CN109311395B - 用于估计车辆的能量存储系统的状态的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于估计车辆300的能量存储系统320的状态的方法和装置100，其中在车辆的操作期间记录与至少一个车辆功能有关的数据并且将该数据存储为历史车辆操作数据，通过其估计能量存储系统320的实际状态。

Description

用于估计车辆的能量存储系统的状态的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于估计车辆的能量存储系统的状态的方法、具体地涉及用于估计能量存储系统的老化状态的方法。此外，本发明涉及一种用于执行该方法的装置。

确定车辆的能量存储系统的状态变得越来越重要，因为需要电能至少用于辅助的车辆功能越来越多。随着车辆的安全相关功能越来越多接收电气支持，对能量存储系统的状态的确定和估计的可靠性变得越来越重要。

用于确定电池状态的已知系统和方法依赖于电池状态的直接测量值和/或电池的性质，通过该性质确定电池的状态。

因此，例如，在DE 195 40 827 C2中公开了一种用于确定电池状态的方法，利用该方法，电池老化的电池特定特性场用于使用特性场根据所获取的电池老化影响变量的瞬时值来确定电池老化值。

而且，例如，从DE 103 35 928 A1中已知一种用于确定与蓄电池的充电状态相关的参数的方法，利用该方法，确定与电池的静态电压相关的第一充电状态值和与转换的充电量相关的第二充电状态值。关于电池的充电状态的变化分析两个充电状态值，以便根据充电状态的变化导出电池状态的参数。

所述已知系统的缺点在于，测量变量中的较大误差直接影响输出变量，因此确定电池系统的状态不是明确的或可能被破坏。此外，因测量时间点的选择，即，例如因为在电池处于类似放电状态的时间点执行多次连续测量，可能使确定能量存储系统的状态的结果不准确。因此，高级老化状态可能错误地与电池相关联，或者电池状态可能被错误地确定，从而可能过早地更换电池。

已知系统的另一缺点是由于复杂性增加，这是由附加必需的传感器引起的。同样地，用于附加数据记录和用于数据存储的其它元件的存储空间的需求也随着每个附加传感器而增加，使得所需部件的数量和部件功率增加。各个部件的功率增加也导致更高的成本。

因此，本发明的目的是指定一种用于估计能量存储系统的状态的改进方法，该方法不具有现有技术的缺点，而且是有效且可靠的。

关于该方法，根据本发明通过独立权利要求1的主题实现了本发明所基于的目的。关于装置，通过独立权利要求20的主题实现了本发明所基于的目的。在从属权利要求中指定了有利的改进方案。

因此，根据本发明，具体提供了一种用于估计车辆的能量存储系统的状态的方法、特别是用于估计能量存储系统的老化状态的方法，该方法不依赖于能量存储系统的直接测量值来估计状态但是可以使用车辆的性能来估计状态。

在这种背景下，能量存储系统的老化状态对应于与能量存储系统的相应新状态相关的能量存储系统的任何状态的变化。

在这种情况下，在第一步骤中获取关于能量存储系统的信息。然后在考虑指定的边界条件的同时分析所获取的信息。最后，估计能量存储系统的状态。

在这种背景下，边界条件具体地与车辆的操作时间相关，优选地对应于与车辆的操作时间相关的边界条件设定点值或参考值。因此，所述值与执行记录信息的分析的时间点无关。

本发明的优点是显而易见的。使用根据本发明的方法，使用对所获取的关于能量存储系统的信息与指定的边界条件的比较来估计能量存储系统的状态。因此，部件的数量保持很小，因为不必提供获取直接电池值(诸如电池电压和电池电量)的测量装置。

而且，因此，避免了与直接测量电池数据有关的上述缺点。作为进一步的优点，降低了错误估计电池状态的风险。同样地，可以使用不同制造商的不同电池，并且无关于能量存储系统，可以使用相同方法来估计状态而不必进行设计改变。这也降低了生产成本，因为不必为不同的能量存储系统引入特定的变化。以此方式使用关于能量存储系统的信息而不是通过直接测量的电池值有利地确定对能量存储系统的状态的估计。

根据本发明的另一方面，该方法还可以优选地包括另一步骤：即，获取关于能量存储系统的放电过程的信息。

这具有如下优点：可以提高对能量存储系统的状态的估计的准确性，因为可以考虑关于放电过程的信息来估计状态，以及因此关于可以从能量存储系统获取的用于充电的信息。

根据本发明的另一方面，该方法可以优选地包括另一步骤：即，获取关于能量存储系统的充电过程的信息。

这具有如下优点：可以提高对能量存储系统的状态的估计的准确性，因为还可以考虑关于充电过程的信息，以及因此可以被馈送到能量存储系统的用于充电的信息。

根据本发明的另一方面，在不考虑能量存储系统的直接测量值的情况下，可以基于所获取的关于能量存储系统的信息和/或基于所获取的关于能量存储系统的放电过程的信息和/或基于所获取的关于能量存储系统的充电过程的信息来执行对能量存储系统的状态的估计。

因此，显然对能量存储系统的状态的估计是基于关于能量存储系统的信息和/或关于放电过程的信息和/或关于充电过程的信息而不考虑能量存储系统的直接测量值。这减少了车辆中的部件数量并且因此降低了制造和组装成本，因为不必提供其它测量单元。

