DE102021114527A1

DE102021114527A1 - Methode, Gerät, Speichermedium und Terminalgerä tzur Bestimmung des internen Widerstands einer Batterie

Info

Publication number: DE102021114527A1
Application number: DE102021114527.9A
Authority: DE
Inventors: Kai Ming WONG; Yiu Wa LEUNG; Kwun Yu LAM
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2021-12-30
Also published as: GB2601022B; GB202107199D0; GB2601022A8; US20210405123A1; GB2601022A

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Methode, ein Gerät, ein Speichermedium und ein Terminalgerät zur Bestimmung des internen Widerstands einer Batterie, wobei dies umfasst Erhalten einer Impedanzmatrix einer zu erkennenden Batterie, wobei ein Element in der Impedanzmatrix die Impedanz der Batterie bei der Temperatur und den Ladebedingungen darstellt, die der Position der Matrix entsprechen, in der sich das Element befindet; Durchführung einer Impedanzerkennung der Batterie unter den Bedingungen der ersten Temperatur und der ersten Ladung, um die erste Impedanz der Batterie zu erhalten; und Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie anhand dem Abstand zwischen der ersten Temperatur, der ersten Ladung und der Temperatur, der Ladung, die jedem Element in der Impedanzmatrix entspricht sowie der ersten Impedanz. Die Ausführungsform dieser Erfindung kann die Unsicherheitsfaktoren im Messprozess reduzieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Batterieerkennung, konkret der Methoden, Geräte, Speichermedien und Terminalgeräte zur Bestimmung des internen Widerstands der Batterie.
Stand der Technik
Die Impedanzschätzung von Lithium-Ionen-Batterien kann für eine Vielzahl praktischer Zwecke verwendet werden, z. B. für die Erkennung des Zustands der Batterie. In der bestehenden Technologie zur Messung der Lithium-Ionen-Batterieimpedanz sind vor allem Spannungs- und Stromsensoren beteiligt. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Messimpedanz in erster Linie durch die Ladung der Spannungs- und Stromsensoren eingeschränkt. Aufgrund von Kosten- und Platzgründen werden sehr Ladungsfähige Sensoren in der Regel nicht zur Erkennung mobiler Netzteile verwendet. Gleichzeitig können Temperaturschwankungen, elektromagnetische Interferenzen und andere Faktoren bei instabiler Situation zur Messung der Batterieimpedanz führen. Daher ist es dringend erforderlich, eine Lösung vorzuschlagen, durch die die Genauigkeit der Batterieimpedanzerkennung unter begrenzten Hardwarebedingungen verbessert und mobile Stromversorgung und andere Geräte effektiver genutzt werden kann.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Methode, ein Gerät, ein Speichermedium und ein Endgerät zur Bestimmung des internen Widerstands in der Batterie bereitzustellen, um ein oder mehrere technische Probleme im Stand der Technik zu lösen oder zu lindern.
Im einen Aspekt, die Aufgabe wird durch eine Methode zur Bestimmung des internen Widerstands in der Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, umfassend:

Erhalten einer Impedanzmatrix einer zu erkennenden Batterie, wobei ein Element in der Impedanzmatrix die Impedanz der Batterie bei der Temperatur und den Ladebedingungen darstellt, die der Position der Matrix entsprechen, in der sich das Element befindet;

Durchführung einer Impedanzerkennung der Batterie unter den Bedingungen der ersten Temperatur und der ersten Ladung, um die erste Impedanz der Batterie zu erhalten; und Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie anhand dem Abstand zwischen der ersten Temperatur, der ersten Ladung und der Temperatur, der Ladung, die jedem Element in der Impedanzmatrix entspricht sowie der ersten Impedanz.
In einer Ausführungsform umfasst die Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie:

Bestimmt des ersten Elements in der Impedanzmatrix, welches der ersten Temperatur und der ersten Ladung am nächsten ist;

Aktualisierung der Impedanz des ersten Elements auf: $R (S O C_{k 1}, T_{k 1}) = R_{k 1} * \sqrt{\frac{R_{k}}{R_{k 1}}}$
Wobei SOC_k1 die Ladung des ersten Elements darstellt, T_k1 die Temperatur des ersten Elements darstellt, R(SOC_k1,T_k1) die Impedanz des ersten Elements nach der Aktualisierung darstellt, R_k1 die Impedanz des ersten Elements vor der Aktualisierung darstellt und $R_{k}$
die erste Impedanz darstellt.
In einer Ausführungsform umfasst die Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie:

Ein zweites Element, wobei das zweite Element ein beliebiges Element in der Impedanzmatrix ist, das nicht das erste Element ist, und die Impedanz des zweiten Elements wird aktualisiert auf:

R (S O C_{k 2}, T_{k 2}) = R_{k 2} * {(\frac{R_{k}}{R_{k 1}})}^{n}

Wobei SOC_k2 die Ladung des zweiten Elements darstellt, T_k2 die Temperatur des zweiten Elements darstellt, R(SOC_k2,T_k2) die Impedanz des zweiten Elements nach der Aktualisierung darstellt, R_k2 die Impedanz des zweiten Elements vor der Aktualisierung darstellt und n einen Wert von: 0 < n < 0.5 hat.
In einer Ausführungsform umfasst die Methode:

Bestimmung des Wertes von n anhand dem Abstand zwischen der Temperatur, der Ladung, welcher das zweite Element entspricht und der zweiten Temperatur und der zweiten Ladung.

