【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有设备电池的电池供电运行的电气设备，尤其是可电驱动的机动车辆，尤其是电动车辆或混合动力车辆，并且还涉及用于确定所述设备电池的当前老化状态(soh，英文：state ofhealth)的措施。
技术介绍
1、电池供电运行电气设备和机器例如可电驱动的机动车辆的能量供应借助于设备电池或车辆电池实现。它们为设备或车辆的运行提供电能。
2、设备电池在其使用寿命过程中根据其负载或使用情况而退化。这种所谓的老化会导致最大功率电容或存储电容不断下降。老化状态是用于表明设备电池老化的程度。根据惯例，新的设备电池具有相对于它可用的总电容老化状态的100％的老化状态，该老化状态在其使用寿命期间会明显地下降。设备电池老化的程度(老化状态在时间上的变化)取决于设备电池的个体化负载，即在机动车辆的车辆电池的情况下，取决于驾驶员的使用行为、外部环境条件以及车辆电池类型。
3、设备电池的老化状态(soh)在车辆电池在汽车修理站进行检修过程中用诊断设备通过obd接口进行读取，老化状态的值在电池控制单元(bcu，英文：battery control unit)中进行计算和存储。这些老化状态值事先由电池控制单元在行驶期间或之后、在充电过程期间或之后、在动态或静态状态中、在不同条件下并且根据用于确定老化状态所使用的算法来确定。
4、用于确定老化状态的标准化方法目前还未知。一般来说，从电池控制单元读取的老化状态是可信的，但其具有较高的不准确性(～5％)。更准确的老化状态值提供了用于估算设备电池的余值的很大的优点和规
技术实现思路
1、根据本专利技术，提供一种根据权利要求1所述的借助于联网供电站来查明技术设备的设备电池的老化状态的方法，以及一种根据并列权利要求所述的相应的装置。
2、其他的设计方案在从属权利要求中表明。
3、根据第一方面，提供一种用于借助供电站来确定技术设备中的设备电池的老化状态的计算机实施的方法，该供电站与中央单元进行通信，该方法具有下述步骤：
4、-通过由供电站提供充电电流或放电电流，对设备电池执行从第一充电状态(英文：“state of charge”，简称soc)到第二充电状态的放电过程或充电过程；
5、-在第一充电状态和第二充电状态下，相应地测量供电站中的电池静态电压、尤其是在设备电池的休止状态中的电池静态电压，并且/或者在第一充电状态和第二充电状态下，在施加矩形的电流边沿时，相应地测量电压梯度，其中，第一充电状态和第二充电状态尤其通过预先设定的空载电压特性曲线与相应的电池静态电压相关地来确定；
6、-根据第一充电状态和第二充电状态下的电池静态电压的测量或第一充电状态和第二充电状态下的电压梯度的测量来查明供电站中的初步老化状态；
7、-根据初步老化状态和尤其至少一个另外的运行特征借助基于数据的老化状态模型来确定中央单元中的老化状态，其中，基于数据的老化状态模型构造用于根据初步老化状态和尤其至少一个另外的运行特征输出老化状态。
8、设备电池的老化状态通常无法直接地测量。这就需要打开电池单池并且在测试台测量中对其进行测量，或备选地需要设备电池内部的一系列传感器，这会使制造这种设备电池的成本增加、以及耗费增大并增加所需的空间。此外，市场上还没有用于直接确定设备电池老化状态的日常适用的测量方法可供使用。
9、目前，老化状态在靠近电池设置的电池控制单元中进行查明，并且在检修过程中或维护设备时进行读取。在此，所提供的老化状态在不同条件下并且根据用于确定老化状态所使用的算法在行驶过程期间或在充电过程之后进行查明。在电池管理系统的电池控制单元所使用的方法会部分地明显具有差异，因此通常无法在车辆之间对电池控制单元所读出的老化状态进行比较。此外，不准确性能够高达5％。在此，准确确定老化状态对设备用户而言非常重要，因为由此能够得出设备电池的余下的剩余使用寿命以及相应的设备的未来使用可行性。
10、在设备电池中，老化状态(soh)是用于表明剩余电池总电容或在电池充满电的情况下剩余续航能力的关键参数。老化状态是设备电池老化的程度。在设备电池、电池模块或电池单池的情况下，老化状态能够表示为电容保持率(soh-c，英文：capacityretentionrate)。所述电容保持率soh-c限定为测量的瞬时电容相对于充满电的电池的初始电容的比率。这个比率随着老化程度增加而降低。或者，老化状态也可以表示为内部电阻(soh-r)相对于设备电池的使用寿命开始时的内部电阻的增量。当前电阻与使用寿命开始时的电阻的比率以及soh-r会随着电池老化程度的增大而增加。
11、确定设备电池老化状态的一种可行方案在于，利用设备电池与电池静态电压与充电状态之间的关系，所述电池静态电压即在足够长的休止阶段(在最后的电流流入或流出设备电池后的持续时间)之后的空载端电压。所述充电状态表示在设备电池中存储的和能调用的电量关于能存储的总电量的关系。经过相应的足够长的休止阶段(直至电池电压的时间梯度小于预先设定的阈值的时间点、例如直至在限定时间(如30分钟)内不发生0.01v电压变化的时间点)后的电池静态电压与相应的充电状态之间的关系，对应于空载电压特性曲线或作为ocv模型提供的ocv特性曲线(ocv：open circuit voltage，开路电压)。目前已知的ocv模型虽然描述了空载电压与充电状态的关系以及在必要时与电池的温度的关系，但却没有考虑到空载电压与老化状态的关系以及老化效应的路径相关性。ocv特征随着逐渐老化而变化以及老化效应的路径相关性是由于下述原因：电池特性在使用寿命期间的变化与设备电池直到当前时间点所经受的运行条件相关，而运行条件以何种顺序对设备电池产生影响是决定性的。
12、上述方法提供了一种能够以测量的方式在受控条件下可靠地提供老化状态的方法。该方法利用电池静态电压的测量和电荷计数(以下简称“库仑计数”)来确定设备电池的老化状态。通过上述方法能够实现的是，在利用联网供电站的情况下查明设备电池的老化状态，而不检测运行参量历史。所述供电站可以是传统的充电站，或者也可以是双向充电站，该双向充电站能够对设备电池的供电以及设备电池的电流输送进行控制。
13、上述方法规定的是，将联网供电站用于设备电池的充电过程，以便在执行充电过程期间确定设备电池的老化状态。为此，在供电站中实施了流程，其中能够在受控条件下对设备电池的特征参量执行测量。该方法利用电池静态电压的测量和库仑计数来确定设备电池与电容相关的老化状态。作为替代方案或补充方案，也可以通过确定设备电池在施加恒定充电电流后紧接着的电压变化量来确定与电阻变化相关的老化状态。