根据本发明的另一方面，记录车辆功能数据以用于检测关于能量存储系统的信息和/或用于检测关于放电过程的信息和/或用于检测关于充电过程的信息。

这尤其导致如下优点：车辆功能数据是在车辆操作期间经常被记录和存储为标准的数据。因此，节省了存储空间，因为不必记录更多的电池数据集。此外，数据存储元件的生产和组装以及数据存储元件本身没有附加成本。

根据本发明的另一方面，输出信息可以基于车辆功能数据而产生，然后优选地以数据记录、图形表示和/或图形用户界面的形式提供。

这具有如下优点：相关人员(例如车主、车间工作人员、客户服务和/或能量存储系统或车辆的制造商)可以快速地看到输出信息。这有助于在必要时采取快速行动，继而提高车辆使用的可靠性，并且通过简单的工作流程降低工艺成本。

根据本发明的另一方面，输出信息可以包括对能量存储系统的状态的估计。这具有如下优点：可以向负责人员(诸如，车主、车间工作人员、客户服务和/或能量存储系统或车辆的制造商)通知能量存储系统的当前状态，并且可以根据需要发起必要的步骤。这通过简单的工作流程降低了成本。

根据本发明的另一方面，可以根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化、特别是发生、缺失或功能限制，或者能够根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化、特别是发生、缺失或功能限制。

在这种情况下，根据功能变化、特别是车辆功能的发生、缺失或功能限制来估计能量存储系统的状态，这有利地使测量误差最小化。

根据本发明的另一方面，可以根据车辆功能数据推导在指定的或可指定的时间段期间至少一个车辆功能的功能变化的频率、特别是发生、缺失或功能限制的频率，或者能够根据车辆功能数据推导在指定的或可指定的时间段期间至少一个车辆功能的功能变化的频率、特别是发生、缺失或功能限制的频率。

这具有如下优点：通过考虑频率，该估计的可靠性和准确性进一步增加，因为考虑了在指定或可指定的时间段期间车辆功能发生、以受限制方式发生或者缺失的频率。

根据本发明的另一方面，可以根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化所需要的时间段，或者能够根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化所需要的时间段，其中功能变化具体地包括发生、缺失或功能限制。

在这种情况下，有利地考虑车辆的车辆功能的功能变化所需要的时间段、特别是能量密集型车辆功能的功能变化所需要的时间段，这使得能够更准确地且更可靠地执行对能量存储系统的状态的估计。

根据本发明的另一方面，可以根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化的原因、特别是发生、缺失或功能限制的原因，或者能够根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化的原因、特别是发生、缺失或功能限制的原因。

这具有如下优点：已经发现了车辆功能的功能变化的原因。这有利地增加了对能量存储系统状态的估计的可靠性。

根据本发明的另一方面，车辆功能数据可以包括关于至少一个车辆功能的履行/未履行的数据、特别是关于以车辆的内燃机的启动-停止模式关闭和/或开启、特别是再次开启该内燃机的数据。

尤其在内燃机的开启或再次开启期间，能量存储系统上的负载非常高，因为只有能量存储系统的电力可用于启动内燃机。因此，通过这种方式可以可靠地估计能量存储系统的状态。

根据本发明的另一方面，车辆功能数据可以包括关于至少一个车辆功能的履行/未履行的数据、特别是关于至少一个功能部件或安全部件的操作的数据、特别是关于用于车辆的内燃机的散热器、内部照明、外部照明、动力转向、动力制动、变速箱、离合器、优选地电动离合器、技术驾驶安全控制系统和/或驾驶稳定性控制系统和/或驾驶动态管理系统的操作的数据。

至少一个功能部件或安全部件包括电负载，使用该电负载，还可以有利地可靠地确定能量存储系统的状态。

根据本发明的另一方面，车辆功能数据包括关于至少一个车辆功能的履行/未履行的数据、特别是关于至少一个舒适部件的操作的数据、特别是关于空调系统、加热、特别是座椅加热、音频/视频娱乐系统和/或导航系统的操作的数据。

至少一个舒适部件还包括电负载，使用该电负载，可以有利地可靠地确定能量存储系统的状态。

根据本发明的另一方面，指定的边界条件可以包括预定或可预定的车辆功能数据和/或示例性车辆功能数据。

预定的或可预定的车辆功能数据可以是在该背景下在车辆的操作时间内可以实现的车辆功能数据。因此，这种指定的或可指定的车辆数据此外可以是在车辆的操作时间内可以实现的车辆功能数据，其精确值是未知的并且因此已经被估计。

在这种情况下，示例性车辆功能数据描述了车辆功能的设计目的。因此它们是设定点值或参考值。有利地，因此可以在考虑设定点值和实际值(即，车辆功能数据)的同时通过非计算密集型分析步骤来估计能量存储系统的状态。

根据本发明的另一方面，能量存储系统的测量电性质和/或能量存储系统的测量电性能可以作为用于估计能量存储系统的状态的附加估计参数进行考虑，其中优选地使用电池测试器来确定电性质和/或电性能。

