[发明专利]用于电池组状态监视的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于监视电池组状态的一种装置以及一种电池组传感器、尤其一种智能电池组传感器。利用该装置和该电池组传感器能够执行用于监视电池组的一种方法。

背景技术

在利用内燃机驱动的机动车中，电池组被用于给耗电器供电以及为内燃机的起动器提供电能。已知为了监视运行和功能能力而采用检测并转发所属电池组在运行中的运行参量的电池组传感器。这些电池组传感器实现了电池组状态监视。

为了改善机动车的燃料消耗并从而改善CO₂排放和行驶动态性，提供了不同的策略。其例如是启-停策略、智能发电机调节和回收。对于这些不同的策略或概念共同的是，它们需要能量管理以便可靠地运行。从而例如总是必须保证车辆还能启动，也即所使用的电池组还能够提供足够的电能。

该能量管理需要与所使用电池组的当前状态有关的尽可能精确的信息。目前这些信息借助所谓的电池组状态识别来加以确定，该电池组状态识别例如可以在电池组传感器中被计算。该电池组传感器然后把这些信息转发到主控制设备，例如发动机控制设备或车身计算机，在该发动机控制设备或车身计算机中还执行其他的能量管理。

文献EP1271170A2阐述了用于电池组状态识别的一种方法和一种设备。在该方法中借助第一电池组状态识别系统来获取与电池组状态有关的判断。在该第一电池组状态识别系统故障运行或失效时，借助第二电池组状态识别系统来获取与电池组状态有关的判断。

在电池组传感器中的电池组状态识别需要与所使用电池组有关的某些基本信息，以能够以足够的精确度来确定电池组状态。不同容量、技术或制造商的电池组可能具有基本不同的特性。目前由于在电池组传感器中对用作状态识别基础的特征性电池组参数的编码而遇到该问题。

在铅酸启动电池组领域中，这例如是电池组类型（富液式、AGM、改进富液式以及专业人员已知的其他实施）、例如以Ah（以I20来放电）为单位的容量以及静止电压特征线的精确变化（相对于SOC=充电状态的静止电压、例如通过说明最大静止电压以及斜率或最小静止电压）。利用这些特征性的特性数据，该电池组状态识别可以以足够的精确度为能量管理来确定电池组特性。

电池组状态通常通过特定的特性数、诸如SOC或SOF（功能状态）而被转发到该能量管理。另外，还可以确定关于电池老化、即SOH（健康状态）的信号。该能量管理对这些数据连同其他的车辆数据——例如发动机温度、所使用的离合器踏板进行分析，并从而能够例如在等红灯时自动关闭车辆。

该方法的缺点一方面是，电池组参数必须首先耗费地、例如通过在实验台上的测量而被确定。另一方面，需要在电池组更换时对新电池组的正确参数重新进行编码。当最终用户自己更换电池组并且不具有技术能力来对新参数编码时，这是耗费的和容易出错的或甚至不可能的。因此诸如停-启的CO₂减排功能的可用性是大大受限的，或甚至不可用。这可能给客户带来烦恼，或者违反关于燃料消耗的特定监管要求（例如美国的CARB、中国的激励政策）。在一种特别临界的情况下，电池组被驱动到深放电情况下，并且车辆失去了启动能力。

对于OEM来说，特别不利的是其他或新的电池组的事后引入，这按照概念仅能够通过新的软件来实现。但尤其在全球平台情况下，力争仅一款相同的软件，以节省成本并避免在不同车辆模型上不同部分/软件版本的协调。

发明内容

在此背景下，推荐了具有权利要求1所述特征的用于电池组状态监视的一种装置以及根据权利要求8所述的一种电池组传感器。实施方式由从属权利要求和说明书得到。

所推荐的方法能够实现典型的能量管理功能，例如停-启和回收，而不需要电池组参数。由此省略了对这些参数的耗费的确定。在生产中以及在使用中不同电池组和传感器的所有处理被大大简化，由最终用户现场遇到的所有可能临界的电池组更换情况变得完全没有问题。同时在典型的标准循环、例如NEFZ（欧洲新行驶循环）中例如启-停的可用性与具有电池组编码的当前系统相当。

另外整个系统对于不同的极端电池组更换情况而变得更鲁棒，所述极端电池组更换情况通常被定义为错误的使用，例如安装较小的或老化的电池组。

另外对于应该事后引入新的或附加的电池组的情况，也不需要附加耗费。一种传感器可以广泛地应用于几乎全部的车辆。此外，通过诸如停-启的能量管理功能对CO₂的减排变得更简单、造价更合理和更鲁棒。

本发明的其他优点和实施方式由说明书和附图得到。