已知的与该蓄电器可比的蓄电器”的电阻和/或电荷接收能力相比较。

10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，进行该工作能力的本地预计算。

11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，该蓄电器的充电状态被考虑用于确定工作能力。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，该蓄电器的充电状态通过在运输工具与充电装置之间的附加通信接口被传输。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过在运输工具与充电装置之间的附加通信接口还传输以下各项中的一个或多个：

14.根据权利要求11至13之一所述的方法，其中，该充电状态根据存在于该蓄电器上的电压来确定，或者依据所存储的数据被估算。

15.根据权利要求11至14之一所述的方法，其中，该充电状态通过使用电流信号和/或功率信号的时间积分被确定和/或估算。

16.根据权利要求11至15之一所述的方法，其中，该充电状态在使用静止阶段和/或准静止阶段的效果、尤其是弛豫电压和/或还继续进行的电压弛豫阶段的效果的情况下被确定和/或估算。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，该充电状态通过使用在时间上在静止阶段和/或准静止阶段之前和/或之后的电流信号和/或功率信号的时间积分来被确定和/或估算，以改善该工作能力的确定。

18.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，采用一个或多个测量值以在一段时间内估算和/或计算所述工作能力。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，测量值包括运输工具和/或蓄电器的代表性温度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，该代表性温度包括环境温度和/或表面温度和/或平均温度和/或最低温度和/或最高温度。

21.根据权利要求18至20之一所述的方法，其中，该测量值包括该蓄电器和/或运输工具底板的表面温度。

22.根据权利要求18至21之一所述的方法，其中，该测量值包括运输工具的停止时间和/或行驶时间和/或工作时间。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述停止时间和/或行驶时间和/或该工作时间基于5分钟至12小时的时间区间在确定该工作能力之前被确定。

24.根据权利要求18至23之一所述的方法，其中，所述测量值通过在运输工具与充电装置之间的附加通信接口被传输给该充电装置。

25.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，在运输工具上采用接口CAN、OBD、OBD2和/或充电通信接口，尤其用于与车外单元、尤其是一个或多个充电装置和/或一个或多个与充电装置相关的计算单元通信。

26.根据权利要求18至25之一所述的方法，其中，该测量值从运输工具中经由诊断接口和/或通过平视显示器和/或仪表板被读出。

27.根据权利要求18至26之一所述的方法，其中，在剔除其它部件、尤其是寄生效应的影响的情况下，使用所述测量值中的至少一个或多个。

28.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，寄生影响的所述剔除是基于在该蓄电器和/或中间电路的电压信号中的弛豫过程和/或弛豫阶段的评估的，尤其是针对运输工具蓄电器的阻抗特性和/或阻抗特征参数的鉴别、确定和/或估算。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】