这具有如下优点：以不同的方式，即，通过独立的方法，附加地控制和评估对能量存储系统的状态的估计，并且因此进一步增加估计的可靠性和准确性。

因此，还可以执行对根据本发明的方法的估计结果的合理性检查。由于能量存储系统的状态以两种相互独立的方式被估计-更准确地说，使用车辆的性能估计一次，而另一时间则使用能量存储系统的直接测量值来估计-可以增加估计的意义。即，如果两个状态估计都提供类似结果，则使用车辆性能的状态估计为真的概率高；另一方面，如果两个状态估计给出相反结果，则一种估计方法、特别是使用车辆性能进行的状态估计可能是错误估计的概率高。因此，有利地，在这种情况下可以评估根据本发明的方法的合理性。

根据本发明的另一方面，可以将关于制造商、制造日期和/或能量存储系统的类型的信息作为用于估计能量存储系统的状态的附加估计参数考虑。这也导致有利地提高估计的准确性和可靠性。

根据本发明的另一方面，可以通过仿真模型、特别是基于软件的仿真模型来执行对能量存储系统的状态的估计。

仿真模型具有如下优点：它们便宜，可以容易地适应不同的环境条件，并且普遍适用于不同的能量存储系统。此外，提高了估计的可靠性和准确性。通过调整现有边界条件和/或引入附加的边界条件，也可以容易地考虑新的影响变量。

根据本发明的另一方面，所获取的关于能量存储系统的信息和/或所获取的关于放电过程的信息和/或所获取的关于充电过程的信息可以是用于仿真模型的输入值。

因此，有利地使用所获取的关于能量存储系统、关于放电过程和/或关于充电过程的信息来估计能量存储系统的状态，这降低了测量装置和类似装置的成本。

根据本发明的另一方面，能量存储系统可以被实施为二次电池，特别是蓄电池，和/或双层电容器，和/或燃料电池或者它们的任何组合。

因此，显然根据本发明的方法可以有利地普遍地用于许多不同的能量存储领域，并且不限于一种类型的能量存储系统，其中该方法不必进行任何修改或仅需要进行微小的修改，诸如调整边界条件。

关于用于估计车辆的能量存储系统的状态的装置、特别是用于估计电池系统、双层电容器、燃料电池或者它们的任何组合的状态的装置，规定该装置被设计用于执行上述根据本发明的方法。

根据本发明的另一方面，该装置可以进一步包括显示单元，该显示单元被设计用于显示能量存储系统的估计状态。

因此，相关人员(诸如，车主、车间工作人员，客户服务和/或能量存储系统或车辆的制造商)可以得知能量存储系统的估计状态，并且可以根据需要发起其它步骤。这有利地提供了快速行动并且因此提高了车辆的可靠性。因此，通过简单的工作流程也可以降低流程成本。

根据本发明的另一方面，该装置可以设置在车辆中。这具有如下优点：该装置可以连续地估计能量存储系统的状态。因此，提高了对能量存储系统的状态估计的可靠性，并且因此还提高了车辆的可靠性。

然而，同样地，该装置也可以在空间上和/或物理上与车辆分开设置，其中用于传递车辆功能数据的装置通过与车辆的接口连接到车辆。这具有如下优点：避免车辆中多余或附加部件。因此，减少了车辆中的部件数量，并且降低了车辆中用于估计可能所需的大功率元件的成本。

根据本发明的另一方面，该装置可以进一步包括分析单元，该分析单元被设计用于评估所获取的关于能量存储系统的信息和/或所获取的关于能量存储系统的放电过程的信息和/或所获取的关于能量存储系统的充电过程的信息、特别是车辆功能数据，同时考虑指定的边界条件，特别是示例性车辆功能数据。

这具有如下优点：提高了对能量存储系统的状态估计的准确性并且因此提高了可靠性。

根据本发明的另一方面，该装置可以用于确定车辆的能量存储系统的状态，并且实际上确定关于能量存储系统的更换、能量存储系统的维护和/或对能量存储系统的更换或维护的推荐。因此，可以有利地长期保证车辆操作的可靠性，因为可以及时地准备就绪对能量存储系统的更换或维护，或者可以建议更换或维护能量存储系统。

下面参考附图通过对实施例的描述详细描述本发明，包括关于其它特征和优点。

在附图中：

图1示出了车辆和装置的示意图；

图2示出了车辆和装置的详细图示；

图3示出了根据本发明用于估计能量存储系统的状态的方法的第一流程图；以及

图4示出了根据本发明的方法的第二流程图。

下面参考图1到4中的图示描述用于估计能量存储系统的状态特别是能量存储系统的老化状态的方法和装置。相同或等同的元件和功能具有相同或类似的附图标记。

在这种背景下，术语能量存储系统320的老化状态是指相对于能量存储系统的新状态，能量存储系统320的任何状态变化。

图1示出了车辆300和用于估计车辆300的能量存储系统的状态的装置100的示意图。所述车辆和装置100通过链路200连接以进行数据传输。

车辆300可以是飞行器或船只、轨道车辆、全地形车辆，或优选地是公路车辆，其中公路车辆可以指乘用车辆、卡车、公共汽车或房车。

车辆300由车辆300的驱动单元驱动。驱动单元可以包括车辆300的内燃机、电动机或者它们的组合。此外，具有至少一个内燃机的车辆300可以具有启动-停止功能，并且优选地还具有停止运动(Stopp-in-motion)功能。

