用于确定电能存储器的充电状态的方法、电能存储器和装置与流程

本发明涉及一种用于确定电能存储器的充电状态的方法、一种电能存储器和一种装置。

背景技术：

1、us2010/0321025 a1公开了一种用于与具有多个单个的电池单池的运输工具电池堆一起使用的方法。

2、us2007/0299620 a1说明了一种用于确定电池的充电状态的方法、一种使用这种方法的电池管理系统和一种用于所述电池管理系统的运行方法。

3、us2014/0333317 a1公开了一种电池状态估计器，其将电化学的固体浓度模型与根据经验的等效电路模型组合起来。

技术实现思路

1、本发明的核心就用于确定具有电能存储器单池和至少一个传感器的电能存储器的充电状态的方法而言在于，在第一方法步骤中确定所述电能存储器的运行参数，其中，在第二方法步骤中，基于电能存储器单池的电流、电流测量不精确性、至少一个容量、用于最小充电状态的校正值和用于最大充电状态的校正值，作为时间积分确定用于每个电能存储器单池的至少一个最大充电状态和至少一个最小充电状态，其中，借助于基于电能存储器的经滤波的最小空载电压的最小充电状态来确定所述用于最小充电状态的校正值，其中，借助于基于电能存储器的经滤波的最大空载电压的最大充电状态来确定所述用于最大充电状态的校正值，其中，所述电能存储器的最大充电状态是所有电能存储器单池的最大充电状态的最大值，并且所述电能存储器的最小充电状态是所有电能存储器单池的最小充电状态的最小值。

2、本发明的背景是，在借助于电流积分来确定在电能存储器运行期间的充电状态时，首先在较长的运行持续时间的情况下由于测量误差而可能出现较大的偏差。借助于按本发明的方法来减少所述偏差，从而能够实现对所述充电状态的准确估计。因此，例如能够更准确地估计出电驱动的运输工具的剩余行驶里程，或者能够更准确地估计出内燃机的启动过程的剩余次数。

3、有利的是，在所述电能存储器的运行期间所述电能存储器的平均的当前充电状态处于所述电能存储器的最小充电状态与最大充电状态之间的区间中。

4、本发明的其他有利的实施方式是从属权利要求的主题。

5、按照一种有利的设计方案，在第二方法步骤中为每个电能存储器单池分别确定两个最小充电状态和两个最大充电状态，尤其其中，为了确定第一最大充电状态而使用所述电能存储器单池的在使用寿命开始时的容量，并且为了确定第二最大充电状态而使用所述电能存储器单池的在使用寿命结束时的容量，并且其中，为了确定第一最小充电状态而使用所述电能存储器单池的在使用寿命开始时的容量，并且为了确定第二最小充电状态而使用所述电能存储器单池的在使用寿命结束时的容量。由此进一步改善了在确定所述电能存储器的充电状态时的精度。

6、在此有利的是，在用于确定每个电能存储器单池的最大充电状态的第二方法步骤中，将由电流测量不精确性和电流构成的总和与每个电能存储器单池的在其使用寿命开始时的容量倒数(reziproken)相乘或者说与每个电能存储器单池的在其使用寿命结束时的容量倒数相乘，并且为此分别加上用于最大充电状态的校正值，其中，为了确定每个电能存储器单池的最小充电状态，将由电流测量不精确性和电流测量不精确性构成的差值与每个电能存储器单池的在其使用寿命开始时的容量倒数相乘或者与每个电能存储器单池的在其使用寿命结束时的容量倒数相乘，并且为此分别加上用于最小充电状态的校正值。借助于所述电能存储器单池的在使用寿命开始时和结束时的容量能够估计出用于所述电能存储器单池的在使用寿命期间的最小和最大充电状态的极限值。

7、此外有利的是，在第三方法步骤中，确定基于所述电能存储器单池的经滤波的最大空载电压的最大充电状态，并且确定基于所述电能存储器单池的经滤波的最小空载电压的最小充电状态，其中，在用于确定或校正用于最大充电状态的校正值的第四方法步骤中，形成由所述电能存储器单池的最大充电状态与所述基于电能存储器单池的经滤波的最大空载电压的最大充电状态构成的差值，并且其中，为了确定或校正用于最小充电状态的校正值，形成由所述电能存储器单池的最小充电状态和所述基于电能存储器的经滤波的最小空载电压的最小充电状态构成的差值。由此能够以较高的精度确定所述校正值。

