DE102008041692A1

DE102008041692A1 - Method for estimating the battery state of charge

Info

Publication number: DE102008041692A1
Application number: DE102008041692A
Authority: DE
Inventors: Markus Beck; Marc Knapp; Roman Lahmeyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2010-03-04
Also published as: WO2010023005A1

Abstract

Ein Verfahren zur Abschätzung des Ladezustandes einer Batterie (4) hat die Schritte a) Unterteilen der Menge der möglichen Wertepaare von Ladestrom (I) und Ladespannung (I) der Batterie (4) in jeweils einem von mehreren Ladezuständen zugeordnete Regionen (B, C, D); b) Erfassen von Wertepaaren von Ladestrom und Ladespannung der Batterie (4); und c) Festlegen des aktuellen Ladezustandes anhand der Verteilung der erfassten Wertepaare auf die Regionen (B, C, D).A method for estimating the state of charge of a battery (4) has the steps of a) dividing the amount of the possible value pairs of charging current (I) and charging voltage (I) of the battery (4) in each of a plurality of charge states associated regions (B, C, D); b) detecting pairs of values of charging current and charging voltage of the battery (4); and c) determining the current state of charge based on the distribution of the detected value pairs to the regions (B, C, D).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft die Abschätzung des Ladezustands einer in einem Stromkreis mit wenigstens einem Verbraucher und einer Ladestromquelle verbundenen Batterie, insbesondere der Batterie eines Kraftfahrzeugs. Es ist wichtig, den Ladezustand einer solchen Batterie beurteilen zu können, um sicherzustellen, dass sie nicht zur Unzeit erschöpft ist, beziehungsweise um die Ladestromquelle mit an den Ladezustand der Batterie angepasster Leistung betreiben zu können, und einen hohen Wirkungsgrad beim Laden der Batterie zu erreichen.The The present invention relates to the estimation of the state of charge one in a circuit with at least one consumer and a charging current source connected battery, in particular the battery of a motor vehicle. It is important to assess the state of charge of such a battery to be able to make sure that they are not being depleted at an inopportune time is, or to the charging current source with the state of charge to be able to operate the battery with adapted power, and to achieve a high efficiency when charging the battery.

DE 10 2005 029 890 A1 schlägt ein Verfahren zur Abschätzung des Ladezustandes einer Kraftfahrzeugbatterie vor, bei dem die Impulsantwort der Batterie auf einen Stromimpuls ausgewertet wird. Die Anwendung des Verfahrens erfordert die Bereitstellung einer Quelle für den Stromimpuls sowie von Messschaltungen mit einer ausreichenden Zeitauflösung, um die Impulsantwort der Batterie mit der erforderlichen Genauigkeit zu erfassen. DE 10 2005 029 890 A1 proposes a method for estimating the state of charge of a motor vehicle battery, in which the impulse response of the battery is evaluated for a current pulse. The application of the method requires the provision of a source of the current pulse as well as measurement circuits with sufficient time resolution to detect the impulse response of the battery with the required accuracy.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch die vorliegende Erfindung wird ein alternatives Verfahren zur Ladezustandsabschätzung geschaffen, das mit einfachen Mitteln eine zumindest qualitative Abschätzung des Ladezustands einer Batterie erlaubt.By the present invention provides an alternative method of state of charge estimation that by simple means an at least qualitative estimate the state of charge of a battery allowed.

Die Schritte des Verfahrens sind

a) Unterteilen der Menge der möglichen Wertepaare von Ladestrom und Ladespannung der Batterie in Regionen, die jeweils einem von mehreren Ladezuständen zugeordnet sind;
b) Erfassen von Wertepaaren von Ladestrom und Ladespannung der Batterie; und
c) Festlegen des aktuellen Ladezustandes anhand der Verteilung der erfassten Wertepaare auf die Regionen.

The steps of the procedure are

a) dividing the amount of the possible value pairs of charging current and charging voltage of the battery in regions which are each assigned to one of a plurality of charge states;
b) detecting pairs of values of charging current and charging voltage of the battery; and
c) Defining the current state of charge based on the distribution of the recorded value pairs to the regions.