In einer Ausführungsform beträgt der Wert von n einen Fixwert.
In einer Ausführungsform wird die Impedanzmatrix initialisiert, bevor die Impedanzmatrix der Batterie aktualisiert ist, wobei die Initialisierung umfasst:

unter den Bedingungen der zweiten Temperatur und der zweiten Ladung wird die Erkennung der Impedanz der Batterie durchgeführt, um die zweite Impedanz der Batterie zu erhalten; Einstellen der Impedanz jedes Elements in der Impedanzmatrix der Batterie auf die zweite Impedanz.

Im einen Aspekt, die Aufgabe wird durch ein Gerät zur Bestimmung des internen Widerstands in der Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, umfassend:

ein Matrixerhaltungsmodul, das eine Impedanzmatrix der zu detektierenden Batterie erhält, wobei das Element in der Impedanzmatrix die Impedanz der Batterie unter den Bedingungen der Temperatur und Ladung darstellt, die der Matrixposition entspricht, in der sich das Element befindet;
ein erstes Erfassungsmodul, das die Impedanz der Batterie bei der ersten Temperatur und der ersten Ladung erkennt und die erste Impedanz der Batterie erhält;
ein Impedanz-Aktualisierungsmodul, das die Impedanzmatrix der Batterie anhand der ersten Temperatur, des Abstands zwischen den Temperaturen, der Ladungen, die jedem Element in der Impedanzmatrix entsprichen, und der ersten Impedanz aktualisiert.

In einer Ausführungsform umfasst das Erkennungsgerät ein Initialisierungsmodul, um die Impedanzmatrix vor einer Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie zu initialisieren, wobei das Initialisierungsmodul umfasst:

eine zweite Detektionseinheit, die die Impedanz der Batterie bei der zweiten Temperatur und bei der zweiten Leitung erkennt, um die zweite Impedanz der Batterie zu erhalten;
Eine Impedanzeinstellungseinheit, mit der die Impedanz jedes Elements in der Impedanzmatrix der Batterie auf die zweite Impedanz eingestellt wird.

Im einen Aspekt, die Aufgabe wird durch ein Computer-lesbares Speichermedium gemäß der Erfindung gelöst, das ein Computerprogramm speichert, welches bei Ausführung durch einen Prozessor ein der voranstehenden Methoden implementiert.
Im einen Aspekt, die Aufgabe wird durch ein Terminalgerät gemäß der Erfindung gelöst, umfassend:

Ein oder mehrere Prozessoren; Speichergerät, das ein oder mehrere Programme speichert; Wenn ein oder mehrere Programme von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, implementieren ein oder mehrere Prozessoren eine der voranstehenden Methoden.

Die Methode zur Erkennung der Batterieimpedanz nach den Ausführungsformen der Erfindung kann den Einfluss von Unsicherheitsfaktoren im Messprozess reduzieren und die Detektionsgenauigkeit der Batterieimpedanz verbessern. Gleichzeitig ist es nicht notwendig, eine große Anzahl von Forschungen auf Impedanzeigenschaften der Batterie durchzuführen, bevor die Batterie ausgeliefert wird, wodurch die Zeit und die Kosten von batteriebezogenen Produkten in der Produktion und Entwicklung reduziert werden.
Die obige Zusammenfassung dient ausschlißlich der Beschreibung und soll in keiner Weise einschränkend sein. Zusätzlich zu den oben beschriebenen veranschaulichenden Aspekten, Ausführungsformen und Merkmalen werden weitere Aspekte, Ausführungsformen und Merkmale der vorliegenden Erfindung leicht unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und die folgende detaillierte Beschreibung verstanden.
Figurenliste
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich in den Zeichnungen dieselben Referenznummern auf dieselben oder ähnliche Teile oder Elemente in den mehreren Zeichnungen. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet. Es versteht sich, dass diese Zeichnungen nur einige Ausführungsformen darstellen, die gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart sind, und nicht als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung angesehen werden sollten. Es zeigen:

1: ein schematisches Prozessdiagram einer Methode zur Bestimmung des internen Widerstands in der Batterie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2: ein schematisches Prozessdiagram einer Initialisierung der Impedanzmatrix gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3 eine perspektivische schematische Darstellung eines Erfassungsgerätes zur Bestimmung des internen Widerstands in der Batterie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
4: eine perspektivische schematische Darstellung eines Terminalgerätes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Konkrete Ausführungsformen
Zum besseren Verständnis eines Fachmannes werden nachfolgend die Gegenstände der vorliegenden Erfindung anhand Kombination der Figuren und Ausführungsbeispiele näher erläutert. Zeichnungen und Beschreibungen werden daher eher als beispielhaft denn als restriktiv angesehen.
Als eine beispielhafte Ausführungsform zeigt ein Prozessdiagramm der Methode zur Bestimmung der Impedanz in der Batterie gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in dargestellt, kann diese Ausführungsform vom Batteriemanagementsystem, das die Batterie verwaltet, oder von einem externen Erkennungsgerät ausgeführt werden. Die Schritte können die Schritte S100 bis Schritt S300 wie folgt umfassen:

S100, Erhalten der Impedanzmatrix der zu testenden Batterie, wobei ein Element in der Impedanzmatrix die Impedanz der Batterie bei der Temperatur (T, Temperature) und Ladung (SOC, state of charge) an der Matrixposition darstellen, an der sich das Element befindet.

