用于评判电能量蓄存器与车载网络的电连接的方法以及电子的电池评判系统和车辆与流程

本发明涉及一种用于评判至少部分电运行的车辆的电能量蓄存器与车载网络的电连接的方法，其中，利用电能量蓄存器给车载网络供应电能；并且利用车载网络的与所述电能量蓄存器连接的电压转换器给所述车载网络的至少一个构件供应电压转换器的输出电压。此外，本发明还涉及一种具有评估单元和至少一个检测单元的电子的电池评判系统。本发明也涉及一种具有电子的电池评判系统的车辆。

背景技术：

1、电运行的车辆、例如电动车辆或混合动力车辆具有复杂的电的车载网络。在此，该车载网络可划分为子车载网络，其中，给这些子车载网络中的每个子车载网络配属有特定的电压水平。在这种电运行的车辆中重要的是，检查电池是否仍然联接在车载网络中并且因此可供使用。为此，在现有技术中可以使用不同的诊断方法来识别电池是否还引导电流地在车载网络激活时联接在车辆中。在此可以确定，电池是否处于“电池断开”状态，即电池不再连接。

2、在此一个问题是，车辆电池与另外的电压源并联，并且由此简单的电压测量或对电压下降的反应不足以能够检测到这一点。如今的另一种方法是经由各种方法主动确定电池的内阻。

3、例如，de102016216845a1公开了一种用于识别能量蓄存器与能量供应系统的电连接缺失的设备和方法。在此，借助电流检测装置来检测在能量供应系统或能量蓄存器中流动的电流，并且确定电流的分散，将电流的分散与阈值进行比较。

4、此外，de10219824a1公开了一种用于识别无电池的车辆运行的方法和设备。在此，可以不仅确定或测量发电机电压而且确定或测量电池电压，并且将两个电压或从两个电压获取的电压波动相互关联或相互比较，并且识别无电池的车辆运行。

5、cn105556320a公开了一种用于检测不再与车辆的车载网络连接的电池的方法。此外，cn105158573b公开了一种电路，以便能够确定电池内阻。

6、简单的电压测量产生缺点，因为除了电池外，另外的电压源、尤其是发电机或直流/直流转换器是激活的，并且系统由此仍运行。因此，简单的电压测量被排除在外。在确定电池的内阻、尤其是内阻的欧姆分量时，产生这样的问题：在进行电流测量时，由于例如电流路径中的中断，导致ad转换器噪声的测量，这种噪声是统计学分布的，并且由此好值或坏值都可能随机出现。反之在此将期待，值接近无穷大。也有问题的可以是，由于当前的车载网络情况，车辆中的激励只提供低的激励，并且因此不会发生评估。

技术实现思路

1、本发明的任务在于，能够更简单地且使耗费最小地检查车辆的电能量蓄存器与车辆的车载网络的电连接。

2、所述任务通过根据从属权利要求的方法、电子的电池评判系统和车辆来解决。有意义的改进方案由独立专利权利要求得出。

3、本发明的一个方面涉及一种用于评判至少部分电运行的车辆的电能量蓄存器与车载网络的电连接的方法，其中，

4、-利用所述电能量蓄存器给所述车载网络供应以电能；并且

5、-利用所述车载网络的与所述电能量蓄存器连接的电压转换器给所述车载网络的至少一个构件供应以所述电压转换器的输出电压，所述方法具有：

6、-在预设的时间间隔内改变所述电压转换器的预设电压，由此能够影响所述电能量蓄存器的电池电压和电池电流，利用所述预设电压能够预设所述输出电压；

7、-利用检测单元在时间间隔内检测所述电能量蓄存器的电池电压；

8、-利用检测单元在时间间隔内检测所述电能量蓄存器的电池电流；

9、-利用评估单元比较所述电池电压的时间走向和所述电池电流的时间走向；

10、-通过评估单元根据经比较的所述电池电压的时间走向和所述电池电流的时间走向来评判所述电能量蓄存器与所述车载网络的电连接。

11、通过所提出的方法可执行简单的识别或检查来确定车辆电池是否与车辆车载网络电连接。换言之，可以执行识别来确定车辆的当前的电池是否仍在车载网络中联接且可供使用。因此，可以对车辆电池执行当前的车载网络连通。尤其是，这可以借助所提出的方法更简单地、更低成本地且使耗费最小地执行。

12、借助根据所比较的时间走向对电能量蓄存器与车载网络的电连接进行的评判，可以确定电能量蓄存器当前是否与车载网络电连接或接线。借助所执行的评判也可检查或监控电能量蓄存器与车载网络的电连接的状态或质量。