Die Zahl der Regionen kann weitgehend willkürlich, orientiert an der Genauigkeit der Erfassung der Werte von Ladestrom und Ladespannung, gewählt werden. In einem einfachen Fall kann es genügen, lediglich zwei Regionen entsprechend den Ladezuständen voll und leer oder drei Regionen entsprechend den Ladezuständen voll, teilvoll und leer zu unterscheiden; feinere Unterteilungen sind ohne weiteres möglich.The Number of regions can be largely arbitrary, oriented on the accuracy of the detection of the values of charging current and charging voltage, to get voted. In a simple case, it may be enough only two regions according to the states of charge full and empty or three regions according to the state of charge full, partial and empty to distinguish; finer subdivisions are easily possible.

Zum Einstellen des Batteriestroms wird zweckmäßigerweise die Ausgangsleistung einer mit der Batterie verbundenen zweiten Stromquelle geregelt, so dass der Leistungsbedarf des ansonsten wenigstens teilweise durch die Batterie gespeisten Verbrauchers gedeckt wird.To the Setting the battery current is expediently the output power of a second connected to the battery Power source regulated, so that the power requirements of the otherwise at least partially powered by the battery consumer is covered.

Vorzugsweise beruht der Schritt b) in der Erfassung einer Mehrzahl von Wertepaaren in einem Zeitraum, der kurz genug ist, damit sich der Ladezustand der Batterie nicht wesentlich ändert, wobei dann in Schritt c) derjenige Ladezustand als aktueller Ladezustand der Batterie festgelegt wird, in dessen Region die größte Zahl der erfassten Wertepaare liegt.Preferably Step b) involves the detection of a plurality of value pairs in a period of time that is short enough to keep the charge level the battery does not change significantly, and then in step c) the state of charge as the current state of charge of the battery is determined in whose region the largest number the recorded value pairs.

Aus dieser bevorzugten Weiterbildung ergibt sich implizit, dass die Zahl der Regionen und ihre Größe zweckmäßigerweise so festgelegt ist, dass bei konstantem Ladezustand eine eindeutige und reproduzierbare Festlegung des Ladezustands möglich ist. Erweist sich die Festlegung als schlecht reproduzierbar, so kann dies ein Hinweis auf eine unzweckmäßige Festlegung der Grenzen der jeweiligen Regionen sein; in einer praktischen Anwendung sind diese Grenzen optimiert, um ein Höchstmaß an Reproduzierbarkeit zu erzielen.Out This preferred development implicitly implies that the Number of regions and their size expediently is set so that at constant state of charge a unique and reproducible determination of the state of charge is possible. If the determination proves to be poorly reproducible, then this is an indication of an inappropriate determination the boundaries of the respective regions; in a practical application These limits are optimized to the highest degree To achieve reproducibility.

Um eine unnötig häufige, für einen Benutzer eventuell irritierende Neufestlegung des Ladezustandes zu vermeiden, ist es zweckmäßig, eine Hysterese zu implementieren, indem eine frühere Festlegung des Ladezustandes erst dann geändert wird, wenn die Zahl der in der Region eines neu festzulegenden Ladezustandes erfassten Wertepaare die Zahl der in der Region des früher festgelegten Ladezustands erfassten Wertepaare um ein Mindestmaß übersteigt.Around an unnecessarily frequent, possibly for a user it is to avoid irritating redefinition of the state of charge appropriate to implement a hysteresis, by an earlier determination of the state of charge only then is changed when the number of in the region of a new value to be determined, the number of in the Region of the previously defined state of charge to a minimum.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass in der von den Ladestrom- und Ladespannungsmesswerten aufgespannten Ebene eine Grenze zwischen zwei benachbarten Regionen durch eine Gerade spezifiziert ist. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass Ladespannung und Ladestrom einer Batterie im Allgemeinen in einem linearen Zusammenhang stehen, wobei die Steigung der Geraden durch den Innenwiderstand der Batterie festgelegt ist.It has proved to be useful in that level spanned by the charge current and charge voltage readings a border between two adjacent regions by a straight line is specified. This reflects the fact that Charging voltage and charging current of a battery generally in one linear relationship, where the slope of the line through the Internal resistance of the battery is fixed.