14、这种方法能够在不检测设备电池的运行历史的情况下实现查明设备电池的初步老化状态。
15、所述初步老化状态的确定根据设备电池在两个休止阶段之间提供的电量来进行，即在第一充电状态(例如soc＝20％)下的休止阶段的结束时间点和第二充电状态本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于借助供电站(3)来确定技术设备(4)中的设备电池(41)的老化状态(SOH-C)的计算机实施的方法，所述供电站与中央单元(2)通信连接，所述方法具有下述步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，为了查明所述初步老化状态，通过确定所述空载电压特性曲线的参数来更新所述空载电压特性曲线，其中目标是使所述初步老化状态与所述中央单元(2)中查明的老化状态之间的偏差最小化，其中，尤其在每次更新所述空载电压特性曲线之后重新训练基于数据的老化状态模型。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第一充电状态阈值对应于所述设备电池(41)的预先设定的充电状态阈值或完全放电状态，其中，在达到相应地预先设定的电压极限时，确定达到所述第一充电状态。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第二充电状态阈值对应于所述设备电池(41)的预先设定的充电状态阈值或完全充电状态，其中，在达到充电结束电压时，确定达到所述第二充电状态(SOCrelax,2)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述空载电压特性曲线设计为概率回归模型或参数模型，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，基于数据的老化状态模型在所述中央单元(2)中基于对多个设备电池(41)的老化状态的准确测量作为标签进行训练。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，设置一个或多个另外的充电状态阈值，其中，在达到相应的另外的充电状态阈值的另外的充电状态时，充电过程或放电过程中断并且测量电池静态电压，尤其是所述设备电池(41)的休止状态下的电池静态电压，其中，具有相应的电池静态电压的另外的充电状态作为另外的运行特征被传输到所述中央单元(2)，据此重复训练所述空载电压特性曲线。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，至少一个另外的运行特征包括充电过程或放电过程期间的环境温度、限定充电状态下的电池静态电压、限定充电状态下的电池温度、关于电池电压的差分电容的极值。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，在对所述设备电池(41)执行放电过程或充电过程之前和期间，将所述设备电池置于能再现的状态中，尤其使其处在预先设定的温度范围内的电池温度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，由此查明的老化状态用于查明剩余使用寿命，以便为相关的设备电池建立使用证书，所述使用证书指明电池状态。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，基于数据的老化模型包括基于数据的概率模型，它尤其包括至少一个高斯过程模型，其中，确定了借助老化状态模型查明的老化状态的不确定性。
12.一种用于执行根据权利要求1至11中任一项所述方法的装置。
13.一种计算机程序产品，其包括指令，所述指令在通过至少一个数据处理装置执行程序时使所述数据处理装置执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的步骤。
14.一种机器可读的存储介质，其包括指令，所述指令在通过至少一个数据处理装置执行时使所述数据处理装置执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种用于借助供电站(3)来确定技术设备(4)中的设备电池(41)的老化状态(soh-c)的计算机实施的方法，所述供电站与中央单元(2)通信连接，所述方法具有下述步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，为了查明所述初步老化状态，通过确定所述空载电压特性曲线的参数来更新所述空载电压特性曲线，其中目标是使所述初步老化状态与所述中央单元(2)中查明的老化状态之间的偏差最小化，其中，尤其在每次更新所述空载电压特性曲线之后重新训练基于数据的老化状态模型。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第一充电状态阈值对应于所述设备电池(41)的预先设定的充电状态阈值或完全放电状态，其中，在达到相应地预先设定的电压极限时，确定达到所述第一充电状态。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第二充电状态阈值对应于所述设备电池(41)的预先设定的充电状态阈值或完全充电状态，其中，在达到充电结束电压时，确定达到所述第二充电状态(socrelax,2)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述空载电压特性曲线设计为概率回归模型或参数模型，其中，所述空载电压特性曲线的模型参数从所述中央单元(2)传输至所述供电站(3)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，基于数据的老化状态模型在所述中央单元(2)中基于对多个设备电池(41)的老化状态的准确测量作为标签进行训练。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，设置一个或多个另外的充电状态阈值，其中，在达到相应的另外的充电状态阈值的另外的充电状态时，充...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·西莫尼斯，S·辛德勒，S·莎德，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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