Batterieimpedanzen werden durch ihre Ladung und die Umgebungstemperatur, in der sie sich befinden, beeinflusst und können bei unterschiedlichen Lade- oder Temperaturniveaus variieren. Für jede Batterie können Sie eine Matrix von M×N erstellen, für die der Impedanzwert der Batterie bei unterschiedlichen Ladungen und Temperaturen unterschiedlich ist, wobei M die Anzahl der Temperaturen der Batterie darstellt, wobei eine Zeile einen Temperaturwert darstellt, und jede Zeile kann einen anderen Temperaturwert darstellen. N stellt die Batterieladung dar, wobei eine Spalte einen Ladungswert darstellt, und jede Spalte kann eine andere Ladung darstellen. Alternativ stellt M die Batterieladung dar, wobei eine Zeile einen Leistungswert darstellt, und jede Zeile kann eine andere Leistung darstellen, und N stellt die Anzahl der Temperaturen der Batterie dar, wobei eine Spalte einen Temperaturwert darstellt, und jede Spalte kann einen anderen Temperaturwert darstellen.
Die Position jedes Elements in der Matrix stellt die Temperatur und den Zustand der Batterie an dieser Position dar, während der Wert des Elements die Batterieimpedanz in diesem Zustand angibt.

Als Beispiel zeigt Tabelle 1 ein Beispiel für eine Impedanzmatrix: Tabelle 1

SOC ( % ) /T ( °C)	21	23	25	27	29
20	R(20,21)	R (20, 23)	R (20, 25)	R (20, 27)	R (20, 29)
40	R (40, 21)	R (40, 23)	R (40, 25)	R (40, 27)	R (40, 29)
60	R(60,21)	R (60, 23)	R (60, 25)	R(60,27)	R (60, 29)
80	R(80,21)	R (80, 23)	R (80, 25)	R (80, 27)	R (80, 29)
100	R(100,21)	R (100, 23)	R (100, 25)	R(100,27)	R (100, 29)

In Tabelle 1 wird die Leistung SOC mit 20, 40, 60, 80 und 100 und die Temperatur T mit 21, 23, 25, 27 und 29 bewertet. Dieser Wert ist nur ein Beispiel, und es könnt andere Werte geben, oder die Werte können basierend auf der tatsächlichen Situation genommen werden.
R(SOC_i, T_j) zeigt die Impedanz der Batterie unter der Bedingung mit einer elektrischen Ladung von SOC_i und einer Temperatur von T_j an, wo i, j positive ganze Zahlen sind und SOC_i die Ladung der i-ten Zeile und T_j die Temperatur der j-ten Spalte darstellt. Beispielsweise stellt R(20,21) die Impedanz der Batterie bei der verbleibenden Ladung von 20% und der Umgebungstemperatur von 21°C dar.
Das Batteriemanagementsystem kann keine unendliche Anzahl von Punkten speichern, um die Ladung und Temperatur der Matrix darzustellen, deswegen ist eine Impedanzmatrix R (SOC, T) der Impedanzwert, der innerhalb eines bestimmten Ladungs- und Temperaturbereichs aufgezeichnet wird. Wenn der Bereich der Ladung SOC D_SOC und der Bereich der Temperatur T D_T ist, kann R(SOC₀, T₀) als die Impedanz eingestellt werden, die unter der Bedienung mit einer Ladung innerhalb des Bereichs von [SOC₀-D_SOC/2, SOC₀+D_SOC/2] und einer Temperatur innerhalb des Bereichs von [T₀-D_T/2, T₀+D_T/2] aufgezeichnet ist. R(40,23) ist z. B. eine aufgezeichnete Batterieimpedanz bei der Bedienung von 30<SOC≤50 und 22<T≤24.
In dieser Ausführungsform kann die Impedanzmatrix der Batterie im Voraus initialisiert werden, oder sie kann der historischen Impedanzmatrix folgen, d.h. der Impedanzmatrix, die zuletzt aktualisiert wurde.
S200, unter den Bedingungen der ersten Temperatur und der ersten Ladung, die Impedanzerkennung der Batterie ist durchgeführt, und die erste Impedanz der Batterie ist erhalten.
Die erste Temperatur und die erste Ladung können nach dem Zufallsprinzip ausgewählt werden, oder die Temperatur und Ladung, die der Position eines der Elemente entspricht, können in der Impedanzmatrix ausgewählt werden. Wie z.B., angenommen, dass die Temperatur der Batterie zunimmt, abnimmt oder zufällig eingestellt wird, wenn die Anzahl der Zeilen der Matrix zunimmt, verringert oder zufällig die Batterieleistung festlegt, wenn die Anzahl der Spalten in der Matrix zunimmt, können die Temperatur und Ladung in der Impedanzmatrix ausgewählt werden, die dem Element in der Mitte der Matrix als erste Temperatur und erste Ladung entspricht. Natürlich können auch den Durchschnitt in der Temperatur und Leistung der Matrix als die erste Temperatur und die erste Ladung genommen werden.
Alternativ kann bei impedierter Batterie die verbleibende Ladung der aktuellen Batterie als erste Ladung und die Temperatur der aktuellen Batterieumgebung als die erste Temperatur bestimmt werden.
Bei der Impedanzerkennung kann das Batteriemanagementsystem ein Signal an das Erhaltungsmodul senden, das Erhaltungsmodul empfängt das Signal und beginnt, die Batterie zu erkennen und die Testergebnisse an das Batteriemanagementsystem zurückzugeben. Das Erhaltungsmodul kann in die Batterie oder ein externes Gerät eingebaut werden. Nachdem der Innenwiderstand der Batterie erkannt wurde, kann sich das externe Gerät von der Batterie trennen.
S300, Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie anhand dem Abstand zwischen der ersten Temperatur, der ersten Ladung und der Temperatur, der Ladung, die jedem Element in der Impedanzmatrix entspricht sowie der ersten Impedanz.
Die erste Temperatur und die erste Ladung können als die Position eines Bezugspunkts in der Matrix betrachtet werden, wobei der Abstand zwischen der Position jedes Elements in der Matrix und der Position dieses Bezugspunkts berechnet wird. Die Werte von mindestens einem Element in der Impedanzmatrix der Batterie werden dann basierend auf dem Abstand zwischen den einzelnen Elementen und der Position des Referenzpunkts sowie der zweiten Impedanz aktualisiert.
Die Berechnung des Abstands zwischen der Position jedes Elements in der Berechnungsmatrix und der Position dieses Bezugspunkts kann wie folgt ergeben:

Sie für die Temperatur und Ladung jedes Elements wird die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der Temperatur des Elements berechnet, und die Leistungsdifferenz zwischen der ersten Ladung und der Leistung des Elements berechnet, und dann einen Positionsabstand basierend auf der Temperaturdifferenz und der Leistungsdifferenz berechnet.

In einigen Ausführungsformen kann eine Impedanzmatrix basierend auf den oben genannten Schritten erhalten werden, die für eine nächste Aktualisierung genutzt werden kann, um die neueste Impedanzmatrix zu erhalten. Diese Impedanzmatrix dient als Referenz für Batterieeigenschaften, um den Unsicherheitseffekt mehrerer Messungen zu reduzieren und die Genauigkeit der Batterieimpedanzerkennung zu verbessern. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausführungsform nicht notwendig, die Impedanzeigenschaften der Batterie vor der Auslieferung zu untersuchen und zu testen und die Produktions- und Forschungs- und Entwicklungskosten verwandter Produkte zu senken.
In einigen Ausführungsformen kann die Matrix in mehrere Matrizen unterteilt werden, jede Matrix wird wie oben aktualisiert und dann zusammengeführt. Es ist von Vorteil, die Erkennungsgenauigkeit der Batterieimpedanz zu verbessern und gleichzeitig die Kosten zu senken.
Die Impedanzmatrix kann initialisiert werden, bevor sie aktualisiert wird. Es gibt mehrere Möglichkeiten diese zu initialisieren, aber nur zwei werden als Beispiele in dieser Ausführungsform vorgeschlagen. Eine davon ist, wenn die Batterie ausreichend konsistent ist kann jedes Element R(SOC_i, T_j) in der Impedanzmatrix numerisch zugeordnet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Impedanz der Batterie bei jeder Ladungs- und Temperaturebene oder unter den festgelegten Bedingungen für Ladung und Temperatur zu messen. Jedes Element R (SOC_i, T_j) wird dann der gemessenen Impedanz zugeordnet. Wie in dargestellt, kann der Prozess der Initialisierung der Impedanzmatrix für den zweiten Ansatz die folgenden Schritte umfassen:

S410, Erhalten der zweiten Impedanz der Batterie durch Impedanzerkennung der Batterie unter den Bedingungen der zweiten Temperatur und zweiten Ladung; S420, Festlegen des Werts jedes Elements in der Impedanzmatrix der Batterie auf die zweite Impedanz.