Zwei Grenzen zwischen verschiedenen Regionen kreuze sich zweckmäßigerweise bei verschwindendem Ladestrom, wobei der bei verschwindendem Ladestrom beobachtbare Grenzwert der Ladespannung der Leerlauf-Klemmenspannung der Batterie entspricht.Two Borders between different regions suitably intersect at vanishing charging current, the vanishing at charging current observable limit value of the charging voltage of the open circuit terminal voltage corresponds to the battery.

Der Verlauf der Grenze zwischen zwei benachbarten Regionen ist vorzugsweise als Funktion der Batterietemperatur vorgegeben. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass bei höherer Temperatur im Allgemeinen die Zahl und die Beweglichkeit der Ladungsträger in der Batterie zunimmt und infolge dessen auch der Innenwiderstand der Batterie geringer wird. So kann ein Innenwiderstand, der bei niedriger Batterietemperatur einer vollen Batterie entspricht, bei einer höheren Temperatur auch von einer halbleeren Batterie erreicht werden. Durch die temperaturabhängige Festlegung der Grenze zwischen den Regionen wird ein Einfluss der Temperatur auf die Festlegung des Ladezustands unterdrückt.The course of the boundary between two adjacent regions is preferably predetermined as a function of the battery temperature. This takes into account the fact that at higher temperatures, in general, the number and mobility of the charge carriers in the battery increases and, as a result, the internal resistance of the battery also decreases. Thus, an internal resistance that corresponds to a full battery at low battery temperature, be achieved by a half-empty battery at a higher temperature. The temperature-dependent definition of the boundary between the regions suppresses an influence of the temperature on the definition of the state of charge.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of exemplary embodiments with reference on the attached figures.

Figurencharacters

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Blockdiagramm des elektrischen Systems eines Kraftfahrzeugs; und 1 a block diagram of the electrical system of a motor vehicle; and

2 ein Blockdiagramm der Steuerung des elektrischen Systems aus 1. 2 a block diagram of the control of the electrical system 1 ,

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In dem Diagramm der 1 bezeichnet 1 einen Generator, 2 einen Generatorregler, der ein auf einer Leitung 3 empfangenes Steuersignal in Erregerströme für die Wicklungen des Generators 1 umsetzt, 4 eine Fahrzeugbatterie, 5 einen Batteriesensor, 6 eine Steuerschaltung zum Liefern eines Sollspannungssignals an den Generatorregler 2 und 7, 8 Verbraucher. Die Verbraucher 7, 8 belasten die Batterie in veränderlichem, nicht exakt vorhersagbarem Umfang. Dementsprechend verteilt sich die Ausgangsleistung des Generators 1 in veränderlichen Anteilen auf die Batterie 4 einerseits und die Verbraucher 8, 9 andererseits.In the diagram of 1 designated 1 a generator, 2 a generator regulator, the one on a line 3 received control signal into excitation currents for the windings of the generator 1 implements, 4 a vehicle battery, 5 a battery sensor, 6 a control circuit for supplying a target voltage signal to the generator regulator 2 and 7 . 8th Consumer. The consumers 7 . 8th load the battery in varying, not exactly predictable extent. Accordingly, the output power of the generator is distributed 1 in varying proportions on the battery 4 on the one hand and consumers 8th . 9 on the other hand.

