CN112864485A - 用于对于前进运动机构用的电池进行充电的方法和装置 - Google Patents

用于对于前进运动机构用的电池进行充电的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112864485A
CN112864485A CN202011370163.0A CN202011370163A CN112864485A CN 112864485 A CN112864485 A CN 112864485A CN 202011370163 A CN202011370163 A CN 202011370163A CN 112864485 A CN112864485 A CN 112864485A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
voltage
converter
internal resistance
basis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011370163.0A
Other languages
English (en)
Inventor
F·卡德拉贝克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN112864485A publication Critical patent/CN112864485A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/66—Data transfer between charging stations and vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285—Testing apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00038—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange using passive battery identification means, e.g. resistors or capacitors
    • H02J7/00041—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange using passive battery identification means, e.g. resistors or capacitors in response to measured battery parameters, e.g. voltage, current or temperature profile
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及用于对于前进运动机构用的电池进行充电的方法和装置。所述方法包括下述步骤：在电压斜坡的基础上来获取所述电池（30）的空载电压，该电压斜坡通过一与该电池（30）电地相连接的、能调节的直流/直流‑转换器（40）所产生；在用于所述电池（30）差分内阻的预定义的模型以及所述空载电压的基础上来获取该电池（30）的差分内阻；在所述电池（30）的空载电压、所述电池（30）的预定义的充电电流以及所述电池（30）的差分内阻的基础上来获取用于所述直流/直流‑转换器（40）的输出电压的目标值；以及在使用用于所述直流/直流‑转换器（40）中的输出电压的目标值的情况下对所述电池（30）进行充电。

Description

用于对于前进运动机构用的电池进行充电的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于对于前进运动机构用的电池进行充电的方法和装置。
背景技术
在电地驱动的前进运动机构中，所述前进运动机构的低压负载通常通过直流/直流-转换器（DC/DC-Wandler）来供应，该直流/直流-转换器将所述前进运动机构的高压电池的电压转换成合适的低压。附加地，低压电池（例如12V或24V电池）通常也通过所述直流/直流-转换器来充电。在不具有电池传感器的低压电池中，所述直流/直流-转换器的输出电压通常通过被建模的电池温度来确定。在这种情况下充电电流没有被调节。只有通过使用更高价格的相应的电池传感器，才使得用于低压电池的充电策略的改善成为可能。对于电池传感器的使用可以替代的是（该电池传感器提供例如关于电流和/或电压和/或温度和/或荷电状态（英语是state of charge，缩写是SOC）的信息），在现有技术中有时使用所述直流/直流-转换器的电流限度，以便限制所述电池的充电电流。然而在使用这样的方法时必需的是，知道一种另外必须是相对恒定的负载电流。对于已知的负载电流而言，所述直流/直流-转换器的电流限度相应地这样来确定，使得所期望的负载电流适应于所述低压电池。
JP 2004-045235描述了一种用于以电流值、电压值以及温度值为基础来估计电池的内阻的方法，该电流值、电压值以及温度值在三个不同的时间点进行测量。
CN 108700636描述了一种用于对于包括多个电压传感器、一测量电流装置以及一控制器的二次电池的退化（Degradation）进行测定的装置。每个电压传感器都配备有传感器专用的无线通信装置，该无线通信装置被设立用于将各个测量值传输到所述控制器上。所述控制器在所述测量值的基础上计算各个电池的内阻，并且在该内阻的基础上测定各个电池的所述退化。