启动-停止功能是指车辆300能够在停顿长于或等于指定或可指定的时间段时(例如在红色交通信号灯阶段期间在指定的或可指定的时间段处于停顿状态时)关闭车辆300的内燃机，并且例如可以通过操作踏板或开关再次开启。

停止运动功能是指如果车辆300仍在移动但是在指定的或可指定的时间段期间已经未对踏板进行操作，或者已经未向内燃机要求动力，则车辆300已经能够关闭内燃机。例如，如果车辆300正在滑行，即，如果车辆300以恒定的行进速度移动，或者如果车辆300在没有燃油情况下处于滑行状态，则会发生这种情况。

车辆300包括接口310，通过该接口，数据可以通过数据传输链路200传输到装置100。在这方面，参考图2。

此外，图2示出了车辆300包括能量存储系统320，其被设置用于向车辆300供应能量。

能量存储系统320可以被实施为原电池。车辆300的能量存储系统320优选地被实施为二次电池，特别是蓄电池、双层电容器，和/或燃料电池或者它们的任何组合。

如图2中所示，车辆300可以包括数据存储元件330。所获取的关于车辆300的能量存储系统320的信息可以存储在所述数据存储元件上。

所获取的关于能量存储系统320的放电过程的信息和/或所获取的关于能量存储系统320的充电过程的信息也可以优选地存储在数据存储元件330上。

特别优选地，可以在指定的或可指定的时间段期间获取这样的信息。

指定的时间段可以是例如一天、一周、两周、一个月、三个月、六个月或一年。

同样地，可指定的或指定的时间段也可以通过一系列事件来定义，并且实际上例如通过解锁车辆300、通过将钥匙插入点火锁中和/或通过开启车辆300的驱动单元直到关闭车辆300的驱动单元、从点火锁中移除钥匙和/或通过锁定车辆300来定义。

可指定的时间段例如也可以通过离开制造设施与第一次估计之间或者在两个连续估计过程之间的时间间隔来指定，或者可以通过在存储于数据存储元件330中时分配给相应信息的时间戳来分别确定。

所述获取的信息优选地包括在车辆操作期间记录的车辆功能数据。

在这种情况下，要注意的是，获取关于车辆300的能量存储系统320的信息和/或获取关于放电过程的信息和/或获取关于充电过程的信息是在没有直接或间接测量能量存储系统320的电容、电量、电压和/或电流的情况下执行，即，根据本发明用于估计能量存储系统320的状态的方法是基于车辆的性能，具体地通过在车辆操作期间记录车辆功能数据来进行。

此外，车辆300可以包括多个测量单元340，其连续地确定和存储车辆数据。

可以从所述车辆数据确定车辆功能数据，或者车辆功能数据可以对应于车辆数据。

被设计用于确定功能变化的频率的计数单元、诊断单元、特别是车辆内部的诊断单元、电池传感器单元、特别是智能电池传感器单元、电子控制单元、车辆300的驱动单元和/或类似元件可以提供车辆数据。

应当注意，车辆数据的产生不是为了估计车辆300的能量存储系统320的状态的目的。更准确地，对能量存储系统320的状态的估计可以使用已经独立于该估计而记录和存储的数据来执行。

这提供了如下优点：不需要附加的测量装置来记录车辆功能数据，但是车辆功能数据是根据在车辆操作期间记录的数据来确定的。这减少了车辆300中的存储器的量和元件数量，并且结果也降低了成本。

车辆数据和/或车辆功能数据也可以直接读入能量存储系统320或车辆300的制造商、客户服务和/或车间的数据库，或者可以被发送到能量存储系统320或车辆300的制造商、客户服务和/或车间的数据库。这可以例如通过经由移动无线电网络的无线连接(例如GSM连接)来执行。有利地，通过这种远程数据馈送减少了车辆300中的元件的数量并且因此降低了成本，因为车辆300中的存储器的量保持较低。

车辆300被设计成执行至少一个车辆功能。

车辆功能数据包括关于至少一个车辆功能的履行/未履行的数据。

具体地，车辆功能数据可以包括数据，所述数据关于，当车辆300在先前指定的或可指定的时间段期间处于停顿(例如在红色交通灯阶段期间停留先前指定的或可指定的时间段)时在车辆300的内燃机的启动-停止模式下，或者当例如在先前指定的或可指定的时间段期间在已经未对踏板进行操作或已经未向车辆300的内燃机要求动力的情况下在停止-运动模式期间车辆300正在运动中时，关闭和/或开启、特别是再次开启该内燃机。

此外，车辆功能数据可以具体地包括关于至少一个功能部件或安全部件的操作的数据、特别是关于车辆300的内燃机的散热器、内部照明、外部照明、动力转向、动力制动、变速箱、离合器、优选地电动离合器、技术驾驶安全控制系统和/或驾驶稳定性控制系统和/或驾驶动态管理系统的操作的数据。

此外，车辆功能数据可以具体地包括关于至少一个舒适部件的操作的数据、特别是关于空调系统、加热、特别是座椅加热、音频/视频娱乐系统和/或导航系统的操作的数据。

可以根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)，或者能够根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)。