Um den von den Verbrauchern 8, 9 benötigten Strom möglichst effizient bereit zu stellen, ist es wünschenswert, den Betrieb des Generators 1 an den jeweiligen Ladezustand der Batterie 4 anzupassen und ihn nur dann mit einer hohen Soll-Ausgangsspannung zu betreiben, wenn die Batterie aufnahmefähig ist. Der Aufbau der Steuerschaltung 6, die diese Aufgabe erfüllt, ist in 2 schematisch dargestellt. Die Steuerschaltung 6 empfängt als Eingangsgrößen vom Batteriesensor 5 Messwerte der Klemmenspannung der Batterie 4, der durch die Batterie 4 fließenden Stromstärke sowie der Temperatur der Batterie 4. Jedes vom Batteriesensor 5 gelieferte Tripel von Messwerten dient in der Steuerschaltung 6 zur Abfrage eines Kennliniendiagramms, hier in Form eines Speicherblocks 10, der für verschiedene Batterietemperaturen T Sätze von Kennlinien, in der Fig. mit 11, 12 beziehungsweise 13 bezeichnet, speichert. Anstatt in dem Speicherblock 10 können die Kennlinien auch in Form einer Rechenvorschrift für einen Mikroprozessor gespeichert sein, die diesen dazu befähigt, zu jeweils zwei vorgegebenen Parameterwerten einer Kennlinie den fehlenden dritten zu berechnen.To the consumer 8th . 9 To provide the required power as efficiently as possible, it is desirable to operate the generator 1 to the respective state of charge of the battery 4 and only operate it with a high setpoint output voltage when the battery is receptive. The structure of the control circuit 6 that fulfills this task is in 2 shown schematically. The control circuit 6 receives as inputs from the battery sensor 5 Measured values of the terminal voltage of the battery 4 that by the battery 4 flowing current and the temperature of the battery 4 , Each from the battery sensor 5 Supplied triples of measured values are used in the control circuit 6 to query a characteristic diagram, here in the form of a memory block 10 for different battery temperatures T sets of characteristics, in the Fig. With 11 . 12 respectively 13 designated stores. Instead of in the memory block 10 For example, the characteristic curves can also be stored in the form of a calculation rule for a microprocessor which enables it to calculate the missing third for every two given parameter values of a characteristic curve.

Die parallel zur Stromstärkenachse I verlaufende Kennlinie 11 ermöglicht die Unterscheidung zwischen Batterielade- und -entladeströmen: liegt die gemessene Batterie-Klemmenspannung oberhalb einer Leerlauf-Klemmenspannung U_x der Batterie 4, dann fließt ein Ladestrom durch die Batterie 4. Liegt die gemessene Spannung U unterhalb von U_x, in einer im Diagramm mit A bezeichneten Region, dann ist die Ausgangsleistung des Generators 1 niedriger als die Leistungsaufnahme der Verbraucher 7, 8, und die Batterie 4 wird entladen.The characteristic parallel to the current intensity axis I running characteristic 11 allows the distinction between battery charging and discharging currents: is the measured battery terminal voltage above an open circuit terminal voltage U _{x of} the battery 4 , then a charging current flows through the battery 4 , If the measured voltage U is below U _x , in a region indicated by A in the diagram, then the output power of the generator is 1 lower than the power consumption of consumers 7 . 8th , and the battery 4 is unloaded.

Die Kennlinien 11, 12 begrenzen im Spannungs-Stromstärken-Diagramm eine Region B, in der bei Überschreitung der Leerlauf-Batterieklemmenspannung U_x die Stromstärke I schnell stark zunehmen kann. Dieser Bereich entspricht einer leeren Batterie. Jenseits der Kennlinie 12 unterteilt die Kennlinie 13 das Spannungs-Stromstärken-Diagramm in zwei weitere Regionen, eine Region C, in der die Stromstärke I mittelstark mit der Spannung zunimmt, entsprechend einer teilvollen Batterie, und eine Region D, in welcher nur noch ein geringer Zuwachs der Stromstärke I mit der Spannung U zu beobachten ist und der einer vollen Batterie entspricht.The characteristics 11 . 12 limit the voltage-current intensity diagram, a region B, in which when exceeding the idle battery terminal voltage U _x, the current I can quickly increase sharply. This area corresponds to a dead battery. Beyond the characteristic 12 divides the characteristic 13 the voltage-current intensity diagram in two other regions, a region C, in which the current I increases medium with the voltage, corresponding to a partial battery, and a region D, in which only a small increase of the current I with the voltage U is observed and that corresponds to a full battery.