发明内容
本发明的任务是提供用于对于前进运动机构用的电池进行充电的方法和装置，该方法和装置能够尤其在不使用电池传感器并且不知道负载电流的情况下来实现。
根据本发明的第一方面，提出了一种用于对于前进运动机构用的电池进行充电的方法。所述前进运动机构能够例如是道路车辆（例如摩托车、轿车、运输车、载重汽车）或轨道车辆或飞行器/飞机和/或船舶。所述电池能够尤其是所述前进运动机构的、铅蓄电池形式的低压起动机电池或者低压电池。可以替代的是，所述电池也能够是锂离子蓄电池或者与此不同的电池种类。所述电池的额定电压能够例如相应于在6V至48V的范围中的电压、以及优选地在12V至24V的范围中的电压、或者与此不同的电压。
在根据本发明的方法的第一步骤中，所述电池的空载电压在电压斜坡（Spannungsrampe）的基础上被获取，该电压斜坡通过与该电池电地相连接的、能调节的直流/直流-转换器而产生。为此目的，所述直流/直流-转换器在信息技术上与根据本发明的评估单元相连接，该评估单元是该直流/直流-转换器自身的组成部分、所述电池的组成部分或者所述前进运动机构的另外的控制器的组成部分。所述评估单元到直流/直流-转换器上的、在信息技术上的连接能够例如在所述前进运动机构的车载电路（Bordnetz）的总线系统（例如CAN（控制器局域网络）、LIN（局域互联网络）、MOST（面向媒体的信息传输系统）、Flexray等）的基础上来实行。通过这种方式能够将所述评估单元置于这种情形：借助于相应的控制信号来操控所述直流/直流-转换器，以便预先确定用于该直流/直流-转换器的输出电流和/或输出电压的目标值。所述评估单元能够附加地被设立，以便从所述直流/直流-转换器中接收用于该直流/直流-转换器的输出电流和/或输出电压的当前的值。所述输出电压以及输出电流应该在这里被理解为这样的数值：所述电池的（也就是说所述低压电池的）该数值通过所述直流/直流-转换器在该直流/直流-转换器的输出侧上被供于使用。在所述直流/直流-转换器的输入侧上所提供的电能能够尤其通过所述前进运动机构的高压电池来提供，该高压电池此外能够作为用于该（电地驱动的）前进运动机构的传动系的电的能量存储器而被装入。因此，所述电池被设立在所述直流/直流-转换器上，以便借助于所述高压电池的电能来充电。对于所述高压电池可以附加的或者可以替代的是，在所述前进运动机构中所设置的发电机也能够提供用于对所述电池进行充电的电能。在这样的情况下对于所述高压电池可以附加的或者可以替代的是，所述发电机能够电地与所述直流/直流-转换器的输入侧相连接。所述电压斜坡能够优选地在包括所述电池的额定电压的范围中来执行。所述电池的空载电压能够在执行所述电压斜坡的期间在下述时间点来确定：在该时间点在所述直流/直流-转换器的输出端与所述电池之间没有电流在流动。在此时间点通过所述评估单元被直流/直流-转换器所接收的电压值能够被保存在一内部地和/或外部地连接到该评估单元上的存储单元中，用于通过该评估单元来进行后续的处理。
在根据本发明的方法的第二步骤中，所述电池的差分内阻在该电池的差分内阻用的模型以及所述空载电压的基础上来获取。所述差分内阻用的模型例如能够同样被保存在连接到所述评估单元上的存储单元中。所述模型能够尤其地包括特性曲线和/或综合特性曲线，该综合特性曲线表现了关于所述电池的放电电流的变化的、所述电池的电压的变化。所述特性曲线和/或综合特性曲线能够例如在装入了所述电池的前进运动机构的和/或该电池的开发阶段的过程中来获取，并且在所述前进运动机构的和/或所述电池的批量生产的过程中被保存在各个评估单元的各个存储单元中。基于在根据本发明的方法的第一步骤中所获取的、用于所述空载电压的值，能够通过所述评估单元在用于所述差分内阻的模型的基础上来获取与该空载电压相对应的、用于所述电池的差分内阻的值。
在根据本发明的方法的第三步骤中，用于所述直流/直流-转换器的输出电压的目标值在所述电池的空载电压的基础上、在所述电池的预定义的充电电流的基础上以及在所述电池的差分内阻的基础上来获取。所述预定义的充电电流能够例如是在所述存储单元中所保存的、所述电池的所推荐的充电电流用的值，该值的高低此外能够根据所述电池的额定容量来确定。用于所述直流/直流-转换器的输出电压的目标值能够接下来在下述公式的基础上来获取：
UA = U0 + IC * Rdiff
其中，UA代表用于所述直流/直流-转换器的输出电压的目标值，U0代表所获取的空载电压，IC代表预定义的充电电流，以及Rdiff代表所述电池的所获取的差分内阻。
在根据本发明的方法的第四步骤中，所述电池在使用用于在所述直流/直流-转换器中的输出电压的目标值的情况下来充电。换句话说，通过以这种方式所获取的、用于所述直流/直流-转换器的输出电压的目标值能够确保的是，所述电池能够借助于预定义的充电电流来充电。
应该指出的是，所述根据本发明的方法优选地能够在所述电池的具有恒定的充电电流的充电阶段中来使用，但是并不限于这样的充电阶段。此外，所述方法能够在这样的充电过程之内有规律地或者无规律地重复，以便确保所述预定义的充电电流即使在潜在地变化的边界条件（例如所述电池的温度和/或容量等等）的情况下也能够继续地得以保持。
同样应该指出的是，在所述存储单元中也能够保存多个用于预定义的充电电流的值，从该值中根据各自的当前的边界条件能够使用各自合适的预定义的、用于所述预定义的充电电流的值。
从属权利要求展示了本发明的优选的改进方案。