8、在此有利地使用电化学的电池模型。

9、在此有利的是，在用于确定或校正相应的校正值的第四方法步骤中，将所述由电能存储器单池的最大充电状态和基于电能存储器单池的经滤波的最大空载电压的最大充电状态构成的差值分别与校正因子相乘，并且将所述由电能存储器单池的最小充电状态和基于电能存储器的经滤波的最小空载电压的最小充电状态构成的差值分别与校正因子相乘。由此，进一步提高了精度。

10、有利的是，为了确定所述电能存储器单池的最大空载电压，而形成由所述电流和电流测量不精确性构成的差值，并且基于所述电能存储器的温度来确定在所述电能存储器单池的使用寿命开始时的欧姆电阻、充电转移电阻和扩散电阻，其中，从由所述欧姆电阻和充电转移电阻构成的总和与由所述电流和电流测量不精确性构成的差值中形成第一乘积，其中，将所述扩散电阻与所述由电流和电流测量不精确性构成的差值相乘，并且随后由第一低通滤波器进行滤波并且加到第一乘积上，其中，针对每个电能存储器单池将这个总和与所述由每个电能存储器单池的单池电压和单池电压测量不精确性构成的总和相乘，并且从中借助于第二低通滤波器来确定所述电能存储器单池的经滤波的最大空载电压。

11、此外有利的是，为了确定所述电能存储器单池的最小空载电压，形成由所述电流和电流测量不精确性构成的总和，并且基于所述电能存储器的温度来确定所述电能存储器单池的在使用寿命结束时的欧姆电阻、充电转移电阻和扩散电阻，其中，从由所述欧姆电阻和充电转移电阻构成的总和与由所述电流和电流测量不精确性构成的总和中形成第二乘积，其中，将所述扩散电阻与由电流和电流测量不精确性构成的总和相乘，并且随后由第三低通滤波器进行滤波并且加到第二乘积上，其中，针对每个电能存储器单池将这个总和与由每个电能存储器单池的单池电压和单池电压测量不精确性构成的差值相乘，并且从中借助于第四低通滤波器来确定所述电能存储器单池的经滤波的最大空载电压。

12、有利的是，所述基于电能存储器单池的经滤波的最大空载电压的最大充电状态是所述电能存储器单池的所有充电状态曲线的最大值，并且/或者所述基于电能存储器单池的经滤波的最小空载电压的最小充电状态是所述电能存储器单池的所有充电状态曲线的最小值。由此，将所有电能存储器单池都考虑用于确定基于经滤波的空载电压的最大或最小充电状态。

13、此外有利的是，在所述电能存储器的运行期间执行所述第一和/或第二方法步骤，并且/或者当所述电能存储器不运行时，执行所述第三和/或第四方法步骤。在此有利的是，在所述电能存储器的运行期间能够以较高的精度来确定所述充电状态。在运行之后，能够执行所述第三和/或第四方法步骤，从而持续地调整和改善所述校正值。

14、本发明的核心就电能存储器而言在于，所述电能存储器的充电状态能够借助于如前所述的方法或者根据涉及该方法的权利要求中的任一项来确定。

15、本发明的背景是，在借助于电流积分来确定在电能存储器运行期间的充电状态时，首先在较长的运行持续时间的情况下由于测量误差而可能出现较大的偏差。对于按本发明的电能存储器来说，这些偏差被减少，从而实现了对所述充电状态的准确估计。

16、本发明的核心就所述装置、尤其运输工具而言在于，所述装置具有如前所述的或根据涉及所述电能存储器的权利要求中的任一项所述的电能存储器。

17、本发明的背景是，能够更准确地估计出电驱动的运输工具的剩余行驶里程或者能够更准确地估计出内燃机的启动过程的剩余次数。

18、只要有意义，上述设计方案和改进方案能够任意地与彼此组合。本发明的其他可行的设计方案、改进方案和实现方案也包括本发明的前面或者下面关于实施例所描述的特征的未明确提到的组合。在此，本领域技术人员尤其也将单个方面作为改进方案或补充方案添加到本发明的相应的基本形式中。