[发明专利]用于监控至少一个蓄电池的方法和装置、具有这样的装置的蓄电池以及具有相应的蓄电池的机动车

说明书

技术领域

本发明涉及用于监控至少一个蓄电池的方法和装置、具有这样的装置的蓄电池以及具有相应的蓄电池的机动车，它们尤其是可用于在减少了的硬件花费的情况下安全地监控蓄电池状态。

背景技术

由蓄电池控制器所实现的安全功能通常为对诸如电压、电流和/或温度的安全相关的参数的阈值跨越的更基本的检查。这样的功能能够以硬件(例如比较器)方式简单地实现。因此，对于蓄电池控制器的通常的安全概念由两条冗余的路径—通过硬件的监控和通过软件的监控—组成。通过这样的多元化的冗余能够达到对于安全性的足够的级别。

相较于蓄电池控制器已知了在用于监控涉及安全的功能的电机控制器中，在微控制器上设计了所谓的3平面概念。在此，平面1为功能平面，平面2为功能监控平面并且平面3为计算机监控平面。借助于这样的概念达到了直至ASIL-B(Automotive Safety Integrity Level：汽车安全完整性等级)的安全完整性。该3平面概念对应于1oo1D系统(参见图1)。在这样的系统100中，通过传感器110获取测量量，这些传感器被功能计算机120监控。该功能计算机120的可靠性将通过诊断单元130来监控。根据该些测量量来操控执行器140。

通常地，MooN系统为比较N个测量值的分析逻辑装置，这N个测量值中至少有M个测量值必须满足预先给定的标准(N个中的M个)。

MooND系统为具有自动检验的MooN系统。

除了Moo1D系统之外，还存在1oo2D系统200，其中例如还实现了(参见图2)两个功能计算机120、121的相互监控150。

新的安全标准(如ISO 26262)对于控制装置提出了高的要求，在这样的控制装置上实施了涉及安全的功能。通过“ASIL”实现了以级别ASIL-A至ASIL-D的分类，其中，ASIL-D提出了最高的要求。高的分类也导致了高的程序上的花费。此外，对标准一致性的检测也提出了更严格的要求。

传统的具有用于安全相关的量的冗余的监控的硬件路径和软件路径的蓄电池控制装置的安全概念具有以下缺点：

硬件路径的成本：

因为用于汽车应用的高压蓄电池系统通常由大量的蓄电池单元组成(例如通过一百个串联连接的4V的蓄电池单元获取400V的电压)，所以实现这样的硬件路径是高成本的。因为安全相关的参数必须对于每个蓄电池单元(或者由例如六个蓄电池单元组成的每个模块)单独地监控。也就是说，对于每个蓄电池单元(每个模块)必须构建相应的硬件元件(例如比较器)。

监控功能的有限制的复杂性：

通过硬件元件通常仅能实现基本的监控功能(例如阈值监控)。复杂的功能，例如多个和/或动态的信号的处理，则仅能以高的花费才是可实现的。

由公开文献DE 11 2004 001 276 T5已知了一种蓄电池组(Batteriesatz)的充电/放电控制装置，其中，通过控制器计算假定的充电状态值。然而，在该解决方案中并未涉及实现所要求的安全功能时的硬件花费的降低。

发明内容

依据本发明提供了一种用于监控至少一个蓄电池的方法，其中，放弃了以传统的方式利用硬件来冗余地监控安全相关的量，也就是说，放弃了所谓的硬件路径。在依据本发明所述的方法中，将通过至少一个数据处理装置分析至少一个蓄电池的测量量，例如电压、温度或者诸如此类的。所述蓄电池能够是包括多个串联连接的电化学单元的蓄电池。其中能够设置：为了分析与安全相关的测量量将一定数量的单个的蓄电池单元，例如六个整合至一个模块。所述数据处理装置能够是微控制器、可编程芯片、可编程处理器、可编程的逻辑装置或者诸如此类的；通常来说能够是可编程的数据处理装置，在其上通过软件(计算机程序)来实现安全功能。为了在缺少硬件路径的情况下也能够确保所述蓄电池的运行安全，依据本发明还将设置监控在所述至少一个蓄电池和所述至少一个数据处理装置之间的通信连接。本发明的一个优选的实施形式在此设置将所述信号经由单通道的通信连接从所述至少一个蓄电池、所述模块或者所述蓄电池单元传输至所述至少一个数据处理装置。在本发明的一个优选的实施形式中设置从至少一个安置在所述单通道的通信连接中的诸如模数转换器或者传感器的测量构件中读入、数字化所述蓄电池单元的测量量并且将其转发给所述至少一个数据处理装置。

优选地，所述监控至少包括：检验通信连接和/或所述通信连接之内的例如用于获取所述测量量的传感器、测量构件或者诸如此类的和/或所述至少一个数据处理装置的部件或者检验经由所述通信连接交换的信号的正确性或者真实性。