In dieser Ausführungsform kann die Impedanz der Batterie bei den eingestellten Temperatur- und Ladebedingungen erkannt werden, und die Testergebnisse können als Wert jedes Elements in der Impedanzmatrix der Batterie verwendet werden. Basierend auf dieser initialisierten Impedanzmatrix wird die Impedanzmatrix mindestens einmal in den Schritten S200 und S300 aktualisiert.
Beispielsweise kann für die Bestimmung der zweiten Temperatur und der zweiten Ladung die zweite Temperatur entsprechend der Verteilung der Temperatur bestimmt werden, die jedem Element in der Impedanzmatrix entspricht. Wird z. B. den Median oder Durchschnitt der Temperatur usw. genommen, kann die zweite Ladung anhand der Verteilung der entsprechenden Ladung jedes Elements in der Impedanzmatrix bestimmt werden.
Beispielsweise kann der Median oder Durchschnitt der erhobenen Ladung usw. genommen werden.
Um den Initialisierungsprozess zu vereinfachen, wird natürlich die Impedanz der Batterie in einer zufälligen Umgebung erkannt, und dann wird jedem Element in der Impedanzmatrix das Ergebnis zugewiesen.
Nach der Initialisierung kann die Impedanzmatrix aktualisiert werden. Im Folgenden befindet sich ein Beispiel dafür, wie die Impedanzmatrix aktualisiert wird: aus der Impedanzmatrix wird das erste Element bestimmt, das der ersten Temperatur am nächsten liegt, und die erste Ladung wird bestimmt, und der Wert des ersten Elements wird aktualisiert auf: $R (S O C_{k 1}, T_{k 1}) = R_{k 1} * \sqrt{\frac{R_{k}}{R_{k 1}}}$
Wobei k1 das erste Element darstellt, SOC_k1 die Ladung des ersten Elements darstellt, T_k1 die Temperatur des ersten Elements darstellt, R(SOC_k1, T_k1) die Impedanz darstellt, nachdem das erste Element aktualisiert wurde, R_k1 die Impedanz darstellt, bevor das erste Element aktualisiert wird, R_k' die erste Impedanz darstellt.
Für die Bestimmung des ersten Elements kann zunächst die Matrixzeile bestimmt werden, die der ersten Temperatur am nächsten liegt (vorausgesetzt ist es, dass die Zeile die Temperatur darstellt und die Spalte die Ladung darstellt), und dann aus dieser Matrixzeile bestimmt werden, dass das Element, das der ersten Ladung am nächsten liegt, das erste Element ist. In einigen Ausführungsformen kann der Abstand zwischen der Position jedes Elements in der Matrix und der Position des Bezugspunkts mit der ersten Temperatur und der ersten Ladung als Bezugspunkte und dem nächstgelegenen Element als erstem Element berechnet werden.
Wenn es ein Element in der Matrix gibt, das die gleiche Temperatur wie die erste Temperatur und die gleiche Ladung wie die erste Ladung hat, ist das Element das nächste Element zur ersten Temperatur und ersten Ladung, welches direkt wie oben dargestellt aktualisiert werden kann.
Bei Verwendung dieser Ausführungsform kann die Ausführungsform des ersten Elements wie oben dargestellt aktualisieren, wenn es davon ausgegangen ist, dass die erste Impedanz durch andere Faktoren erkannt und durch Schwankungen verursacht wird, somit kann es vermieden werden, dass das erste Element durch diese Fluktuationen schwankt. Die im Managementsystem gespeicherte Widerstandsimpedanz ändert sich nicht allzu sehr.
Jedes andere Element wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als das erste Element als zweites Element definiert und die Zuordnung dieses zweiten Elements kann aktualisiert auf: $R (S O C_{k 2}, T_{k 2}) = R_{k 2} * {(\frac{R_{k}}{R_{k 1}})}^{n}$
Wobei k2 ein anderes Element in der Matrix als das erste Element, also das zweite Element, darstellt. SOC_k2 stellt die Ladung des zweiten Elements dar, T_k2 die Temperatur des zweiten Elements, R(SOC_k2,T_k2) die Impedanz nach der Aktualisierung des zweiten Elements, R_k2 die Impedanz vor der Aktualisierung des zweiten Elements und Betrag von n läutet: $0 < n < 0.5 .$
Beispielsweise hat die Batterie während einer Impedanzmatrix-Aktualisierung 82% der aktuellen verbleibenden Ladung SOC und die aktuelle Batterietemperatur T beträgt 25,6°C. Die Unter diesem Zustand gemessene Impedanz der Batterie also die oben erwähnte erste Impedanz, beträgt 1,2. In Tabelle 1 ist z. B. das am nächsten an SOC 82% und T 25,6°C stehende Element ist R(80, 25), also das erste oben erwähnte Element. Angenommen, der Wert von R(80,25) vor der Aktualisierung beträgt 1.1. Der Wert des aktualisierten R(80,25) ist: $1.1 * \sqrt{\frac{1.2}{1.1} = 1.149}$
Für andere Punkte in der Matrix beträgt das aktualisierte $R (S O C_{k 2}, T_{k 2}) = R_{k 2} * {(\frac{1.2}{1.1})}^{n} .$
Für n kann der Wert von n entsprechend der Temperatur bestimmt werden, die dem Abstand zwischen der Ladung des zweiten Elements und der ersten Temperatur und der ersten Ladung entspricht. Da die Elemente in der Impedanzmatrix näher am Punkt sind, sind die Alterungsgrade der Batterie relativ ähnlich, und ihre Impedanzen variieren wenig mit Temperatur und Ladung. Je näher das Element an der ersten Temperatur und der Position der ersten Ladung liegt, desto größer ist der Wert seines n. Ist die Position weit weg vom Element der ersten Temperatur und der ersten Ladung, so wird der Wert von n kleiner.
In einigen Ausführungsformen kann für jedes zweite Element der Betrag von n ein fester Wert genommen werden.
Als beispielhafte Ausführungsform zeigt ein Strukturdiagramm des Gerätes zur Bestimmung der Impedanz in der Batterie gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in gezeigte Erkennungsgerät kann umfassen:

ein Matrixerhaltungsmodul 100, das eine Impedanzmatrix der zu detektierenden Batterie erhält, wobei das Element in der Impedanzmatrix die Impedanz der Batterie unter den Bedingungen der Temperatur und Ladung darstellt, die der Matrixposition entspricht, in der sich das Element befindet;
ein erstes Erfassungsmodul 200, das die Impedanz der Batterie bei der ersten Temperatur und der ersten Ladung erkennt und die erste Impedanz der Batterie erhält;
ein Impedanz-Aktualisierungsmodul 300, das die Impedanzmatrix der Batterie anhand der ersten Temperatur, des Abstands zwischen der Temperaturen, der Ladungen, die jedem Element in der Impedanzmatrix entsprichen, und der ersten Impedanz aktualisiert.

In einigen Ausführungsformen umfasst das Detektionsgerät ein Initialisierungsmodul 400, um die Impedanzmatrix vor einer Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie zu initialisieren, wobei das Initialisierungsmodul 400 umfasst: eine zweite Detektionseinheit 410, die die Impedanz der Batterie bei der zweiten Temperatur und bei der zweiten Leitung erkennt, um die zweite Impedanz der Batterie zu erhalten; Eine Impedanzeinstellungseinheit 420, mit der die Impedanz jedes Elements in der Impedanzmatrix der Batterie auf die zweite Impedanz eingestellt wird.
In einigen Ausführungsformen kann das oben genannten Detektionsgerät auch Folgendes umfassen:

eine Temperaturbestimmungseinheit, die eine zweite Temperatur entsprechend der Verteilung der Temperatur bestimmt, die jedem Element in der Impedanzmatrix entspricht;
eine Ladungsfindungseinheit, die eine zweite Ladung entsprechend der Verteilung der entsprechenden Ladung jedes Elements in der Impedanzmatrix bestimmt.

