[发明专利]用于求取电池系统的充电状态的方法、电池系统

说明书

本发明涉及一种用于求取电池系统（10）的充电状态的方法，所述电池系统具有至少一个电池电芯（16）和附加的储能器（24），所述储能器与所述至少一个电池电芯（16）串联连接并且能够接通和能够断开。根据本发明，所述方法包括下述方法步骤：‑接通所述附加的储能器（24）；‑以预给定的时间间距测量所述附加的储能器（24）的电压；‑根据所述附加的储能器（24）的经测量的电压和电压特性曲线求取所述附加的储能器（24）的容量变化；‑根据所述附加的储能器（24）的经求取的容量变化求取所述附加的储能器（24）的单位时间充电量；‑根据经求取的单位时间充电量求取所述电池系统（10）的充电状态。

技术领域

本发明涉及一种用于求取电池系统的充电状态的方法，该电池系统具有至少一个电池电芯和附加的储能器，该储能器与至少一个电池电芯串联连接并且能够接通和能够断开。本发明还涉及一种电池系统，该电池系统设置用于执行根据本发明提出的方法。

此外，本发明涉及一种车辆，该车辆设置用于执行根据本发明提出的方法和/或该车辆包括根据本发明提出的电池系统。

背景技术

如今，在车辆中大多通过12V/24V铅酸电池来保证在行驶期间对安全相关的部件（例如制动辅助装置、转向辅助装置、在高度自动化的行驶的情况下的自动转向/制动）的供应并且保证对总是再次在泊车阶段中被唤醒的控制器的供应。未来，这些铅酸电池能够由锂离子电池代替。这种新的电池类型需要满足对铅酸电池所提出的要求，即新电池的电压水平通常需要持久地处在9V与15V之间。另外，在具有至少ASIL B（D）（Automotive SafetyIntegrity Level，汽车安全完整性等级）的所谓的安全操纵中，必须确保安全相关的部件的能源可用性。为了满足电压要求，通常将四个磷酸铁锂电芯（LFP电芯）相互串联连接。磷酸铁锂电芯具有非常平坦的空载电压特性曲线（Open-Circuit Voltage，开路电压，OCV），该空载电压特性曲线妨碍能源可用性所需要的精确的充电状态估计（State Of Charge，充电状态，SOC）。这需要在行驶期间以及在泊车阶段中进行连续的电流积分。根据现有技术，电流连续地测量为测量电阻上的电压降。在此，用于积分和评估的电池管理系统必须连续地一起运行。然而，电池管理系统消耗高达10mA的电流，这需要对12V锂离子电池进行成本密集的过度定尺寸。例如，在30天的长期泊车阶段的情况下，仅为了电池管理系统的供电，就需要大约7Ah（90Wh）的过度定尺寸。在20Ah的可用容量的情况下，过度定尺寸和成本增加了大约30%。

文件JP 2016-32415 A描述一种串并联电池组和一种用于控制串并联电池组的方法。在此，串并联电池组包括多个可充电的电池。

文件DE 10 2013 201 346 A1描述一种用于求取储能器的充电状态的设备和方法。在此，通过施加附加的直流电压来求取储能器的空载电压。

发明内容

提出一种用于求取电池系统的充电状态的方法。在此，电池系统具有至少一个电池电芯和附加的储能器。在此，附加的储能器与至少一个电池电芯串联连接。在此，附加的储能器能够接通和能够断开。如果电池系统具有多个电池电芯，则这些电池电芯能够相互串联或者并联连接。如果电池电芯在电芯层面上并联连接，则只需要一个附加的储能器。如果电池电芯连接成串联的线路并且所述线路并联连接，则优选为每个线路设置附加的储能器。

优选地，附加的储能器是可充电的。例如，附加的储能器能够构造为二次电池电芯或者电容器。一旦附加的储能器放电，就再次对其完全充电。附加的储能器必须满足在接通的运行中的电流要求。附加的储能器能够具有比电池电芯的容量更少的容量并且在电压方面不同。优选地，附加的储能器具有陡峭的静态电压特性曲线。

根据本发明，首先接通附加的储能器。然后，以预给定的时间间距测量附加的储能器的电压。视附加的储能器的尺寸、电池管理系统的实际电流消耗和充电状态求取的所需要的精度而定地，这个电压测量的频率能够在数小时与数天之间。