在本发明的有利的技术方案中，所述电压斜坡贯穿10V至14V的电压范围，并且优选地贯穿10.8V至13V的电压范围，而不因此将所述根据本发明的方法限制于前面提到的电压范围。可以替代的或者可以附加的是，所述电压斜坡的数值和/或该电压斜坡的电压值的平均值根据之前所获取的、用于所述电池空载电压的值来确定。所述之前所获取的、用于空载电压的值能够被保存在连接到所述评估单元上的存储单元中，并且在需要时，从该存储单元中读取和使用。通过使用所述之前所获取的、用于空载电压的值能够减小所述电压斜坡的数值，并且因此实现了对于所述电池的空载电压进行获取的过程的缩短。
在本发明的另外有利的技术方案中，作为对所述直流/直流-转换器的输出电流的变化的响应，又重新实施了对于所述电池的空载电压的获取和使用。所述输出电流的变化能够通过所述评估单元到所述直流/直流-转换器上的、上面所描述的在信息技术上的连接在所述评估单元中来探测。优选地，为此能够在连接到所述评估单元上的存储单元中保存所述直流/直流-转换器的输出电流的变化用的预定义的阈值，该阈值能够利用所述输出电流的当前现有的变化借助于所述评估单元来校正。在所述输出电流的当前现有的变化超过了所述预定义的阈值的情况下，能够重新实施所述根据本发明的方法，以便确保：用于所述电池的预定义的充电电流得以遵循。
在本发明另外有利的技术方案中，所述用于电池差分内阻的模型在一阶段中被检查可信度或者说被核实（plausibilisieren）和/或被适配，在该阶段中执行了所述空载电压的获取和/或存在从所述电池中进行的、预定义的能量提取。当在所述评估单元中存在关于当前活跃的耗电器（例如所述前进运动机构的气候控制器）的信息以及关于该耗电器的当前的和/或平均的能量消耗的信息时，那么就能够例如存在这样的预定义的能量提取。这样的信息能够例如通过所述前进运动机构的车载电路由各自的耗电器提供给所述评估单元。可以替代的是，在所述评估单元的存储单元中也能够存储用于所述前进运动机构的各自的耗电器的、预定义的平均的能量消耗值，从而只需要将每个耗电器的各自的激活状态通过所述车载电路传送给所述评估单元。
在本发明另外有利的技术方案中，用于所述电池差分内阻的模型附加地考虑了该电池的当前的温度，其中，该温度在温度测量的基础上和/或在用于该电池的温度模型的基础上来获取。在温度测量的情况下，例如所述电池的温度传感器和/或在该电池的周围环境中的温度传感器能够在信息技术上与所述评估单元相连接，从而能够在该评估单元中探测和使用所述温度信息。通过获取所述温度，能够相应地考虑该温度对于所述电池差分内阻的影响，由此使得对于用于所述直流/直流-转换器的输出电压的当前的目标值的更精确的测定成为可能。因此又能够确保：更准确地遵循所述预定义的充电电流。
在本发明另外有利的技术方案中，用于所述电池差分内阻的模型附加地考虑了该电池的老化状况。由于所述电池的内阻会例如根据已经进行了的充电循环的次数和/或根据该电池到目前为止的使用持续时间而增加，所以又能够通过这种方式实现对于用于所述直流/直流-转换器的输出电压的所述目标值的更精确的测定，以及更精确地遵循所述预定义的充电电流。
在本发明另外有利的技术方案中，用于所述差分内阻的模型在多个前进运动机构的信息的基础上在外部的服务器中被核实和/或被适配。为此，参与了根据本发明的方法的前进运动机构能够具有各自的无线通信装置，该无线通信装置被设立，以便建立与所述外部的服务器的无线通信连接（例如移动无线电连接和/或WLAN（无线局域网）连接等）。通过这种方式，所述前进运动机构能够将各自的关于所获取的电池状态和/或荷电状态的信息传输到所述服务器上，从而该服务器能够相互地校正这些信息。在这些信息的基础上，用于所述电池的差分内阻的模型能够通过所述服务器在需要时适配于在所述前进运动机构的批量应用等等中的变化的值，以便使得对于所述差分内阻的更加精确的测定成为可能。为此目的，所述服务器能够借助于所述无线通信装置将已适配的模型传输到所述多个前进运动机构上，从而能够在该多个前进运动机构中随后使用该已适配的模型，而不是之前所使用的模型。
根据本发明的第二方面，提出了一种用于对于前进运动机构用的电池进行充电的装置。所述装置包括了一具有数据输入端和数据输出端的评估单元。所述评估单元能够例如被构造为ASIC（特定用途集成电路）、FPGA（现场可编程逻辑门阵列）、处理器、数码的信号处理器、微控制器等，并且在信息技术上与内部的和/或外部的存储单元相连接。所述评估单元与所述数据输入端相连接地设立，以便在一电压斜坡的基础上来获取所述电池的空载电压，该电压斜坡通过一与所述电池电地相连接的、能调节的直流/直流-转换器所产生。另外，所述评估单元被设立，以便在用于所述差分内阻的预定义的模型的基础上以及在所获取的所述空载电压的基础上来获取所述电池的差分内阻。所述评估单元被附加地设立，以便在所述电池的空载电压的基础上、在该电池的预定义的充电电流的基础上以及在该电池的差分内阻的基础上来获取用于所述直流/直流-转换器的输出电压的目标值，并且在使用用于所述直流/直流-转换器中的输出电压的目标值的情况下与所述数据输出端相连接地来对该电池进行充电。
此外，所述根据本发明的装置被设立，以便根据上面的描述来执行根据本发明的方法。所述方法能够优选地以计算机程序的形式来实现，该计算机程序能够通过所述评估单元来执行。所述技术特征、技术特征的组合以及由此而产生的优点如此地明显地相应于与最先提及的发明方面有联系地执行的技术特征、技术特征的组合以及由此而产生的优点：为了避免重复请参照上述的实施例。
附图说明
接下来以随附的附图为参照详细地描述了本发明的实施例。在此，附图示出了：
图1 阐明了根据本发明的方法的实施例的步骤的一流程图；以及