13、例如，电能量蓄存器是车辆电池或蓄电池。尤其是，电能量蓄存器可以是高压电池。车载网络可以是车辆的整个车载网络或车辆的子车载网络。尤其是，在车辆的情况下它可以涉及车辆的能量供应系统。例如，借助电能量蓄存器和车载网络可运行车辆的电驱动机，尤其是电动马达，从而可以使车辆前进运动。

14、例如，车载网络可以是低压车载网络，利用该低压车载网络可以电运行耗电器或给耗电器供电。在此，车载网络的构件可以是低压构件。

15、例如，这些构件可以具有介于11至14伏之间、尤其是12伏的电压水平。例如，车载网络可以是车辆的12伏车载网络或24伏车载网络。在这种情况下，因此这可以是车辆的高压车载网络的子车载网络。尤其是，车载网络的构件可能是与安全相关的系统，如转向系统或制动系统。由于这种安全关键的系统必须借助冗余的电压供应部提供保险，因此在车载网络和电能量蓄存器之间的存在的尤其是有功能能力的电连接是重要的。

16、为了能够给一个或多个构件电气地供应以相应的电压、尤其是低压电压，可以利用电压转换器对电能量蓄存器的电压进行转换或转变。

17、例如，电压转换器可以是直流电压转换器、直流-直流转换器或直流发电机。电压转换器可以在其输入端处将电能量蓄存器的电压作为输入电压供应，从而可以借助电压转换器将该输入电压转换为相应的输出电压。输出电压可提供或传输给车载网络的至少一个构件或车载网络的其他系统或单元。

18、例如，电压转换器的预设电压可以借助调节和/或控制单元而变化或改变。尤其是，可以借助预设电压对电压转换器如此进行参数化或设置，从而可以输出电压转换器的所期望的输出电压。尤其是，电压转换器的输入电压根据预设的预设电压转换成输出电压。换言之，预设电压预设了：在电压转换器的输出端处应存在或出现哪种电压水平。预设电压的改变随时间交替进行。预设电压在预设的时间间隔内或在预设的持续时间内变化。例如，这可以通过控制单元和/或调节单元自动进行。通过改变预设电压并且因此改变电压转换器的电压转换，电能量蓄存器(如果该电能量蓄存器与电压转换器相连)也受到影响或经历改变。由此，电能量蓄存器的电池电压和/或电池电流可以通过预设电压改变被影响、尤其是被妨碍。换言之，通过改变预设电压，电压转换器可以被主动激励，并且被加载或施加以准干扰频率。

19、例如，预设电压的改变可以每100毫秒周期性变化。

20、例如，可以借助电压测量来检测或测量电池电压。为此，例如可将电压测量设备用作检测单元。电池电流可借助电流测量或电流检测来检测或测量。为此，可将电流测量设备用作检测单元。尤其是，电池电压和电池电流可以借助同一个检测单元来检测。在此在这种情况下，该同一个检测单元可以是既能测量电压又能测量电流的测量装置。否则，它一方面可以涉及用于检测电池电压的第一检测单元，并且它可以涉及用于检测电池电流的第二检测单元。

21、尤其是，在时间间隔内，即只要预设电压发生改变，就检测或记录电池电压和电池电流的相应的时间上的走向或时间走向。借助评估单元，尤其是电子的评估单元或计算单元，对电池电压和电池电流的这两个时间走向进行比较、尤其是分析。在此，对这些时间走向按照以下方式进行比较或检查，即确定是否能检测到因电压转换器的预设值改变而引起的改变。由此，可以在电池电压和电池电流的时间走向中确定电压转换器的预设电压是否发生了变化。换言之，改变的预设电压对电池电压和电池电流的时间走向产生影响。这是因为电压转换器可以被称为电能量蓄存器的负载或电负载。由此，借助电压转换器的改变的预设电压可以引起电能量蓄存器的负载的改变。然后在评判电能量蓄存器与车载网络的电连接时，就可以考虑到或考量这一点。在此，在评判时首先注意的是，在电池电压和电池电流的时间走向中是否可以识别或可以检测到电压转换器的改变的预设电压或随时间改变的预设电压。如果应是这种情况，则可以推断出电能量蓄存器与车载网络电连接。否则，存在带有故障或受损的电连接。

22、例如，可以将电连接的所执行的评判的结果提供或供应给车辆的安全系统或车辆的其他装置。

23、例如，可以如此频繁重复地执行对电压转换器的预设电压的改变，直到车辆的电池或电能量蓄存器被识别为存在。例如，预设电压的改变可以重复或执行十次、尤其是二十次、或者在十次至二十次重复范围内重复或执行。