此外，还可以根据车辆功能数据推导在指定的或可指定的时间段期间至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)的频率，或者能够根据车辆功能数据推导在指定的或可指定的时间段期间至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)的频率。

此外，可以根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)所需要的时间段，或者能够根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)所需要的时间段。

另外，可以根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)的原因，或者能够根据车辆功能数据推导至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)的原因。

在这种情况下，至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)的原因可以包括电池性质和/或电池电量和/或电池电压和/或电池电流，和/或电池性质、电池电量、电池电压和/或电池电流的时间变化，和/或用于估计电池性质和/或电池电量的模型。

车辆300可以被实施为具有内燃机的车辆、电动车辆或混合动力车辆。在这种情况下，应当注意的是，为了估计车辆300的能量存储系统320的状态，可以独立于内燃机的存在(即，例如启动-停止功能)并且实际上通过考虑至少一个功能部件或安全部件的数据和/或考虑至少一个舒适部件的数据而执行估计。

车辆功能数据被传输到装置100以进行估计。这在图1和2中通过箭头200指示。

即使在图中未明确示出，也可以执行从数据库到装置100的车辆功能数据的传输。同样地，可以设想将数据库设置为装置100的部分。

应当注意，在传输用于估计的车辆功能数据的时间点处的车辆功能数据包括关于过去事件的信息，即，在估计的时间点处的车辆功能数据是历史车辆功能数据。

数据传输链路200可以以有线或无线形式建立。例如，数据可以经由因特网、LAN连接、WAN连接或USB连接来传输。然而，同样地，还可以设想经由WLAN连接、蓝牙连接、近场通信连接、GSM连接或UMTS连接来传输车辆功能数据。

可以连续地执行数据传输。然而，优选地，数据传输链路200仅在某些时间点建立。

这可以特别优选地在车间的测试期间执行。

用于估计车辆300的能量存储系统320的状态的装置100可以设置在车辆300中。然而，优选地，这在空间上和/或结构上与车辆300分开地设置。这有利地减少了车辆300中的部件数量和布线成本并且因此降低了组装成本。

另外，由于估计与车辆300分开执行，因此与车辆300分开地提供计算密集型过程，诸如执行估计，这降低了因更高质量的车辆部件而会产生的成本。

装置100被设计为估计车辆300的能量存储系统320的状态。

优选地，装置100被设计成在考虑指定的边界条件的同时基于对所获取的关于能量存储系统320的信息的分析来估计车辆300的能量存储系统320的状态。

特别优选地，装置100被设计成，基于所获取的关于能量存储系统320的信息与指定的边界条件的比较，特别是基于车辆功能数据与示例性车辆功能数据的比较，估计车辆300的能量存储系统320的状态。

在一个改进方案中，装置100被设计为能够使用所获取的关于车辆300的能量存储系统320的放电过程的信息来估计车辆300的能量存储系统320的状态。

而且，装置100被设计为能够使用所获取的关于车辆300的能量存储系统320的充电过程的信息来估计车辆300的能量存储系统320的状态。

在下文中，“所获取的信息”应当指所获取的关于能量存储系统320的信息和/或所获取的关于能量存储系统320的放电过程的信息和/或所获取的关于能量存储系统320的充电过程的信息。

为此，装置100包括可以对能量存储系统320的状态进行估计的硬件部件和软件部件。此外，装置100优选地包括处理器。

如图2中所示，为此，装置100的接收单元110可以从车辆300接收车辆300的能量存储系统320的记录信息，特别是车辆功能数据，并且可以将所述数据转发到估计单元120。估计单元120被设计为估计能量存储系统320的状态。

此外，图2示出了装置100可以进一步包括分析单元130。分析单元130被实施为分析所获取的信息，特别是车辆功能数据，同时考虑指定的边界条件、特别是先前指定的或可指定的车辆功能数据和/或示例性车辆数据。

优选地，为了进行分析，将所获取的信息、特别是车辆功能数据与指定的边界条件、特别是先前指定的或可指定的车辆功能数据和/或示例性车辆数据进行比较。

优选地，分析单元130被设置作为估计单元120的元件，如图2中所示。

即使在附图中未示出，仍然也可以设想分析单元130被设置作为装置100的元件并且经由数据连接与估计单元120进行通信。

在一个实施例中，估计单元120包括仿真模型、特别是基于软件的仿真模型。在这种情况下，所获取的信息优选地是仿真模型的输入值。

指定的边界条件可以存储在装置100的存储器单元140中。指定的边界条件指定与车辆300的操作时间相关的至少一个车辆功能的基准，针对该基准设计能量存储系统320。因此，边界条件是相应车辆功能数据的设定点值或参考值，并且实际上与车辆的操作时间有关。例如，指定的边界条件可以包含信息，所述信息关于在指定的或可指定的时间段内车辆功能要被执行或者可以被执行或者不被执行或不能被执行的频率。