In einigen Ausführungsformen kann das oben beschriebene Impedanz-Aktualisierungsmodul 300 eine erste Aktualisierungseinheit umfassen, welche dafür geeignet ist: Bestimmung eines ersten Elements in der Impedanzmatrix, welches der ersten Temperatur und der ersten Ladung am nächsten ist;
Aktualisierung der Impedanz des ersten Elements auf: $R (S O C_{k 1}, T_{k 1}) = R_{k 1} * \sqrt{\frac{R_{k}}{R_{k 1}}}$
Wobei SOC_k1 die Ladung des ersten Elements darstellt, T_k1 die Temperatur des ersten Elements darstellt, R(SOC_k1,T_k1) die Impedanz des ersten Elements nach der Aktualisierung darstellt, R_k1 die Impedanz des ersten Elements vor der Aktualisierung darstellt, $R_{k}$
die erste Impedanz darstellt.
In einigen Ausführungsformen kann das oben beschriebene Aktualisierungsmodul 300 eine zweite Aktualisierungseinheit umfassen, welche dafür geeignet ist:

R (S O C_{k 2}, T_{k 2}) = R_{k 2} * {(\frac{R_{k}}{R_{k 1}})}^{n}

Wobei SOC_k2 die Ladung des zweiten Elements darstellt, T_k2 die Temperatur des zweiten Elements darstellt, R(SOC_k2,T_k2) die Impedanz des zweiten Elements nach der Aktualisierung darstellt, R_k2 die Impedanz des zweiten Elements vor der Aktualisierung darstellt und n einen Wert von: 0 < n < 0.5 hat.
In einigen Ausführungsformen kann das Aktualisierungsmodul 300 eine Werteinheit, welche dafür geeignet ist:

In einigen Ausführungsformen beträgt der Wert von n einen Fixwert.
Die Funktion des Gerätes kann durch Hardware realisiert werden, oder die entsprechende Software kann durch Hardware implementiert werden. Die Hardware oder Software besteht aus einem oder mehreren Modulen, die den oben genannten Funktionen entsprechen.
Als Beispiel für die Ausführungsform dieser Erfindung bereitet die Ausführungsform dieser Erfindung eine Gestaltung vor: die Erkennungsstruktur des internen Widerstands in der Batterie umfasst einen Prozessor und einen Speicher, wobei der Speicher die den Detektionsmethoden entsprechenden Programme zur Bestimmung der internen Impedanz der Batterie für das Detektionsgerät zur Bestimmung der internen Impedanz der Batterie durchführt, und wobei der Prozessor so konfiguriert ist, dass er das im Speicher gespeicherte Programm durchführt. Das Detektionsgerät der inneren Impedanz der Batterie umfasst eine Kommunikationsschnittstelle, und das Detektionsgerät für die innere Impedanz der Batterie kommuniziert mit anderen Geräten oder Kommunikationsnetzen.
Das Gerät enthält außerdem: Kommunikationsschnittstelle 23 für die Kommunikation zwischen dem Prozessor 22 und externen Geräten.
Speicher 21 kann High-Speed-RAM-Speicher enthalten, oder es kann auch nicht flüchtigen Speicher (non-volatile memory) enthalten, z. B. mindestens ein Festplattenspeicher.
Wenn Speicher 21, Prozessor 22 und Kommunikationsschnittstelle 23 unabhängig voneinander implementiert werden, können Speicher 21, Prozessor 22 und Kommunikationsschnittstelle 23 über den Bus miteinander verbunden werden und miteinander kommunizieren. Busse können Industrial Standard Architecture (ISA, Industry Standard Architecture) Bus, External Device Interconnect (PCI, Peripheral Component) Bus, erweiterter Industrial Standard Architecture (Extended Industry Standard Component) Bus usw. sein. Busse können in Adressbusse, Datenbusse, Kontrollbusse usw. unterteilt werden. Zur Einfachen Darstellung wird nur durch eine dicke Linie dargestellt, aber es sollte nicht nur einen Bus oder einen Bustyp darstellen.
Als Alternative in der spezifischen Implementierung, wenn Speicher 21, Prozessor 22 und Kommunikationsschnittstelle 23 auf einem Chip integriert sind, dann können Speicher 21, Prozessor 22 und Kommunikationsschnittstelle 23 über die interne Schnittstelle der Kommunikation untereinander abgeschlossen werden.
In der Beschreibung dieser Erfindung bedeuten die Bezugsbegriffe „eine Ausführungsform“, „einige Ausführungsformen“, „Beispiele“, „konkrete Beispiele“ oder „einige Beispiele“, dass die in der Ausführungsform oder dem Beispiel beschriebenen spezifischen Merkmale, Strukturen, Materialien oder Merkmale in mindestens einer Ausführungsform oder einem Beispiel dieser Anwendung enthalten sind. Darüber hinaus können die beschriebenen spezifischen Merkmale, Strukturen, Materialien oder Eigenschaften in einer oder mehreren Ausführungsformen oder Beispielen in geeigneter Weise kombiniert werden. Darüber hinaus kann Fachmann unwidersprochen die verschiedenen in dieser Erfindung beschriebenen Ausführungsformen oder Beispiele sowie die Eigenschaften der verschiedenen Ausführungsformen oder Beispiele kombinieren.
Darüber hinaus werden die Begriffe „erste“ und „zweite“ nur zu beschreibenden Zwecken verwendet und können nicht als Hinweis oder Implizieren der relativen Bedeutung oder impliziten Angabe der Anzahl der angegebenen technischen Merkmale verstanden werden. Daher können Features, die auf „erste“ und „zweite“ beschränkt sind, mindestens eines der Features enthalten, entweder explizit oder implizit. In der Beschreibung dieser Anmeldung bedeutet „mehrfach“ zwei oder mehr, sofern nicht ausdrücklich anders beschrieben ist.
Jede in oder auf andere Weise beschriebene Prozess- oder Methodenbeschreibung kann als Darlegung von Modulen, Fragmenten oder Teilen von Code verstanden werden, die eine oder mehrere ausführbare Anweisungen für die Implementierung einer bestimmten logischen Funktion oder Prozedur enthalten, und der Umfang der bevorzugten Ausführungsform dieser Anwendung umfasst zusätzliche Implementierungen, die nicht in der angegebenen oder besprochenen Reihenfolge ausgeführt werden dürfen, einschließlich Funktionen in einer grundlegenden gleichzeitigen Weise oder in umgekehrter Reihenfolge, je nach den beteiligten Funktionen, Dies sollte das technische Personal in dem technischen Bereich, in dem dieser Antrag gestellt wird, verstehen.
Logik und/oder Schritte, die hier in einem Flussdiagramm dargestellt oder anderweitig beschrieben sind, z. B. eine Sequenztabelle mit ausführbaren Anweisungen, die für logische Funktionen in Betracht gezogen werden können, können in jedem computerlesbaren Medium für die Verwendung durch oder in Kombination mit Anweisungsausführende Systeme, Geräte oder Geräte implementiert werden, die Anweisungen von einem Anweisungsausführenssystem, Gerät oder Gerät annehmen oder Ausführen von Anweisungen ausführen können. Für die Zwecke dieser Spezifikation kann es sich bei „computerlesbaren Medien“ um jedes Gerät handelt, das Programme enthalten, speichern, kommunizieren, übertragen oder übertragen kann, die von oder in Kombination mit Anweisungsausführungssystemen, Geräten oder Geräten verwendet werden können.
Verbindungen mit einer oder mehreren Verkabelungen (Elektronik), Laptop-Trays (Magnetgeräte), Ram-Computer (Random Access Memory), schreibgeschützter Speicher (ROM), löschbarer schreibgeschützter Speicher (EPROM oder Flash-Speicher), Glasfasergeräte und tragbarer Schreibspeicher (CD-ROM). Darüber hinaus können computerlesbare Speichermedien sogar Papier oder andere geeignete Medien sein, auf denen Programme gedruckt werden können, z. B. durch optisches Scannen von Papier oder anderen Medien, gefolgt von Bearbeitung, Dolmetschen oder einer anderen geeigneten Verarbeitung, falls erforderlich, um das Programm elektronisch zu erhalten und dann im Computerspeicher zu speichern.
In der Ausführungsform dieser Erfindung kann das computerlesbare Signalmedium im Basisband oder als Teil der Trägerausbreitung des Datensignals enthalten sein, das den computerlesbaren Programmcode trägt. Dieses übertragene Datensignal kann viele Formen annehmen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf elektromagnetische Signale, optische Signale oder eine der oben beschriebenen Kombinationen. Ein computerlesbares Signalmedium kann auch ein computerlesbares Medium sein, das nicht ein computerlesbares Speichermedium ist, das Programme senden, übertragen oder übertragen kann, die von Anweisungsausführungssystemen, Eingabemethoden oder Geräten verwendet werden. Der auf den lesbaren Medien Ihres Computers enthaltene Programmcode kann auf jedem geeigneten Medium übertragen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Kabel, Draht, Glasfaserkabel, Hochfrequenz (Radio Frequenz, HF) usw. oder eine der oben beschriebenen Kombinationen.
Es sollte verstanden werden, dass die Teile dieser Anwendung mit Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination von ihnen implementiert werden können. In der obigen Ausführungsform können mehrere Schritte oder Methoden mit Software oder Firmware im Speicher gespeichert und vom entsprechenden Anweisungsausführungssystem ausgeführt werden. Zum Beispiel, wenn mit Hardware implementiert, wie in einer anderen Ausführungsform, kann es mit einer oder einer der folgenden Technologien erreicht werden, die im Stand der Technik bekannt sind: diskrete Logikschaltungen mit Logik-Gate-Schaltungen für logische Funktionen von Datensignalen, dedizierte integrierte Schaltungen mit geeigneten Kombinationslogik-Gate-Schaltungen, programmierbare Tür-Arrays (PGAs), feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) usw.
Der Fachmann in diesem technischen Bereich kann verstehen, dass alle oder ein Teil der Schritte, die durch das oben beschriebene Ausführungsverfahren durchgeführt werden, mit Hilfe eines Programms zur Unterweisung der entsprechenden Hardware abgeschlossen werden können, das Programm kann in einem computerlesbaren Speichermedium, dem Programm in der Ausführung, einschließlich einer der Schritte der Verfahrensausführungsformung oder seiner Kombination, gespeichert werden.
Darüber hinaus können die Funktionseinheiten in jeder Ausführungsform dieser Anwendung in ein Verarbeitungsmodul integriert werden, oder sie können physisch getrennt vorhanden sein, oder zwei oder mehr Einheiten können in einem Modul integriert werden. Die oben genannten integrierten Module können entweder in Form von Hardware oder in Form von Software-Funktionsmodulen implementiert werden. Integrierte Module können auch in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden, wenn sie als Softwarefunktionsmodule implementiert und als eigenständige Produkte verkauft oder verwendet werden. Speichermedien können schreibgeschützter Speicher, Datenträger oder Datenträger usw. sein.
Die Beschreibungen spezifischer Ausführungsformen dienen lediglich zum besseren Verständnis des Verfahrens sowie der Grundgedanken der vorliegenden Erfindung. Hierbei soll angedeutet werden, dass Fachmann dieses technischen Gebiets eine Reihe von Verbesserungen und Modifikationen an der vorliegenden Erfindung vornehmen kann, welche ebenfalls in den Geltungsbereich dieser Erfindung fallen, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Daher unterliegt der Schutzumfang dieser Anmeldung dem beanspruchten Schutzumfang.

Claims

Methode zur Bestimmung des internen Widerstands in einer Batterie, gekennzeichnet durch: Erhalten einer Impedanzmatrix einer zu erkennenden Batterie, wobei ein Element in der Impedanzmatrix die Impedanz der Batterie bei einer Temperatur und Ladebedingungen darstellt, die der Position der Matrix entsprechen, in der sich das Element befindet; Durchführung einer Impedanzerkennung der Batterie unter den Bedingungen der ersten Temperatur und der ersten Ladung, um die erste Impedanz der Batterie zu erhalten; und Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie anhand des Abstands zwischen der ersten Temperatur, der ersten Ladung und der Temperatur, der Ladung, die jedem Element in der Impedanzmatrix entspricht sowie der ersten Impedanz.
Methode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie umfasst: Bestimmen des ersten Elements in der Impedanzmatrix, welches der ersten Temperatur und der ersten Ladung am nächsten ist; Aktualisierung der Impedanz des ersten Elements auf: $R (S O C_{k 1}, T_{k 1}) = R_{k 1} * \sqrt{\frac{R_{k}}{R_{k 1}}}$
wobei SOC_k1 die Ladung des ersten Elements darstellt, T_k1 die Temperatur des ersten Elements darstellt, R(SOC_k1,T_k1) die Impedanz des ersten Elements nach der Aktualisierung darstellt, R_k1 die Impedanz des ersten Elements vor der Aktualisierung darstellt und $R_{k}$
die erste Impedanz darstellt.
Methode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie umfasst: ein zweites Element, wobei das zweite Element ein beliebiges Element in der Impedanzmatrix ist, das nicht das erste Element ist, und die Impedanz des zweiten Elements wird aktualisiert auf: $R (S O C_{k 2}, T_{k 2}) = R_{k 2} * {(\frac{R_{k}}{R_{k 1}})}^{n}$
wobei SOC_k2 die Ladung des zweiten Elements darstellt, T_k2 die Temperatur des zweiten Elements darstellt, R(SOC_k2,T_k2) die Impedanz des zweiten Elements nach der Aktualisierung darstellt, R_k2 die Impedanz des zweiten Elements vor der Aktualisierung darstellt und n einen Wert von: 0 < n < 0.5 hat.
Methode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Methode umfasst: Bestimmen des Wertes von n anhand des Abstands zwischen der Temperatur, der Ladung, welcher das zweite Element entspricht und der zweiten Temperatur und der zweiten Ladung.
Methode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert von n ein Fixwert ist.
Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzmatrix initialisiert wird, bevor die Impedanzmatrix der Batterie aktualisiert ist, wobei die Initialisierung umfasst: unter den Bedingungen der zweiten Temperatur und der zweiten Ladung wird die Erkennung der Impedanz der Batterie durchgeführt, um die zweite Impedanz der Batterie zu erhalten; Einstellen der Impedanz jedes Elements in der Impedanzmatrix der Batterie auf die zweite Impedanz.
Methode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Methode umfasst: Bestimmen einer zweiten Temperatur anhand der Verteilung der jedem Element in der Impedanzmatrix entsprechenden Temperaturen; und Bestimmen einer zweiten Ladung anhand der Verteilung der jedem Element in der Impedanzmatrix entsprechenden Ladungen.
Gerät zur Bestimmung des internen Widerstands in einer Batterie, umfassend: ein Matrixerhaltungsmodul, das eine Impedanzmatrix der zu detektierenden Batterie erhält, wobei das Element in der Impedanzmatrix die Impedanz der Batterie unter den Bedingungen der Temperatur und Ladung darstellt, die der Matrixposition entspricht, in der sich das Element befindet; ein erstes Erfassungsmodul, das die Impedanz der Batterie bei der ersten Temperatur und der ersten Ladung erkennt und die erste Impedanz der Batterie erhält; ein Impedanz-Aktualisierungsmodul, das die Impedanzmatrix der Batterie anhand der ersten Temperatur, des Abstands zwischen den Temperaturen, der Ladungen, die jedem Element in der Impedanzmatrix entsprechen, und der ersten Impedanz aktualisiert.
Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ein Initialisierungsmodul umfasst, um die Impedanzmatrix vor einer Aktualisierung der Impedanzmatrix der Batterie zu initialisieren, wobei das Initialisierungsmodul umfasst: eine zweite Detektionseinheit, die die Impedanz der Batterie bei der zweiten Temperatur und bei der zweiten Leitung erkennt, um die zweite Impedanz der Batterie zu erhalten; eine Impedanzeinstellungseinheit, mit der die Impedanz jedes Elements in der Impedanzmatrix der Batterie auf die zweite Impedanz eingestellt wird.
Computerlesbares Speichermedium, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Computerprogramm speichert, welches bei Ausführung durch einen Prozessor eine Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 7 implementiert.
Terminalgerät dadurch gekennzeichnet, umfassend: ein oder mehrere Prozessoren; ein Speichergerät, das ein oder mehrere Programme speichert; derart konfiguriert, wenn das eine oder die mehreren Programme von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, Implementieren einer Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in den einen oder die mehreren Prozessoren.