24、通过所提出的方法可以省却复杂的频率发生器控制来定义频率预设值，由此可能产生干扰。这可以通过所提出的方法来防止。

25、通过所提出的方法，可以借助电压转换器来施加干扰频率，尤其是在预设的时间周期内施加干扰频率。通过这个可以产生电压转换器的失谐，从而该失谐足以如此强烈地形成激励，使得该激励足以确定内阻。

26、在本发明的一个实施例中设置成，在时间间隔内通过如下这样的方式改变所述预设电压，即，使所述预设电压的电压值增加或减少一预设的电压值，尤其是使所述预设电压的电压值周期性地增加或减少所预设的电压值。尤其是，预设电压的改变重复地或交替地进行。

27、例如，预设电压的电压值可以在100毫秒内增加，且然后在这100毫秒过后再次在100毫秒内减少。在此，电压网络总是从预设电压的电压值的初始值开始增加或减少。

28、例如，预设电压针对100毫秒而言增加50毫伏，然后预设电压针对100毫秒而言减少50毫伏。由此，在预设电压的电压值、尤其是预设电压的基本值周围的交替增大或减小周期性地变化。由此，执行预设电压的周期性变换。这可以通过激励借助对电压转换器的预设电压的改变来实现。

29、尤其是，电压转换器的预设电压能以例如100毫秒的典型时间周期变化。这围绕预设电压的当前的电压值的预设值交替进行。例如，预设电压可以具有13.8伏，从而13.85伏或13.75伏被交替设置为预设电压。这在周期性过程中进行。预设的电压值是这样的值或参考值，在所述值或参考值的情况下，车载网络和/或所述至少一个构件的特性不发生改变，但可以指明对电池电压和电池电流的影响。尤其是，预设的电压值应该如此定义或预设，使得至少没有、尤其是没有可显著察觉到的影响施加到车辆的车载网络和/或其他系统的特性上。

30、通过改变电压转换器的预设电压，电能量蓄存器不经历巨大的电流消耗，而是只经历短时间的峰值或电流尖峰。这可以在时间走向中或在时间上的走向中检测到。

31、在本发明的另一个实施例中设置成，在比较所述电池电压的时间走向和所述电池电流的时间走向时，检查这两个时间走向是否相位相同。由此，可以通过检查电池电压和电池电流的相位来对电能量蓄存器与车载网络的电连接进行评判。由此可以创造一种简单的且使耗费最小的方法，以便检查电能量蓄存器是否仍与车载网络连接。尤其是，检查以如下这样的方式进行，即，检查电池电流和电池电压是否同相位。如果电能量蓄存器仍与车载网络连接，则在电压转换器被激励时，电池电流和电池电压处于直接成比例。如果电能量蓄存器不再与车载网络连接，则电池电压和电池电流不再同相位，并且尤其是所述电池电压和电池电流两者不再彼此成比例。

32、换言之，如果在电压转换器通过改变的预设电压激励的情况下测量到的电池电压和测量到的电池电流仍然相位相同，则可以认为电能量蓄存器相应地仍然存在或连接在车载网络的电路中。

33、如果电能量蓄存器未与车载网络连接，尤其是仅不充分地连接，则电流和电压不是相位相同的。在这种情况下，检测单元将统计学上的噪声或随机波动检测为电池电流。

34、尤其是，通过所提出的方法可检查电池电流和电池电压的信号是否相位相同。

35、在一个实施例中设置成，通过改变所述预设电压来激励对所述电能量蓄存器的内阻的确定。尤其是，电压转换器的预设电压的改变如此进行，使得相应的激励足以确定电能量蓄存器的内阻。因此，预设电压应如此确定，使得可以准确且尤其是有效地进行内阻的确定。尤其是，如果电池电流和电池电压相位相同，则可以执行对电能量蓄存器的内阻的确定。由此，电池电压和电池电流彼此成比例。

36、由于电池电流和电池电压彼此成比例，因此在电能量蓄存器已联接的情况下产生恒定的内阻。换言之，在电池电流和电池电压之间相位相同的情况下，则可以确定电能量蓄存器的内阻的欧姆电阻或欧姆分量。这是针对如下的指示：电能量蓄存器与车载网络电连接、尤其是有功能能力地电连接。如果连接是有故障或断开的，则电池电压和电池电流的比值表现出相对彼此不成比例，从而无法确定欧姆电阻。在评判电连接时可以考虑到这一点。

37、尤其是，可以借助所提出的方法，通过改变电压预设值来实现电能量蓄存器的电流改变，从而可以对电能量蓄存器的内阻的欧姆分量执行具体评估。

38、通过确定内阻，可以评估电能量蓄存器的性能。

39、由于可变地设计的预设电压或电压预设值，电池电流可在电压转换器的激励下反应。由此产生激励，以便能够确定内阻。

40、在本发明的另一个实施例中设置成，所述内阻的确定根据所述电池电压的时间走向的平均电压和所述电池电流的时间走向的平均电流来执行。由此，内阻的确定通过平均电流和平均电压的商来进行。例如，电池电压的时间走向的平均电压和电池电流的时间走向的平均电流可借助评估单元查明或确定。电池电压的平均电压或平均值和电池电流的平均电流或平均值可以分别是电池电压的有效值和电池电流的有效值。由此能执行更有效的、尤其是更准确的内阻确定。在评判电能量蓄存器与车载网络的电连接时，可将所确定的内阻作为另外的指示加以考虑或使用。

41、在一个实施例中设置成，所述预设电压的改变根据预设的切换频率来进行。例如，预设的切换频率取决于预设的时间间隔。尤其是，预设的切换频率由控制和/或调节单元用于交替改变预设电压。由此，借助预设的切换频率可以相应地激励电压转换器，并且改变预设电压。由此，电压转换器可以被如此调节或激励，使得电池电压和电池电流的时间走向可以被检测并且可用于评判电能量蓄存器的连接性。

42、例如，借助切换频率可执行预设电压的周期性的变换。例如，可将预设电压称为电压转换器的控制和/或调节参量。

43、在另一个实施例中设置成，为了比较所述电池电压的时间走向和所述电池电流的时间走向，利用数字滤波器根据所改变的预设电压对时间走向进行滤波。例如，对此可以使用带通或带通滤波器作为数字滤波器。借助数字滤波器可限制或预设相应的频率范围，在此频率范围内电池电流和电池电压被分析，可以在预设的时间间隔内被滤波，由此可以消除干扰参量，并且对电连接执行更好的评判。

44、此外在本发明的一个实施例中设置成，在所述预设电压改变后立即分别确定阶跃响应作为所述电池电压的时间走向和所述电池电流的时间走向。例如，可以借助一个检测单元或多个检测单元来检测相应的阶跃响应。阶跃响应也可以借助评估单元或电子电路来确定。换言之，通过借助预设电压改变或激励电压转换器，可以产生电流响应和电压响应。例如，电池电流的阶跃响应可以是电流响应或电流脉冲。关于电池电压的阶跃响应可以是电压激励器。在检测电池电压和电池电流时，可以借助时间走向来检测或记录相应的电流响应。如果两个阶跃响应是周期相同的，则可以认为电能量蓄存器的连接完好。

45、本发明的另一方面涉及一种电子的电池评判系统，其具有评估单元和至少一个检测单元，其中，所述电子的——尤其是电的——电池评判系统构造成用于执行根据前一方面的或其有利的改进方案的方法。尤其是，上述方法或其有利的改进方案可以利用上述电池评判系统来执行。

46、例如，电池评判系统可以是电子的测量设备或电路。例如，电池评判系统可以在至少部分电运行的车辆的车载网络或电的车载网络中。尤其是，借助电池评判系统可评判或评估或确定至少部分电运行的车辆的车辆电池当前是否与车载网络连接。

47、本发明的另一方面涉及一种车辆，其具有根据前一方面或有利的改进方案的电池评判系统。例如，车辆可以是至少部分电运行的车辆，如电动车辆或混合动力车辆。例如，车辆可以具有电的车载网络。尤其是，电池评判系统可以构造为独立的单元或设备或系统，或者电池评判系统也可以是车载网络的组成部分。

48、在本发明意义下的电池、尤其是电能量蓄存器包括至少一个和尤其是多个相互导电地互连的电池单体，其中，这种电池单体优选提供介于3.5至4.0伏范围内的电压。在此，例如这种电池单体可以构造为棱柱单体、软包单体或圆形单体。电池优选设计为所谓的高压电池，所述高压电池设立成用于提供在超过60伏的范围内的电压，尤其是在超过100伏范围内的电压。这种高压电池可布置在机动车中，在该处所述高压电池可以为耗电器、尤其是驱动马达供应电能。

49、尤其是，一个方面的有利的实施例可视为其他方面的有利实施例，并且反之亦然。

50、所述方法的有利的实施例可视为电子的电池评判系统和车辆的有利的实施例。这以反过来的方式也适用。

51、本发明还包括根据本发明的电子的电池评判系统的和根据本发明的车辆的改进方案，其具有以下特征，如其已经与根据本发明的方法的改进方案相关地描述。出于该原因，根据本发明的电子的电池评判系统的和根据本发明的车辆的相应的改进方案在此不再一次进行描述。

52、本发明还包括所描述的实施方式的特征的组合。