指定的边界条件可以被包含在由制造商、客户服务和/或车间提供的查找表中。所述指定的边界条件在下面称为指定的预定边界条件。

此外，随着时间的推移，可以将指定的边界条件添加到经验数据(即，实际值)并且用经验数据进行调整，其中经验数据优选地由车间和/或制造商和/或客户服务提供。具体地，通过深入考虑车辆性能(特别是至少一个车辆功能的履行/不履行(即，车辆功能数据))与具有相同或类似的能量存储系统320的许多类似车辆300的能量存储系统320的状态之间的关系，获得这样的经验数据。这样的预定值在下面称为学习的预定边界条件。这显著地提高了对能量存储系统320的状态估计的可靠性和准确性。

可以在考虑相应车辆功能的学习或指定的预定边界条件的同时分析至少一个车辆功能的车辆功能数据。这优选地在分析单元130中(如图2中所示)执行。然而，还可以设想，估计单元120还被设计用于在考虑学习的或指定的预定边界条件的同时分析车辆功能数据。

优选地，通过将至少一个车辆功能的车辆功能数据与相应的学习的或指定的预定边界条件进行比较来执行分析。

因此，车辆功能数据可以用于检测与正常车辆功能性能的偏差并且估计能量存储系统320的预期性能。

此外，输出信息可以基于车辆功能数据而产生，然后优选地以数据记录、图形表示和/或图形用户界面的形式提供。这优选地通过输出单元150如图2中所示来执行。

此外，输出信息可以用于通知车主例如电池是否是偏离预期性能的车辆性能的起因。然而，还可以设想，输出信息可以用于通知车主例如电池更换是否会减少与车辆的预期性能的偏差。

为此，输出信息可以是对能量存储系统320的状态的估计。

输出单元150可以设置在装置100中。然而，输出单元150同样可以设置在车辆300中。然而，优选地，输出单元150与装置100分开设置并且与车辆300分开设置，例如设置在车间中。所述实施例在图2中示出。

输出单元150可以包括蜂窝电话(特别是智能电话)、PC(特别是平板PC和/或膝上型计算机)、车辆中的显示器、图形用户界面和/或诊断装置(特别是车间诊断装置)。这有利地确保了估计结果被提供给车主、客户服务员工、制造商和/或车间工作人员。

在优选实施例中，装置100与车辆300分开设置在车间中。在这种情况下，例如在车辆300的调查期间，将车辆功能数据传输到装置100。在装置100中执行对车辆300的能量存储系统320的状态的估计。结果被显示给车间工作人员，该车间工作人员可以在另一步骤中向车主通知能量存储系统320的状态，并且如果适用的话可以发起对新能量存储系统320的订购。

在图3中。描述了根据本发明的方法的实施例。

在这种情况下，在步骤S101中，获取关于车辆300的能量存储系统320的信息。具体地，可以通过记录车辆功能数据来执行对关于能量存储系统320的信息的获取。

在这种情况下，车辆功能数据一方面可以包括关于至少一个车辆功能的实际功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)的信息，和/或另一方面可以包括信息，所述信息是，诸如，在先前指定的或可指定的时间段期间至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)的频率、和/或至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)所需要的时间段、和/或至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)的原因。

在优选实施例中，车辆功能数据包括信息，所述信息关于在指定的或可指定的时间段期间至少一个车辆功能的功能变化(特别是发生、缺失或功能限制)的频率，以及至少一个车辆功能的缺失的原因。

指定的时间段可以包括一天、三天、一周、两周、一个月、三个月、六个月或一年的时间段，并且可指定的时间段可以由在离开制造设施与第一次估计之间或者在两个连续估计过程之间的时间间隔来指定，或者可以通过在存储于数据存储元件330中时分配给相应的功能变化的时间戳而分别地确定。

同样地，可指定的或指定的时间段也可以通过一系列事件来定义，并且实际上例如通过解锁车辆300、将钥匙插入点火锁中和/或开启车辆300的驱动单元直到关闭车辆300的驱动单元、从点火锁中取出钥匙和/或锁定车辆300来定义。

此后，在步骤S102中，利用指定的边界条件、特别是先前指定的或可指定的车辆功能数据和/或示例性车辆功能数据来执行对关于能量存储系统320的记录信息、特别是对车辆功能数据的分析，如图3中所示。

指定的边界条件包含关于能量存储系统320被设计的目的的信息。

在优选实施例中，指定的边界条件具体地包括先前指定的或可指定的车辆功能数据和/或示例性车辆功能数据，例如关于在多长时间段期间车辆功能履行/未履行相应车辆功能的频率的信息。车辆功能数据进而包括关于在多长时间段期间、特别是出于什么原因车辆功能实际上履行/未履行相应车辆功能的频率的信息。

然后，在步骤S103中执行对车辆300的能量存储系统320的状态的估计。

具体地，基于利用指定的边界条件对所获取的关于车辆300的能量存储系统320的信息的分析(S102)来执行对能量存储系统320的状态的估计。

特别优选地，基于所获取的关于能量存储系统320的信息与指定的边界条件的比较来执行对能量存储系统320的状态的估计。

虚线指示其它可能的步骤；即，步骤S104，其中基于所获取的关于能量存储系统320的信息(特别是车辆功能数据)来产生关于车辆300的能量存储系统320的输出信息。此外，可以在步骤S105中以数据记录、图形表示和/或图形用户界面的形式提供所产生的输出信息。