Aufgrund des wechselnden Verbrauchs der verschiedenen Verbraucher 8, 9 ändert sich der Arbeitspunkt der Batterie 4 in dem U-I-Diagramm der 2 wiederholt im Laufe der Zeit. Der beim Laden der Batterie 4 zu überwindende Innenwiderstand ändert sich bei gleichbleibendem Ladezustand und gleichbleibender Batterietemperatur im wesentlichen nicht; daher liegen Messwertpaare von Strom und Spannung, die innerhalb eines begrenzten Zeitintervalls bei im wesentlichen unveränderter Temperatur und Ladung der Batterie aufgenommen werden, im wesentlichen auf einer Geraden, die einen Wert U_x der Klemmenspannung U eine Stromstärke I = 0 zuordnet und deren Steigung durch den Batterieinnenwiderstand festgelegt ist. So können zum Beispiel während eines Zeitintervalls, in dem sich der Ladezustand der Batterie nicht wesentlich ändert, alle erfassten Wertepaare von Stromstärke und Leistung in einer in dem Diagramm durch eine Kreuzschraffur hervorgehobenen, sich ausgehend vom Punkt U = U_x, I = 0 linear erstreckenden Bereich 14 liegen. Mit fortschreitender Aufladung der Batterie dreht sich der Bereich 14, in dem die Messwerte zu finden sind, im Uhrzeigersinn um den Punkt U = Ux, I = 0 und passiert schließlich die Kennlinie 13, die die Grenze zwischen teilweiser und vollständiger Ladung der Batterie 4 markiert.Due to the changing consumption of different consumers 8th . 9 the operating point of the battery changes 4 in the UI diagram of the 2 repeated over time. The while charging the battery 4 to be overcome internal resistance does not change substantially at the same state of charge and constant battery temperature; Therefore, measured value pairs of current and voltage, which are recorded within a limited time interval at a substantially unchanged temperature and charge of the battery, substantially on a straight line which assigns a value U _{x of} the terminal voltage U a current I = 0 and their slope by the Internal battery resistance is fixed. For example, during a time interval in which the state of charge of the battery does not change significantly, all detected value pairs of amperage and power in a graph highlighted in the diagram by cross-hatching, extending linearly from the point U = U _x , I = 0 Area 14 lie. As the battery recharges, the area turns 14 , in which the measured values can be found, clockwise around the point U = Ux, I = 0 and finally passes the characteristic curve 13 , which is the border between partial and complete charge of the battery 4 marked.

Um der Temperaturabhängigkeit des Innenwiderstandes der Batterie 4 Rechnung zu tragen, sind die im Speicherblock 10 gespeicherten Kennlinien 12, 13 temperaturabhängig vorgegeben, und zwar nimmt die Steigung der Kennlinien 12, 13 mit der Temperatur zu, entsprechend mit der Temperatur abnehmenden Innenwiderständen. So lassen sich zum Beispiel die einzelnen Kennlinien für verschiedene Temperaturen durch die gemeinsame Formel I(U) = (a + bT)(U – Ux)beschreiben, wobei a, b für einen Batterietyp spezifische empirische Konstanten sind.To the temperature dependence of the internal resistance of the battery 4 To take into account, are in the memory block 10 stored characteristics 12 . 13 temperature-dependent predetermined, and indeed takes the slope of the characteristics 12 . 13 with the temperature too, according to the temperature taking internal resistances. For example, the individual characteristics for different temperatures can be defined by the common formula I (U) = (a + bT) (U - U x ) where a, b are specific empirical constants for a battery type.

Der Speicherblock 10 entscheidet für jedes in regelmäßigen Zeitabständen vom Batteriesensor 5 gelieferte Tripel von Messwerten der Batterietemperatur, Stromstärke und Spannung, in welcher der vier Regionen I bis IV des U-I-Diagramms es liegt. Die Region A mit U < U_x entspricht dem Fall, dass die Batterie nicht ge-, sondern entladen wird; ein solches Wertetripel wird ignoriert. Falls ein Wertetripel in die Region B zwischen den Kennlinien 11 und 12 fällt, gibt der Speicherblock 10 einen Zählimpuls an einen Zähler 15 aus, um diesen zu inkrementieren. Ein in der Region C zwischen den Kennlinien 12, 13 erfasstes Wertetripel führt zur Inkrementierung eines Zählers 16, und ein Wertetripel in der Region D, jenseits der Kennlinie 13, inkrementiert einen Zähler 17. Wenn Messwerte fortlaufend z. B. in dem Bereich 14 erfasst werden, würde also dementsprechend der Zähler 16 inkrementiert, nicht aber die Zähler 15, 17.The memory block 10 decides for each at regular intervals from the battery sensor 5 Supplied triples of measured values of the battery temperature, current and voltage, in which the four regions I to IV of the UI diagram it lies. The region A with U <U _x corresponds to the case that the battery is not discharged but discharged; such a value triple is ignored. If a value triplet in the region B between the curves 11 and 12 falls, gives the memory block 10 a count to a counter 15 to increment it. One in region C between the characteristics 12 . 13 The recorded value triplet leads to the increment of a counter 16 , and a value triplet in region D, beyond the characteristic 13 , increments a counter 17 , If measured values continuously z. In the field 14 would therefore be accordingly the counter 16 but not the counters 15 . 17 ,