图2 联系一前进运动机构的根据本发明的装置的示意性的概览图。
具体实施方式
图1展示了根据本发明的方法的实施例的、阐明了步骤的一流程图，该方法用于对于前进运动机构用的电池进行充电。在根据本发明的方法的步骤100中，12V起动机电池（这里是铅蓄电池）的空载电压在电压斜坡的基础上被获取，该电压斜坡通过一与所述起动机电池电地相连接的、能调节的直流/直流-转换器来产生。所述直流/直流-转换器在输入侧上与所述前进运动机构的高压电池相连接，所述直流/直流-转换器能够从该高压电池中接受用来对于所述起动机电池进行充电的电能。对于所述空载电压的获取借助于一根据本发明的评估单元来实现，该评估单元在这里是微控制器，并且该评估单元在信息技术上与所述直流/直流-转换器的控制-及读取接口相连接。基于通过所述评估单元所发起的、对于所述电压斜坡的执行（该电压斜坡贯穿10.8V至13V的电压范围），在所述电压斜坡的12V的电压值时通过所述评估单元就确定了，在所述起动机电池与所述直流/直流-转换器的输出侧之间没有电流在流动。出于此原因，12V的电压值按照所述根据本发明的方法被确定作为所述起动机电池的待要获取的空载电压。在根据本发明的方法的步骤200中，所述起动机电池的差分的内阻在用于该起动机电池的差分的内阻的预定义的模型的以及所获取的空载电压的基础上被获取。所述模型被保存在连接到所述评估单元上的存储单元中。在根据本发明的方法的步骤300中，借助于所述评估单元，用于所述直流/直流-转换器输出电压的目标值在所述起动机电池的空载电压的基础上、在所述电池的预定义的充电电流的基础上以及在所述起动机电池的所获取的差分的内阻的基础上被获取。在步骤400中，所述起动机电池在使用用于所述直流/直流-转换器中输出电压的目标值的情况下来充电。为此，用于所述直流/直流-转换器输出电压的、通过所述评估单元所获取的目标值被从所述评估单元传输到直流/直流-转换器上，并且借此被用于适配所述输出电压。
图2展示了一种与一前进运动机构90相联系的、根据本发明的装置的示意性的概览图。所述装置包括根据本发明的评估单元10，该评估单元具有数据输入端12和数据输出端14，并且该评估单元在这里是一种ASIC（特定用途集成电路）。所述评估单元10在信息技术上与一外部地连接到该评估单元10上的存储单元20相连接，在该存储单元中能够保存通过该评估单元10所接收的和/或所处理的数据，用于通过该评估单元10来进行后续的处理。借助于所述数据输入端12并且借助于所述数据输出端14，所述评估单元10在信息技术上与所述前进运动机构90的直流/直流-转换器40相连接。所述直流/直流-转换器40的输入侧与所述前进运动机构90的高压电池50电地相连接，而该直流/直流-转换器的输出侧与该前进运动机构90的12V电池30相连接，该12V电池在这里是起动机电池。所述直流/直流-转换器40与通过所述评估单元10的操控以及所述高压电池50相联系地被设置，以便对于所述电池30以预定义的充电电流进行充电。所述评估单元10借助于所述数据输入端12和数据输出端14附加地在信息技术上与所述前进运动机构90的无线通信装置80相连接，该无线通信装置在这里是移动无线电装置。借助于所述无线通信装置80，所述评估单元10被设置，以便将关于所述电池30的充电过程和状态的信息经由无线通信连接85传输到在所述前进运动机构90旁边的、外部的服务器70上，或者从该外部的服务器70中接收用于测定所述电池30的差分的内阻的、更新了的模型。所述根据本发明的装置在前述的配置的基础上被设置，以便执行用于对所述电池30进行充电的、上面所描述的根据本发明的方法。

Claims (12)

1.用于对于前进运动机构（90）用的电池（30）进行充电的方法，包括：
● 在电压斜坡的基础上来获取（100）所述电池（30）的空载电压，该电压斜坡通过一与该电池（30）电地相连接的、能调节的直流/直流-转换器（40）所产生；
● 在用于所述电池（30）的差分内阻的、预定义的模型的以及所述空载电压的基础上来获取（200）该电池（30）的差分内阻；
● 用于所述直流/直流-转换器（40）输出电压的目标值在下述基础上来获取（300）：
○ 所述电池（30）的空载电压，
○ 所述电池（30）的预定义的充电电流，以及
○ 所述电池（30）的差分内阻；并且
● 在使用用于在所述直流/直流-转换器（40）中的输出电压的目标值的情况下对于所述电池（30）进行充电（400）。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电池（30）是低压电池，该低压电池经由所述直流/直流-转换器（40）借助于所述前进运动机构（90）的高压电池（50）的电能来充电。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
● 所述电压斜坡贯穿10V至14V的电压范围，并且优选地贯穿10.8V至13V的电压范围；和/或
● 所述电压斜坡的数值和/或该电压斜坡的电压值的平均值根据用于所述电池（30）的空载电压的、在过去所获取的值来确定。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当在所述直流/直流-转换器（40）与所述电池（30）之间没有电流在流动时，那么就达到了该电池（30）的所述空载电压。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，作为对所述直流/直流-转换器（40）的输出电流的变化的响应，对于所述电池（30）的空载电压的获取和使用又重新被实施。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于所述电池（30）的差分内阻的模型在一阶段中被核实和/或被适配，在该阶段中