图4示出了该方法的另一流程图，其中获取关于能量存储系统320的第一信息(S101)、关于放电过程的信息(S101')以及关于车辆300的能量存储系统320的充电过程的信息(S101”)。

然后，分析、优选地比较记录信息(S102)，同时考虑指定的边界条件，然后具体地在考虑指定的边界条件的同时基于对所获取的关于能量存储系统320的信息、所获取的关于放电过程的信息以及所获取的关于充电过程的信息的分析、优选比较来估计车辆300(这对应于步骤S103')的能量存储系统320的状态。

即使在附图中没有明确地示出，也可以基于所获取的关于放电过程的信息或者基于所获取的关于充电过程的信息或者基于所获取的关于放电过程和充电过程的信息来估计能量存储系统320的状态。

图4中的虚线再次指示其它可能的步骤；即，步骤S104，其中基于所获取的信息(特别是车辆功能数据)来产生关于车辆300的能量存储系统320的输出信息。此外，也可以在步骤S105中以数据记录、图形表示和/或图形用户界面的形式提供所产生的输出信息。

可以在装置100的分析单元130或装置100的估计单元120中执行步骤S102。

因此，车辆功能数据可以用于检测与正常车辆功能性能的偏差并且估计能量存储系统320的预期性能。

此外，输出信息可以用于通知车主例如电池是否是偏离预期性能的车辆性能的起因。然而，还可以设想，输出信息可以用于通知车主例如电池更换是否会减少与车辆的预期性能的偏差。

在一个改进方案中，所产生的输出信息可以显示在输出单元150上。

输出单元150可以存在于车辆300中，例如作为显示器存在于装置100中，或者可以与车辆300和装置100分开设置。优选地，输出单元150被设置以供工作人员在车间和/或客户服务中查看。

输出单元150可以是蜂窝电话(特别是智能电话)、PC(特别是平板PC和/或膝上型计算机)、车辆中的显示器和/或图形用户界面和/或诊断装置(特别是车间诊断装置)。

在优选实施例中，如果确定了至少一个车辆功能的履行/未履行的显著减少，则可以产生建议更换能量存储系统320的输出信息。例如，如果至少一个车辆功能已经仅得以履行原本应当履行的车辆功能的一半或更少。此外，如果至少一个车辆功能已经仅得以履行其原本应当履行的情况的三分之一或更少，则可以产生仅建议更换能量存储系统320的输出信息。

特别优选地，如果能量存储系统320已被确定为未履行至少一个车辆功能的原因或理由，则应当产生所述输出信息。

在所述优选实施例的改进方案中，可以设想，如果确定至少一个车辆功能的履行/未履行的显著减少，则产生建议在六个月内更换能量存储系统320的输出信息。例如，如果至少一个车辆功能已经仅得以履行原本应当履行的车辆功能的一半或更少。

此外，还可以设想，一旦确定至少一个车辆功能的履行/未履行的显著减少，就产生建议立即更换能量存储系统320的输出信息。例如，如果至少一个车辆功能已经仅在其原本应当履行的情况的三分之一或更少的情况下得以履行。

此外，能量存储系统320的当前测量值可以明确地用作用于估计能量存储系统320的状态的附加估计参数。为此，测量电池的电性质和/或能量存储系统的电性能。这优选地通过电池测试器400如图2中所指示来执行。

在这种情况下，电池测试器400可以设置在车辆内(附图中未示出)或者可以仅连接到能量存储系统320以进行测量。

使用车辆300的能量存储系统320的当前测量值提高了输出信息的可靠性和意义，因为对能量存储系统320的状态的估计以两种相互独立的方式来实现。因此，基于直接测量值的状态估计可以形成对车辆性能的估计的合理性检查。

同样，为了估计能量存储系统320的状态，可以将关于制造商、关于制造日期和/或关于能量存储系统320的类型的信息作为附加估计参数考虑。

为了进一步提高估计的可靠性和准确性，还可以考虑环境温度、一年中的时间以及地理信息，因为能量存储系统320的性能和使用寿命例如在很大程度上取决于使用它的位置、环境温度以及气候。

而且，关于车辆操作的信息有助于提高估计准确度。因此，考虑(平均)速度、每天/每周/每年的(平均)行程距离、每次出行的(平均)行程距离、停机时间和停车时间的(平均)时间段和/或在车间中多次调查之间的时间段。

例如，在炎热潮湿的气候中操作且主要是短途旅行和长停机时间的车辆300的能量存储系统320与在寒冷又干燥的气候下操作且主要是长途旅行和短暂停机时间的车辆300'的能量存储系统320'表现不同。

在优选实施例中，装置100可以用于确定车辆300的能量存储系统320的状态，以便建议能量存储系统320的更换、能量存储系统320的维护和/或关于能量存储系统320的更换或维护的推荐。

在这一点上应当注意的是，上述所有零件、具体地附图中所示的细节，在单独地以及以任何组合方式考虑的情况下，作为要求保护的本发明实质。其修改对于本领域技术人员来说是熟悉的。

附图标记列表

100 用于估计能量存储系统状态的装置

110 接收单元

120 估计单元

130 分析单元

140 存储器单元

150 输出单元

200 数据通信链路

300、300' 车辆

310 接口

320、320' 能量存储系统

330 数据存储单元

340 多个测量单元

400 电池测试器

Claims (20)