An die Ausgänge der Zähler 15 bis 17 ist ein Komparator 18 angeschlossen, der ein Ausgangssignal liefert, welches jeweils denjenigen seiner Eingänge identifiziert, an dem das höchste Zählersignal anliegt. Das Ausgangssignal des Komparators 18 stellt somit ein Maß für den Ladezustand der Batterie 4 dar: wenn es dem Zähler 15 entspricht, ist die Batterie leer, wenn des dem Zähler 16 entspricht, ist sie halbvoll, und wenn es dem Zähler 17 entspricht, ist die Batterie voll geladen.To the outputs of the counters 15 to 17 is a comparator 18 connected, which provides an output signal which identifies each of those of its inputs to which the highest counter signal is applied. The output signal of the comparator 18 thus provides a measure of the state of charge of the battery 4 dar: if it is the counter 15 is equal, the battery is empty when the counter 16 equals, it is half full, and if it is the counter 17 corresponds, the battery is fully charged.

Das Ausgangssignal des Komparators 18 kann genutzt werden, um eine dem Generator 1 durch die Steuerschaltung 6 vorgegebene Ausgangs-Sollspannung zu regeln: Je niedriger der erfasste Ladezustand ist, um so höher wird die Ausgangs-Sollspannung festgelegt. Um eine höhere Ausgangsspannung zu erreichen, muss der Generator seine Leistung erhöhen, bis schließlich genug Leistung zur Verfügung steht, um sowohl die Verbraucher 8, 9 zu versorgen als auch die Batterie zu laden. Umgekehrt kann bei voller Batterie die Sollspannung des Generators herabge setzt werden, damit nicht unnötig Leistung zum Laden der Batterie 4 aufgewandt wird.The output signal of the comparator 18 Can be used to power the generator 1 through the control circuit 6 regulating the preset output voltage: the lower the detected state of charge, the higher the output reference voltage is set. In order to achieve a higher output voltage, the generator must increase its power until finally enough power is available to both the consumers 8th . 9 to supply as well as to charge the battery. Conversely, when the battery is full, the setpoint voltage of the generator herabge is set, so not unnecessarily power to charge the battery 4 is spent.

Um in regelmäßigen Zeitabständen eine neue Messung des Ladezustands zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die Zähler 15 bis 17 periodisch auf Null zurückgesetzt werden. Denkbar ist auch, wie in 2 dargestellt ein Rechenglied 19 vorzusehen, welches in regelmäßigen Zeitabständen den Inhalt eines zugeordneten Zählers 15, 16 oder 17 um einen vorgegebenen Faktor verkleinert und das Ergebnis in den Zähler zurück schreibt. Auf diese Weise kann jederzeit ein Schätzwert des Batterieladezustands zur Verfügung gestellt werden, der auf einer hinreichend großen Zahl von Messwerten beruht, um statistisch aussagekräftig zu sein.In order to allow a new measurement of the state of charge at regular intervals, it can be provided that the counter 15 to 17 periodically reset to zero. It is also conceivable, as in 2 represented a computing element 19 provide, which at regular intervals the content of an associated counter 15 . 16 or 17 reduced by a predetermined factor and the result is written back to the counter. In this way, an estimate of the battery state of charge can be provided at any time, which is based on a sufficiently large number of measured values in order to be statistically meaningful.