● 执行了对于所述空载电压的获取，和/或
● 存在从所述电池（30）中的预定义的能量提取。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于所述电池（30）的差分内阻的模型附加地考虑了该电池（30）的当前的温度，其中，所述温度在下述基础上来获取：
● 温度测量，和/或
● 用于所述电池（30）的温度模型。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于所述电池（30）的差分内阻的模型附加地考虑了该电池（30）的老化状况。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于所述差分内阻的模型在多个前进运动机构的信息的基础上在外部的服务器（70）中被核实和/或被适配。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电池的差分内阻在具有恒定的充电电流的充电阶段中被获取。
11.用于对于前进运动机构（90）用的电池（30）进行充电的装置，包括：
● 评估单元（10），
● 数据输入端（12），以及
● 数据输出端（14），
其中，所述评估单元（10）被设立，
● 以便在一电压斜坡的基础上与所述数据输入端（12）相连接地来获取所述电池（30）的空载电压，该电压斜坡通过一与所述电池（30）电地相连接的、能调节的直流/直流-转换器（40）所产生；
● 在用于差分内阻的预定义的模型以及所述空载电压的基础上来获取所述电池（30）的差分内阻；
● 用于所述直流/直流-转换器（40）的输出电压的目标值在下述基础上来获取：
○ 所述电池（30）的空载电压，
○ 所述电池（30）的预定义的充电电流，以及
○ 所述电池（30）的差分内阻；
以及
● 与所述数据输出端（14）相连接地、在使用用于所述直流/直流-转换器（40）中的输出电压的目标值的情况下对所述电池（30）进行充电。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，该装置被设立，以便实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
CN202011370163.0A 2019-11-28 2020-11-30 用于对于前进运动机构用的电池进行充电的方法和装置 Pending CN112864485A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019218489.8A DE102019218489A1 (de) 2019-11-28 2019-11-28 Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Batterie für ein Fortbewegungsmittel
DE102019218489.8 2019-11-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112864485A true CN112864485A (zh) 2021-05-28

Family

ID=75896575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011370163.0A Pending CN112864485A (zh) 2019-11-28 2020-11-30 用于对于前进运动机构用的电池进行充电的方法和装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11628742B2 (zh)
CN (1) CN112864485A (zh)
DE (1) DE102019218489A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1027146B (de) 1952-05-19 1958-03-27 Philipp Faul Dipl Chem Dr Wasserdestillierapparat
DE4027146A1 (de) * 1990-08-28 1992-03-05 Nortec Electronic Gmbh Verfahren zum laden von batterien und schaltung zur durchfuehrung des verfahrens
JP2004045235A (ja) 2002-07-12 2004-02-12 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 内部抵抗推定方法、充電状態推定方法及びエンジン始動判定方法
US9753093B2 (en) * 2010-03-11 2017-09-05 Ford Global Technologies, Llc Vehicle and method of diagnosing battery condition of same