1.一种估计车辆（300）的能量存储系统（320）的状态的方法，其中所述方法包括：

获取关于所述能量存储系统（320）的信息；

在考虑指定的边界条件的同时分析所获取的信息；以及

在没有使用直接或间接测量的所述能量存储系统的电容、电量、电压、电流的值或它们的任意组合的情况下，估计所述能量存储系统（320）的所述状态，

其中记录车辆功能数据以用于获取关于所述能量存储系统（320）的所述信息，

其中根据所述车辆功能数据推导或者能够推导包括至少一个车辆功能的发生、缺失、或功能限制的功能改变，

其中所述车辆功能数据包括：

关于至少一个车辆功能的履行/未履行的数据，包括关于至少一个功能部件或安全部件的数据，其中所述关于至少一个功能部件或安全部件的数据包括关于所述车辆（300）的发动机的散热器、内部照明、外部照明、动力转向、动力制动、变速箱、离合器、电动离合器、技术驾驶安全系统、驾驶稳定性控制系统、或驾驶动态管理系统的操作的数据、或它们的任意组合；

关于在内燃机的启动-停止模式下，关闭或开启所述车辆（300）的所述内燃机的数据；

关于至少一个车辆功能的所述履行/未履行的数据包括关于至少一个舒适部件的操作的数据，其中所述关于至少一个舒适部件的操作的数据包括关于空调系统、加热、音频/视频娱乐系统、或导航系统的操作的数据、或它们的任意组合；或

它们的任意组合；并且

其中使用基于软件的仿真模型来执行估计所述能量存储系统（320）的所述状态。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括获取关于所述能量存储系统（320）的放电过程的信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法包括获取关于所述能量存储系统（320）的充电过程的信息。

4.根据权利要求1所述的方法，

其中记录所述车辆功能数据以用于获取关于放电过程的信息，或用于获取关于充电过程的信息，或用于它们的任意组合。

5.根据权利要求4所述的方法，

所述方法包括：

-基于所述车辆功能数据产生输出信息；以及

-提供所产生的输出信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所产生的输出信息以数据记录、图形表示、或图形用户界面或它们的任意组合的形式提供。

7.根据权利要求5所述的方法，

其中所述输出信息包括对所述能量存储系统（320）的所述状态的估计。

8.根据权利要求1所述的方法，

其中根据所述车辆功能数据推导或者能够推导在指定的或可指定的时间段期间所述功能改变的频率。

9.根据权利要求4所述的方法，

其中根据所述车辆功能数据推导或者能够推导至少一个车辆功能的功能改变所需要的时间段，其中所述功能改变包括发生、缺失或功能限制。

10.根据权利要求4所述的方法，

其中根据所述车辆功能数据推导或者能够推导包括至少一个车辆功能的发生、缺失或功能限制的功能改变的原因。

11.根据权利要求4所述的方法，

其中所述指定的边界条件包括预定的或可定义的车辆功能数据、或示例性车辆功能数据、或它们的任意组合。

12.根据权利要求1所述的方法，

其中估计所述能量存储系统（320）的状态包括将关于制造商、制造数据、或所述能量存储系统（320）的类型的信息、或它们的任意组合作为附加参数考虑。

13.根据权利要求4所述的方法，

其中所获取的关于所述能量存储系统（320）的信息、所获取的关于放电过程的信息、或所获取的关于充电过程的信息、或它们的任意组合是用于所述基于软件的仿真模型的输入值。

14.根据权利要求1所述的方法，

其中所述能量存储系统（320）被实施为蓄电池、双层电容器、或燃料电池、或者它们的任何组合。

15.一种用于执行根据权利要求1到14中的任一项所述的方法的装置（100）。

16.根据权利要求15所述的装置（100），

其中所述装置（100）进一步包括显示单元（160），所述显示单元被设计用于显示所述能量存储系统（320）的估计的状态。

17.根据权利要求15或16所述的装置（100），

其中所述装置（100）设置在所述车辆（300）中，或者其中所述装置（100）在空间上和/或物理上与所述车辆（300）分开设置，其中所述装置（100）连接到所述车辆（300）用于经由接口（310）将所述车辆功能数据传输（200）到所述车辆（300）。

18.根据权利要求15所述的装置（100），

其中所述装置（100）进一步包括分析单元（130），所述分析单元被设计用于分析所获取的关于所述能量存储系统（320）的信息和/或所获取的关于所述能量存储系统（320）的放电过程的信息和/或所获取的关于所述能量存储系统（320）的充电过程的信息，同时考虑指定的边界条件。

19.根据权利要求18所述的装置（100），其中所述分析单元（130）被设计用于分析车辆功能数据；并且

其中所述指定的边界条件包括示例性车辆功能数据。

20.一种使用根据权利要求15到19中的任一项所述的装置（100）用于确定所述车辆（300）的所述能量存储系统（320）的状态的方法，其中所述方法关于：

-所述能量存储系统（320）的更换；

-所述能量存储系统（320）的维护；和/或

-对所述能量存储系统（320）的所述更换或所述维护的推荐。

Images