Wenn sich der Ladezustand der Batterie 4 im Laufe der Zeit ändert, dann verschiebt sich der Bereich 14, in dem die Messwerte erfasst werden, und es tritt zeitweilig die Situation auf, dass der Bereich 14 auf beiden Seiten einer Kennlinie liegt. In welche der Regionen A, B, C oder D die Mehrzahl der Messwerte dann fällt, kann von externen Unwägbarkeiten, von einer nicht perfekten Kompensation der Batterietemperatur oder dergleichen beeinflusst sein. Um in einer solchen Situation ein häufiges Hin- und Herschalten des Ausgangs des Komparators 18 zu vermeiden, ist eine Hystereseschaltung vorgesehen, hier in Form eines Demultiplexers 20 und mehrerer Addierer 21. Der Demultiplexer 20 ist durch das Ausgangssignal des Komparators 18 angesteuert und gibt ein konstantes Hystereseschwellensignal ε auf denjenigen Addierer 21, der vor dem Eingang des Komparators 18 liegt, an dem der höchste Zählwert anliegt. Indem dieser höchste Zählwert um die Hystereseschwelle ε erhöht wird, kommt es nicht bereits dann zu einer Änderung des Ausgangssignals des Komparators 18, wenn der Zähler mit dem höchsten Zählwert sich ändert, sondern ein Zähler muss, um vom Komparator 18 ausgewählt zu werden, einen Zählerstand erreichen, der wenigstens um die Hystereseschwelle höher ist als der Zählerstand des bisher ausgewählten Zählers.When the state of charge of the battery 4 changes over time, then shifts the area 14 , in which the measured values are recorded, and it temporarily enters the situation that the area 14 lies on both sides of a characteristic curve. In which of the regions A, B, C or D the plurality of measured values then falls can be influenced by external imponderables, by an imperfect compensation of the battery temperature or the like. In such a situation, a frequent switching back and forth of the output of the comparator 18 To avoid a hysteresis circuit is provided here in the form of a demultiplexer 20 and several adders 21 , The demultiplexer 20 is due to the output of the comparator 18 and outputs a constant hysteresis threshold signal ε to those adders 21 , in front of the input of the comparator 18 is at which the highest count is applied. By increasing this highest count value by the hysteresis threshold ε, the output signal of the comparator does not already change 18 when the counter with the highest count changes, but a counter needs to go from the comparator 18 be selected to reach a count that is higher by at least the hysteresis threshold than the count of the previously selected counter.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005029890 A1 [0002]

Claims

Method for estimating the state of charge of a battery ( 4 ) with the steps a) dividing the amount of the possible value pairs of charging current (I) and charging voltage (I) of the battery ( 4 ) in each of a plurality of charge states associated regions (B, C, D); b) detecting value pairs of charging current and charging voltage of the battery ( 4 ); and c) determining the current state of charge based on the distribution of the detected value pairs on the regions (B, C, D).

A method according to claim 1, characterized in that in step b) a plurality of value pairs is detected in a period in which the state of charge of the battery ( 4 ), and that the state of charge is defined as the current state of charge, in whose region (B, C, D) the greatest number of detected value pairs lies.

Method according to claim 2, characterized in that that changed an earlier determination of the state of charge if the number of in the region (B, C, D) of a new to be determined Charges recorded value pairs the number of in the region of previously defined state of charge exceeds a minimum (ε).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a limit ( 12 . 13 ) between two adjacent regions (B, C, D) is specified by a straight line.

Method according to claim 4, characterized in that two boundaries ( 12 . 13 ) intersect at vanishing charge current (I = 0).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the limit ( 12 . 13 ) between two adjacent regions (B, C, D) a function ( 12 . 13 ) of the battery temperature.

Method according to claim 4 and claim 6, characterized in that the slope and / or an intercept of the linear function ( 12 . 13 ) is a function of the battery temperature.

Device for estimating the state of charge of a battery ( 4 ) with an input for measured values of the charging voltage (U), an input for measured values of the charging current (I), a memory device ( 10 ) for storing at least one limit ( 11 . 12 . 13 ) between regions (A, B, C, D) of value pairs of charging current and charging voltage, a plurality of each of a region (B, C, D) of the value pairs associated and belonging to detection of the associated region (B, C, D) Value pairs incremen tierable counters ( 15 . 16 . 17 ) and a selection device ( 18 ) for identifying that of the counters ( 15 . 16 . 17 ), which has the highest count.