AT513335B1 (de) * 2012-09-13 2017-10-15 Fronius Int Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Laden von Batterien
US20140253051A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-11 Apple Inc. Charging a battery in a portable electronic device
JP6679342B2 (ja) 2016-02-24 2020-04-15 Ntn株式会社 二次電池の劣化判定装置
JP7059761B2 (ja) * 2018-04-03 2022-04-26 トヨタ自動車株式会社 車両の充放電制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210162882A1 (en) 2021-06-03
DE102019218489A1 (de) 2021-06-02
US11628742B2 (en) 2023-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9855854B2 (en) Charge control device and charge control method
CN102468656B (zh) 充电控制装置、方法以及电池管理系统
CN101635471B (zh) 检测车辆电池运行状态的方法与装置
EP2801837B1 (en) Device and method for measuring insulation resistance of battery
US10436847B2 (en) Secondary battery state detection device and secondary battery state detection method
EP2672606B1 (en) Charging-control device and charging-control method
US20160049821A1 (en) Electrical storage system, and full charge capacity estimation method for electrical storage device
US20120313562A1 (en) Battery control device, battery system, electric vehicle, charge control device, battery charger, movable body, power supply system, power storage device, and power supply device
WO2010013395A1 (ja) 不均衡低減回路、電源装置、及び不均衡低減方法
EP3565731B1 (en) A method and arrangement for determining the state of charge of a battery pack
US9551750B2 (en) Monitoring system and vehicle
US11269014B2 (en) Chargeable battery abnormality detection apparatus and chargeable battery abnormality detection method
CN103312018A (zh) 使用电池充电信息调节发电机
CN114347834A (zh) 车辆控制方法、充电时长预测模型的生成方法及装置
US20220236337A1 (en) Battery deterioration judging system, battery deterioration judging method, and non-transitory storage medium that stores a battery deterioration judging program
CN104724107A (zh) 车辆控制设备
CN203798989U (zh) 电动汽车动力电池组soc检测装置
CN107533097B (zh) 用于探测至少一个蓄能器与车载电网的按规定连接的方法
CN209148854U (zh) 确定车辆低压电气系统故障的装置、电气系统和控制模块
US20210129683A1 (en) Power source system and management device
CN109428366A (zh) 电源系统
US11186198B2 (en) Methods and systems for vehicle battery cell failure detection and overcharge protection
CN112864485A (zh) 用于对于前进运动机构用的电池进行充电的方法和装置
CN111654075A (zh) 电池充电控制方法、装置、电池管理系统以及车辆
EP4303069A1 (en) A method for estimating a power or current limit for an electrical energy storage system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination