用于確定電池單池的容量的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于確定電池單池的容量的方法和一種電池管理系統。
[0002] 除此之外本發明還涉及被設定用于實施所述方法的一種計算機程序、一種電池管 理系統和一種機動車。
【背景技術】
[0003] 在混合動力車輛和電動車輛中裝入以鋰離子技術的電池組，這些電池組包括大量 的串聯的電化學單池。電池管理系統用來監視電池且除了安全監視之外還應保障盡可能高 的電池的壽命。電池管理系統的任務是，確定單池的充電容量。
[0004] JP 2011-257226示出了一種以電池的終端電壓為基礎的用于確定電池的剩余容 量的方法，其中誤差通過若干個檢測方法的結合被最小化。電池的剩余容量被確定作為這 樣的量，以較小的誤差確定該量。
【發明內容】
[0005] 就按照本發明的、用于確定電池單池的容量的方法而言，在測量時段期間測量電 池單池電流丨且在該測量時段的開始和結束時測量電池單池的開路的端電壓:U〇. GV1、 。該方法包括下面的步驟： a)由測得的電池單池電流I求得總電池單池電流1?燃， b )在測量時段的開始和結束時根據測得的開路的端電壓求得充電狀 態 SOGt、:SdCi2， c) 根據總電池單池電流和充電狀態的差求得容量的估計的值 Qesl， d) 由總電池單池電流\_和充電狀態SOChSGCa的測量誤差求得容量的估計的 值的總測量誤差， \ry e) 根據容量的已知的值〇_、容量的估計的值以及總測量誤差求得容量的 新的值
[0006] 就此設置，容量的新的值。_與容量的已知的值和容量的估計的值如 ΔΟ 此處于單調關系中，即在總測量誤差f的至少一個第一值的情況下，容量的新的值Qmw Q 比在總測量誤差1^-的至少一個第二值的情況下更強地由容量的估計的值Qe#確定，該 第二值位于所述至少一個第一值之上，且在總測量誤差#的值的第一值的情況下，容量 0 AO 的新的值比在總測量誤差j的第二值的情況下較不強地由容量的已知的值確 Q 定。
[0007] 將容量的已知的值更新且至容量的新的值Qnew。在大的測量誤差的情況下， 容量的新的值并不這么強地由于測量而改變，反之在小的測量誤差的情況下，容量的 新的值Qmw強地由于測量而改變。借此達到電池的容量估計的新的品質，其中所述品質通 過在容量的當前已知的值Q aci和容量的估計的值Ck#之間的加權來呈現。這一點是有意 義的，因為所述單池的容量與測量的頻率相比相對緩慢地變化。例如實施大約每周一次容 量測量。與此相對，容量大約10年減少20%。
[0008] 在本發明范疇中，一種函數關系被看作為兩個變量之間的單調關系，就該函數關 系而言第一變量的較大的值始終與第二變量的不變的值或者較大的值相聯系。這樣的在容 量的新的值Qb和容量的已知的值之間的單調關系能夠在總測量誤差的總的數 值范圍上或者以分段方式指數地或者多項式地存在，尤其二次地、線性地或者成比例地存 在。同樣在容量的新的值0_和容量的估計的值0^之間的單調關系能夠在總測量誤差 Λ Q t的總的數值范圍上或者以分段方式指數地或者多項式地存在，尤其二次地、線性地或 者成比例地存在。按照一種另外的優選的實施方式，容量的新的值在總測量誤差# U 的第一閾值之下基本上通過容量的估計的值確定。"基本上"也就是說，該容量的新的 值等于容量的估計的值或者這種新的值等于容量的估計的值Ο?#的大百分比，在總 ΔΟ 測量誤差f的第一閾值之下始終等于所述估計的值的大于90%。借此，產生小的誤差的測 量幾乎被完全接受。
[0009]按照一種優選的實施方式，容量的新的值在總測量誤差#的第二閾值之 Q 上基本上通過容量的已知的值確定。"基本上"也就是說，該容量的新的值等于容量的 Λ {) 已知的值Qm，或者該新的值高等于容量的已知的值的大百分比，在總測量誤差 的第二閾值之上時始終等于所述已知的值的大于90%。借此，產生大的誤差的測量完全或者 幾乎完全被拋棄。
[0010] 按照一種優選的實施方式，該方法包括另外的步驟： Λ Q f)求得加權因子謝:，其中該加權因子辦與總測量誤差處于單調關系中且其中容 量的新的值在步驟f)中根據下面的公式求得：
[0011] 就此，資是加權因子，其與總電池單池電流1_的和充電狀態SDOi、的測量誤 差各處于單調關系中，從而這些參量的任一個的較高的測量誤差導致較高的加權因子。
[0012] 就此加權因子能夠例如根據表格來求得，其中所述表格具有至少兩個、優選二至 十個的總測量誤差的范圍，這些范圍和不同的加權因子相聯系。例如該表格能夠顯示 低的誤差范圍、中的誤差范圍和高的誤差范圍，且該加權因子在這些范圍內各能夠是恒定 的或者線性增大。
[0013] 優選地，總電池單池電流在步驟a)中通過測得的電池單池電流在測量時段上的積 分求得，也就是說按照：
[0014] 按照一種優選的實施方式，容量的估計的值在步驟C)中根據由總電池單池 電流〗_與充電狀態SOChSOGs的差的比例求得，優選按照：
其中1/36是比例因子，該比例因子負責將容量換算到單位Ah和以％的說明。
[0015] 用于容量確定的品質的標準是相對的誤差，該誤差由測量不確定性的傳遞規律而 Δ C? 得出。容量的估計的值的總測量誤差因此由總電池單池電流:丨目_和充電狀態 S0Gi、SGG2的測量誤差來求得，優選地按照：
[0016] 按照一種優選的實施方式，充電狀態_e〇_G:t、:容_0〇2.在測量時段的開始和結束時 在步驟b)中根據充電狀態的特性的特征曲線依賴于測得的開路的端電壓求得，且充電狀態 SGGi、SOC2的測量誤差Δ SOC;、Δ SOC2通過特征曲線的線性化由測得的開路的 端電壓Uoqvi、.Uocva:的誤差求得。
[0017] 按照一種優選的實施方式，充電狀態SOCt、SOC2的測量誤差根據下面的公式 求得
\vuocv\ wv'"
[0018] 就此SOC-il〇ev4寺征曲線的求導通過以下式子優選線性地近似：
按照一種優選的實施方式，測量時段的開始和結束各連接到電池單池的松弛時段。
[0019] 按照本發明此外提出了一種計算機程序，當在能夠編程的計算機設備上執行該計 算機程序時，按照該計算機程序實施在文中所描述的方法。該計算機程序能夠例如是用于 實現車輛的電池管理系統的模塊。該計算機程序能夠被存儲在機器可讀的存儲介質上，如 在永久的或者可重寫的存儲介質上或者配屬于計算機設備，例如在便攜的存儲器上，像〇0_ R0M、DVD、U盤或者存儲卡。對此額外地或者替代地，所述計算機程序能夠在計算機設備上， 像如在服務器上或者在云-服務器上被提供用于下載，例如通過數據網絡像因特網或者通 信連接像如電話線或者無線連接。
[0020] 按照另一方面，被設立用于實施所描述的方法之一的電池管理系統包括： a) 用于求得電池單池電流彳的單元， b) 用于求得電池單池的開路的端電壓U〇.Gvi、U0CV2的單元， c) 用于由測得的電池單池電流|求得總電池單池電流的單元， d) 用于在測量時段的開始和結束時根據測得的開路的端電壓UogvI、U0CV2求得充 電狀態SOGt、包〇0.2:的單兀， e) 用于根據總電池單池電流與求得的充電狀態SGGi、SOC2的差求得容量的 估計的值_的單元， f) 用于由總電池單池電流和充電狀態SOGtvSDOa的測量誤差求得容量的估 計的值的總測量誤差的單元， g) 用于根據容量的已知的值容量的估計的值以及總測量誤差f求得容 量的新的值_Q.rtew的單元，以及 i)用于提供電池單池的容量的新的值的單元。
[0021] 除此之外按照本發明還給出