DE112018005925T5

DE112018005925T5 - Sensorfehlerdetektion unter verwendung von abtastwertpaarkorrelation

Info

Publication number: DE112018005925T5
Application number: DE112018005925.1T
Authority: DE
Inventors: Carlton Brown; Blake Riley
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2020-07-30
Also published as: KR20200102466A; US10698033B2; KR102637200B1; WO2019121176A1; JP7258027B2; JP2021508050A; CN111465866A; CN111465866B; US20190195952A1

Abstract

Ein Batteriesystem und ein Abtastwertpaarkorrelationsverfahren zur Stromsensorfehlerdetektion in dem Batteriesystem sind offenbart. Das Verfahren umfasst Empfangen einer Sequenz von Batteriespannungsabtastwerten von einem Spannungssensor, der zum Messen einer Batteriespannung einer Batterie ausgebildet ist, und einer Sequenz von Batteriestromabtastwerten von einem Stromsensor, der zum Messen eines Batteriestroms der Batterie ausgebildet ist; Bestimmen einer Änderung der Batteriespannungsabtastwerte über eine vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten und einer Änderung der Batteriestromabtastwerte über die vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten; Überprüfen, ob ein Verhältnis der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte innerhalb eines erwarteten Bereichs für (i) einen Widerstand der Batterie oder (ii) eine Leitfähigkeit der Batterie liegt; und Detektieren eines Fehlers in dem Stromsensor basierend darauf, ob das Verhältnis innerhalb des erwarteten Bereichs liegt.

Description

GEBIET
Die Vorrichtung und das Verfahren, die in diesem Dokument offenbart sind, betreffen Batteriesysteme und insbesondere eine Sensorfehlerdetektion in Batteriesystemen.
HINTERGRUND
Batteriesysteme beinhalten oft einen oder mehrere Sensoren zum Überwachen von Parametern der Batterie, wie etwa von Strom und Spannung während des Betriebs. In vielen Anwendungen ist eine zuverlässige Überwachung von Batterieparametern kritisch für einen sicheren und effizienten Betrieb des Batteriesystems. Bei gewissen Automobilanwendungen erfordern On-Board-Diagnose(OBD)-Regulierungen eine zweiseitige Plausibilitätsüberprüfung zum Detektieren von Stromsensorfehlern. Der aktuelle Stand der Technik zum Detektieren von Fehlern in einem Stromsensor eines Batteriesystems erfordert das Aufnehmen eines zweiten, redundanten Stromsensors. Das System vergleicht Werte der zwei unterschiedlichen Stromsensoren. Falls die Werte der Sensoren zu stark abweichen, wird durch das System ein Fehler angenommen. Entsprechend wäre es vorteilhaft, ein System und ein Verfahren zum Detektieren von Stromsensorfehlern in einem Batteriesystem mit nur einem Stromsensor bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Verfahren zur Stromsensorfehlerdetektion ist offenbart. Das Verfahren umfasst Folgendes: Empfangen einer Sequenz von Batteriespannungsabtastwerten von einem Spannungssensor, der zum Messen einer Batteriespannung einer Batterie ausgebildet ist, und einer Sequenz von Batteriestromabtastwerten von einem Stromsensor, der zum Messen eines Batteriestroms der Batterie ausgebildet ist; Bestimmen einer Änderung der Batteriespannungsabtastwerte über eine vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten und einer Änderung der Batteriestromabtastwerte über die vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten; Überprüfen, ob ein Verhältnis der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte innerhalb eines erwarteten Bereichs für (i) einen Widerstand der Batterie oder (ii) eine Leitfähigkeit der Batterie liegt; und Detektieren eines Fehlers in dem Stromsensor basierend darauf, ob das Verhältnis innerhalb des erwarteten Bereichs liegt.
Ein Batteriesystem ist offenbart. Das Batteriesystem umfasst Folgendes: eine Batterie, die zum Liefern einer Leistung an wenigstens eine Last wirkverbunden ist; einen Spannungssensor, der zum Messen einer Batteriespannung der Batterie ausgebildet ist; einen Stromsensor, der zum Messen eines Batteriestroms der Batterie ausgebildet ist; und eine Steuerung, die mit dem Spannungssensor und dem Stromsensor wirkverbunden ist. Die Steuerung ist zu Folgendem ausgebildet: Empfangen einer Sequenz von Batteriespannungsabtastwerten von dem Spannungssensor und einer Sequenz von Batteriestromabtastwerten von dem Stromsensor; Bestimmen einer Änderung der Batteriespannungsabtastwerte über eine vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten und einer Änderung der Batteriestromabtastwerte über die vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten; Überprüfen, ob ein Verhältnis der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte innerhalb eines erwarteten Bereichs für (i) einen Widerstand der Batterie oder (ii) eine Leitfähigkeit der Batterie liegt; und Detektieren des Fehlers des Stromsensors basierend darauf, ob das Verhältnis innerhalb des erwarteten Bereichs liegt.
Figurenliste
Die vorhergehenden Aspekte und andere Merkmale des Systems und des Verfahrens zum Detektieren eines Sensorfehlers in einem Batteriesystem sind in der folgenden Beschreibung erklärt, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen zu verstehen ist.

1 zeigt ein Batteriesystem gemäß der Offenbarung.
2 zeigt ein Verfahren zum Detektieren eines Stromsensorfehlers in einem Batteriesystem.
3 zeigt beispielhafte Sequenzen von Batteriespannungsabtastwerten und Batteriestromabtastwerten.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Zum Zweck des Förderns eines Verständnisses der Prinzipien der Offenbarung wird nun auf die Ausführungsformen Bezug genommen, die in den Zeichnungen veranschaulicht und in der folgenden geschriebenen Beschreibung beschrieben sind. Es versteht sich, dass dadurch keine Beschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung beabsichtigt ist. Es versteht sich ferner, dass die vorliegende Offenbarung Veränderungen und Modifikationen an den veranschaulichten Ausführungsformen einschließt und weitere Anwendungen der Prinzipien einschließt, wie sie einem Fachmann in dem Gebiet, das diese Offenbarung betrifft, normalerweise ersichtlich sind.
1 zeigt ein Batteriesystem 100 gemäß der Offenbarung. Bei wenigstens einer Ausführungsform ist das Batteriesystem 100 in ein Fahrzeug, wie etwa ein Elektrofahrzeug oder ein Voll-/Mild-/Mikro-Hybridelektrofahrzeug, integriert. Das Batteriesystem 100 beinhaltet eine Batterie 102, die zum Liefern von Leistung an Lasten 104 wirkverbunden und ausgebildet ist. Bei wenigstens einer Ausführungsform umfasst die Batterie 102 mehrere einzelne Batteriezellen 106, die miteinander in Reihe und/oder parallel verbunden sind, um eine Ausgangsspannung der Batterie 102 (z. B. 12 Volt, 48 Volt, 200+ Volt) zwischen einem positiven Batterieanschluss 108 und einem negativen Batterieanschluss 110 bereitzustellen. Die Batteriezellen 106 können beliebige verschiedener Arten von Batteriezellen, wie etwa Nickel-Metallhydrid oder Lithium-Ionen, umfassen.
Die Lasten 104 sind mit der Batterie 102 verbunden und zum Empfangen von Leistung von der Batterie 102 während eines Betriebs ausgebildet. Bei manchen Ausführungsformen sind die Lasten 104 über einen High-Side-Schalter 112 mit dem positiven Batterieanschluss 108 und über einen Low-Side-Schalter 114 mit dem negativen Batterieanschluss 110 verbunden. Die Schalter 112 und 114 können elektromechanische Schalter, wie etwa Relais oder Schaltschütze, oder elektronische Schalter, wie etwa Leistung-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (Leistung-MOSFET) oder Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT), umfassen. Bei manchen Ausführungsformen können die Lasten 104 einen Fahrmotor des Fahrzeugs oder ein Fahrzeugelektriksystem beinhalten. Bei manchen Ausführungsformen kann das Batteriesystem 100 verschiedene (nicht gezeigte) Leistungselektronikelemente beinhalten, die zwischen der Batterie 102 und machen oder allen der Lasten 104 verbunden sind, wie etwa einen DC-DC-Wandler, der zum Abwärtswandeln der Batteriespannung auf jene des Fahrzeugelektriksystems ausgebildet ist.
Das Batteriesystem 100 beinhaltet ferner einen Stromsensor 116, einen Spannungssensor 118 und einen Temperatursensor 120. Der Stromsensor 116 ist zum Messen eines Batteriestroms I ausgebildet, der durch die Batterie 102 fließt. Bei einer Ausführungsform beinhaltet der Stromsensor 116 einen Shunt-Widerstand, der in Reihe mit der Batterie 102 angeordnet ist und der eine Spannung bereitstellt, die zu dem Batteriestrom I proportional ist. Bei einer Ausführungsform umfasst der Stromsensor 116 einen Hall-Effekt-Sensor, der in Reihe mit der Batterie 102 angeordnet ist und zum Messen des Batteriestroms I ausgebildet ist. Der Spannungssensor 118 ist mit der Batterie 102 parallel verbunden und ist zum Messen einer Batteriespannung U über den positiven und negativen Batterieanschluss 108 und 110 der Batterie 102 ausgebildet. Bei manchen Ausführungsformen ist der Spannungssensor 118 ferner zum Messen von Spannungen einzelner Zellen 106 der Batterie 102 ausgebildet. Der Temperatursensor 120 ist zum Messen einer Batterietemperatur T der Batterie 102 ausgebildet. Bei einer Ausführungsform umfasst der Temperatursensor 120 einige einzelne Temperatursensoren und kann die gemessene Batterietemperatur T ein Minimum, ein Maximum oder ein Durchschnitt einiger Messungen von den unterschiedlichen Sensoren sein.
Das Batteriesystem 100 beinhaltet ferner eine Steuerung 122, die mit dem Stromsensor 116, dem Spannungssensor 118 und dem Temperatursensor 120 wirkverbunden ist. Die Steuerung 122 ist zum Empfangen von Messwerten der Batteriespannung U und des Batteriestroms I von dem Stromsensor 116 und dem Spannungssensor 118 ausgebildet. Die Steuerung 122 ist wenigstens zum Detektieren von Sensorfehlern des Stromsensors 116 ausgebildet. Die Steuerung 122 umfasst allgemein wenigstens einen Prozessor und wenigstens einen assoziierten Speicher mit darin gespeicherten Programmanweisungen, die durch den wenigstens einen Prozessor ausgeführt werden, um die beschriebenen Funktionalitäten zu erreichen. Es versteht sich für einen Durchschnittsfachmann, dass eine „Steuerung“ oder ein „Prozessor“ ein beliebiges Hardwaresystem, einen beliebigen Hardwaremechanismus oder eine beliebige Hardwarekomponente einschließt, das/der/die Daten, Signale oder andere Informationen verarbeitet. Die Steuerung 122 kann ein System mit einer Zentralverarbeitungseinheit, mehreren Verarbeitungseinheiten oder einer dedizierten Schaltungsanordnung zum Erreichen einer speziellen Funktionalität beinhalten. Bei manchen Ausführungsformen ist die Steuerung 122 ein Batterieverwaltungssystem oder eine Komponente davon, die dazu ausgebildet ist, andere Funktionen zusätzlich zu einer Sensorfehlerdetektion bereitzustellen. Bei manchen Ausführungsformen ist die Steuerung 122 mit den Schaltern 112 und 114 wirkverbunden und dazu ausgebildet, die Schalter 112 und 114 zum Öffnen und Schließen anzuweisen. Bei manchen Ausführungsformen ist die Steuerung 122 mit einer Ausgabevorrichtung 124 wirkverbunden und dazu ausgebildet, die Ausgabevorrichtung 124 zum Erzeugen eines hörbaren oder visuellen Alarms zu betreiben. Die Ausgabevorrichtung 124 kann einen Lautsprecher, ein Licht, einen Anzeigebildschirm oder dergleichen umfassen.
Verschiedene Verfahren zum Detektieren eines Sensorfehlers in dem Batteriesystem sind unten beschrieben. Bei der Beschreibung der Verfahren verweisen Aussagen, dass das Verfahren irgendeine Aufgabe oder Funktion durchführt, auf eine Steuerung oder einen Mehrzweckprozessor, die/der Programmanweisungen ausführt, die in nichtflüchtigen computerlesbaren Speicherungsmedien gespeichert sind, die mit der Steuerung oder dem Prozessor wirkverbunden sind, um Daten zu manipulieren oder eine oder mehrere Komponenten in dem System 100 zum Durchführen der Aufgabe oder Funktion zu betreiben. Insbesondere kann die obige Steuerung 122 eine solche Steuerung oder ein solcher Prozessor sein und können die ausgeführten Programmanweisungen in einem Speicher gespeichert werden. Außerdem können die Schritte des Verfahrens in einer beliebigen durchführbaren chronologischen Reihenfolge durchgeführt werden, unabhängig von der in den Figuren gezeigten Reihenfolge oder der Reihenfolge, in der die Schritte beschrieben sind.
2 zeigt ein Verfahren 200 zum Detektieren eines Sensorfehlers in einem Batteriesystem, wie etwa dem Batteriesystem 100. Das Verfahren 200, das hier als ein „Abtastwertpaarkorrelation“-Verfahren bezeichnet wird, beurteilt einen Korrelationsgrad zwischen zwei Sensorsignalen, deren Beziehung innerhalb kleiner Gebiete näherungsweise linear ist, indem ihr relatives Verhalten (d. h. eine relative Änderung der Signale mit der Zeit, im Gegensatz zu einem relativen Betrag) verglichen wird. Auf diese Weise ist das Verfahren zum Detektieren eines Verstärkungsfehlers in dem einen der Sensoren am hilfreichsten. Außerdem ist das Verfahren 200 hier als auf ein Batteriesystem mit einem einzigen Stromsensor und einem Spannungssensor und zum Zweck des Detektierens eines Verstärkungsfehlers in einem Stromsensor beschrieben. Jedoch kann das Verfahren gleichermaßen auf andere Anwendungen mit Sensoren angewandt werden, die korrelierte Signale messen.
Das Verfahren 200 beginnt mit einem Schritt des Empfangens einer Sequenz von Batteriespannungsabtastwerten und einer Sequenz von Batteriestromabtastwerten (Block 210). Insbesondere mit Bezug auf die hier beschriebenen Ausführungsformen ist der Stromsensor 116 zum Erzeugen einer Sequenz von Messabtastwerten bezüglich eines Batteriestroms I ausgebildet, der durch die Batterie 102 fließt. Gleichermaßen ist der Spannungssensor 118 zum Erzeugen einer Sequenz von Messabtastwerten bezüglich einer Batteriespannung U über die Batterieanschlüsse 108 und 110 der Batterie 102 hinweg ausgebildet. Die Steuerung 122 ist zum Empfangen der Sequenz von Batteriestromabtastwerten von dem Stromsensor 116 und der Sequenz von Batteriespannungsabtastwerten von dem Spannungssensor 118 ausgebildet. Bei manchen Ausführungsformen können der Stromsensor 116 und der Spannungssensor 118 stattdessen zum Erzeugen von analogen Messsignalen ausgebildet sein, die durch die Steuerung 122 abgetastet werden, um die Sequenz von Batteriestromabtastwerten und die Sequenz von Batteriespannungsabtastwerten zu erzeugen.
3 zeigt beispielhafte Sequenzen von Batteriespannungs- und Batteriestromabtastwerten. Insbesondere zeigt der Graph 302 eine Sequenz von Batteriespannungsabtastwerten 304, die durch den Spannungssensor 118 erzeugt werden und durch die Steuerung 122 empfangen werden. Gleichermaßen zeigt der Graph 306 eine Sequenz von Batteriestromabtastwerten 308, die durch den Stromsensor 116 erzeugt werden und durch die Steuerung 122 empfangen werden. Wie gezeigt, überspannen die Batteriespannungsabtastwerte 304 und die Batteriestromabtastwerte 308 mehrere Zeitschritte von t = 0 bis t = 18. Bei wenigstens einer Ausführungsform ist die spezielle Dauer einer Zeit zwischen Zeitschritten eine Funktion der Abtastrate des Stromsensors 116 und des Spannungssensors 118. Bei manchen Ausführungsformen sind der Stromsensor 116 und der Spannungssensor 118 mit einer gemeinsamen Abtastrate konfiguriert und stimmen die Zeitschritte mit der gemeinsamen Abtastperiode des Stromsensors 116 und des Spannungssensors 118 überein. Bei anderen Ausführungsformen weist einer der Sensoren 116 und 118 eine Abtastrate auf, die ein Vielfaches des anderen der Sensoren1 116 und 118 ist, und kann der Zeitschritt mit der längeren der Abtastperioden der Sensoren 116 und 118 übereinstimmen oder anderweitig mit einem gemeinsamen Vielfachen der Abtastperioden, wie etwa dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen, übereinstimmen.
Zurückkehrend zu 2 fährt das Verfahren 200 mit einem Schritt zum Bestimmen einer Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und einer Änderung der Batteriestromabtastwerte (Block 220) fort. Insbesondere ist die Steuerung 122 mit Bezug auf die hier ausführlich beschriebenen Ausführungsformen zum Bestimmen einer Änderung der Batteriespannung ΔU über eine vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten und einer Änderung des Batteriestroms ΔI über die vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten ausgebildet. Insbesondere ist die Steuerung 122 bei wenigstens einer Ausführungsform zum Berechnen der Änderung der Batteriespannung ΔU basierend auf dem Ausdruck ΔU = U_s - U_s-w ausgebildet, wobei s der Index für den Stromzeitschritt ist und w die vorbestimmte Breite des Abtastfensters ist, die eine positive ganze Zahl von Eins oder größer ist. Gleichermaßen ist die Steuerung 122 bei wenigstens einer Ausführungsform zum Berechnen der Änderung des Batteriestroms ΔI basierend auf dem Ausdruck ΔI = I_s-d - I_s-w-d ausgebildet, wobei d eine Verzögerung des Stroms relativ zu der Spannung ist, um jegliche Phasendifferenz zwischen dem Batteriestrom I und der Batteriespannung U zu kompensieren, was eine positive oder negative ganze Zahl oder null ist. Zum Beispiel wird d = 1 den Spannungsabtastwert U_s mit dem vorherigen Stromabtastwert I_s-1 korrelieren und wird d = -2 den Spannungsabtastwert U_s mit einem anschließenden Stromabtastwert I_s+2 korrelieren. Die Phasendifferenz zwischen dem Batteriestrom I und der Batteriespannung U kann ein Ergebnis kleiner Unterschiede der Latenz zwischen dem Stromsensor 116 und dem Spannungssensor 118 sowie beliebiger Reaktanzen in dem Batterieschaltkreis sein. 3 veranschaulicht ein beispielhaftes Batteriespannungsfenster 310 und Batteriestromfenster 312, wobei der Stromzeitschritt s = t = 10 ist und die Fensterbreite w = 2 ist. Außerdem gilt, wie gezeigt, d = -3, um eine Verzögerung des Batteriestroms I um drei Zeitschritte relativ zu der Batteriespannung U zu kompensieren.
Das Verfahren 200 fährt mit einem Schritt des Überprüfens fort, ob ein Verhältnis der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte innerhalb eines erwarteten Bereichs für (i) einen Widerstand der Batterie oder (ii) eine Leitfähigkeit der Batterie liegt (Block 230). Insbesondere mit Bezug auf die hier ausführlich beschriebenen Ausführungsformen ist die Steuerung 122 zum Berechnen eines Verhältnisses der Änderung der Batteriespannung ΔU und der Änderung des Batteriestroms ΔI ausgebildet. Bei wenigstens einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Berechnen des Verhältnisses gemäß dem Ausdruck $\frac{Δ U}{Δ I} = \frac{U_{s} - U_{s - w}}{I_{s - d} - I_{s - w - d}}$
ausgebildet, kann aber auch das inverse Verhältnis gemäß dem Ausdruck $\frac{ΔΙ}{Δ U} = \frac{I_{s - d} - I_{s - w - d}}{U_{s} - U_{s - w}}$
berechnen.
Die Steuerung 122 ist zum Vergleichen des Verhältnisses mit einem geschätzten Widerstand R der Batterie 102, falls das Verhältnis $\frac{Δ U}{Δ I}$
gebildet wird, oder einer geschätzten Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
der Batterie 102, falls das Verhältnis $\frac{Δ I}{Δ U}$
gebildet wird, ausgebildet. Bei manchen Ausführungsformen ist die Steuerung 122 zum Empfangen einer Temperaturmessung T von dem Temperatursensor 120 und zum Bestimmen eines geschätzten Widerstands R der Batterie 102 basierend auf der gemessenen Temperatur T unter Verwendung eines mathematischen Modells der Batterie 102 oder einer Widerstand-Temperatur-Nachschlagetabelle, die in einem assoziierten Speicher gespeichert ist, ausgebildet.
Falls das Verhältnis dem geschätzten Widerstand oder der geschätzten Leitfähigkeit der Batterie 102 nicht ausreichend ähnelt, kann ein Fehler in einem der Sensoren 116 und 118 vermutet werden. Insbesondere wird das relative Verhalten des Batteriestroms und der Batteriespannung hauptsächlich durch das Ohm'sche Gesetz bestimmt. Entsprechend wird, wenn die Sensoren 116 und 118 ordnungsgemäß funktionieren, erwartet, dass das Verhältnis dem internen Widerstand oder der internen Leitfähigkeit der Batterie 102 entspricht. Bei manchen Ausführungsformen ist die Steuerung 122 zum Bestimmen ausgebildet, ob das Verhältnis $\frac{Δ U}{Δ I}$
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs des geschätzten Widerstands R liegt, oder alternativ dazu, ob das Verhältnis $\frac{Δ I}{Δ U}$
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der geschätzten Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
liegt. Insbesondere ist die Steuerung 122 bei einer Ausführungsform zum Bestimmen ausgebildet, ob das Verhältnis innerhalb eines geschätzten Bereichs für den Widerstand R gemäß dem Ausdruck $R \cdot (1 + δ_{n}) < \frac{U_{s} - U_{s - w}}{I_{s - d} - I_{s - w - d}} <$
$R \cdot (1 + δ_{p})$
liegt, wobei δ_n der Fehler des geschätzten Widerstands R in der negativen Richtung ist (z. B. -50 %) und wobei δ_p der Fehler des geschätzten Widerstands R in der positiven Richtung ist (z. B. 59 %). Alternativ dazu ist die Steuerung 122, falls das Verhältnis $\frac{Δ I}{Δ U}$
gebildet wird, zum Bestimmen ausgebildet, ob das Verhältnis innerhalb eines geschätzten Bereichs für die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
gemäß dem Ausdruck $\frac{1}{R \cdot (1 + δ_{n})} > \frac{I_{s - d} I_{s - w - d}}{U_{s} - U_{s - w}} > \frac{1}{R \cdot (1 + δ_{p})}$
liegt. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum periodischen Anpassen des Fehlers δ_n und/oder des Fehlers δ_p über der Zeit als eine Funktion der gemessenen Temperatur T, einer Leistungsfähigkeit des Temperatursensors 120, einer Zellenalterung der Batterie 102, eines Pulsprofils, des Ladezustands der Batterie 102, einer Polarität des Batteriestroms I und/oder einer nichtkompensierten Phasendifferenz zwischen der Batteriespannung U und dem Batteriestrom I ausgebildet. Außerdem ist die Steuerung 122 bei manchen Ausführungsformen zum Anpassen des Fehlers δ_n und/oder des Fehlers δ_p als eine Funktion der Herstellungsvariabilität der Batterie 102 als eine konstante oder einmalige Anpassung ausgebildet.
Bei manchen Ausführungsformen ist die Steuerung 122 zum Detektieren eines Fehlers in einem des Stromsensors 116 oder des Spannungssensors 118 als Reaktion darauf ausgebildet, dass das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
liegt. Bei wenigstens einer Ausführungsform werden Fehler des Spannungssensors 118 unter Verwendung anderer Detektionsprozesse detektiert und ist die Steuerung 122 zum Detektieren eines Fehlers des Stromsensors 116 als Reaktion darauf ausgebildet, dass das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
liegt. Bei solchen Ausführungsformen kann die Steuerung 122 ferner zum Durchführen irgendeiner Art einer bessernden Operation als Reaktion auf das Detektieren des Sensorfehlers ausgebildet sein. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Betätigen der Schalter 112 und 114 zum Öffnen als Reaktion auf das Detektieren des Fehlers ausgebildet, wodurch die Anschlüsse 108 und 110 der Batterie 102 von den Lasten 104 getrennt werden. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Betreiben der Ausgabevorrichtung 124 zum Erzeugen eines hörbaren oder visuellen Alarms als Reaktion auf das Detektieren des Fehlers ausgebildet, wodurch ein Benutzer über den detektierten Sensorfehler alarmiert wird. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Übertragen eines Signals, das den detektierten Sensorfehler angibt, an eine Steuerung einer höheren Ebene zur weiteren Verarbeitung ausgebildet, wie etwa On-Board-Diagnose(OBD)-Auswertungen unter Verwendung eines Überwachungsleistungsfähigkeitsverhältnisses während der Verwendung (IUMPR: In Use Monitoring Performance Ratio) oder anderer Echtzeitüberwachungstechniken. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Durchführen der On-Board-Diagnose(OBD)-Auswertungen selbst basierend auf der Detektion des Sensorfehlers ausgebildet.
Jedoch fährt das Verfahren 200 bei manchen Ausführungsformen mit einem Schritt des Speicherns fort, ob das Verhältnis außerhalb des erwarteten Bereichs des einen (i) des Widerstands der Batterie und (ii) der Leitfähigkeit der Batterie liegt (Block 240). Insbesondere mit Bezug auf die hier ausführlich beschriebenen Ausführungsformen ist die Steuerung 122 zum Speichern ausgebildet, ob das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
liegt. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Erhöhen eines Zählers (oder Auslassen eines Schrittes des Erhöhens eines Zählers) als Reaktion darauf ausgebildet, dass das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
liegt. Auf diese Weise ist die Steuerung 122 zum Zählen einer Anzahl an Malen, dass die Überprüfung fehlschlägt und/oder gelingt, ausgebildet. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Speichern des Ergebnisses des Vergleichs (z. B. gelingen, fehlschlagen, innerhalb oder außerhalb) in Assoziation mit dem jeweiligen Zeitschritt ausgebildet.
Das Verfahren 200 fährt mit Wiederholen der Schritte des Bestimmens der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte (Block 220), des Überprüfens, ob das Verhältnis der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte innerhalb des erwarteten Bereichs für den einen (i) des Widerstands der Batterie und (ii) der Leitfähigkeit der Batterie liegt (Block 230), und des Speicherns, ob das Verhältnis außerhalb des erwarteten Bereichs des einen (i) des Widerstands der Batterie und (ii) der Leitfähigkeit der Batterie liegt (Block 240), für aufeinanderfolgende Zeitschritte der Batteriespannungs- und Batteriestromabtastwerte. Insbesondere ist die Steuerung 122 für mehrere aufeinanderfolgende Wiederholungen zum Erhöhen des Zeitschritts s um wenigstens einen Zeitschritt und Vergleichen eines Verhältnisses der Änderung der Batteriespannung und der Änderung des Batteriestroms mit einem bekannten Widerstand oder einer bekannten Leitfähigkeit ausgebildet. Insbesondere ist die Steuerung 122 bei wenigstens einer Ausführungsform für mehrere aufeinanderfolgende Wiederholungen zum Erhöhen des Zeitschritts s um Eins und erneuten Beurteilen des Ausdrucks $R \cdot (1 + δ_{n}) < \frac{U_{s} - U_{s - w}}{I_{s - d} - I_{s - w - d}} < R \cdot (1 + δ_{p})$
oder seines Inversen, wie oben besprochen, ausgebildet. Nach jeder Wiederholung ist die Steuerung 122 zum Erhöhen eines Zählers basierend auf dem Ergebnis oder anderweitigen Speichern des Ergebnisses in Assoziation mit dem jeweiligen Zeitschritt ausgebildet.
Nach einer vorbestimmten Anzahl an Wiederholungen fährt das Verfahren 200 mit einem Schritt des Bestimmens einer Anzahl an Malen, dass das Verhältnis außerhalb des erwarteten Bereichs lag, während der vorbestimmten Anzahl an Wiederholungen fort (Block 250). Insbesondere ist die Steuerung 122 nach einer vorbestimmten Anzahl an aufeinanderfolgenden Wiederholungen zum Bestimmen einer Zahl an Malen, dass das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
liegt, während der vorbestimmten Anzahl an aufeinanderfolgenden Wiederholungen ausgebildet. Bei Ausführungsformen, bei denen ein Zähler als Reaktion auf jedes Mal erhöht wurde, dass das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
lag, ist die Steuerung 122 zum Lesen eines Wertes von dem Zähler ausgebildet, um die Anzahl an Malen zu bestimmen. Bei anderen Ausführungsformen ist die Steuerung 122 zum Lesen der Ergebnisse , die mit den vorherigen Zeitschritten der vorbestimmten Anzahl an aufeinanderfolgenden Wiederholungen assoziiert sind, aus dem Speicher und zum Zählen einer Anzahl an Malen, dass das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
lag, ausgebildet .
Falls die bestimmte Anzahl an Malen eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, fährt das Verfahren 200 mit einem Schritt des Detektierens eines Fehlers in dem Stromsensor als Reaktion darauf fort (Block 260). Insbesondere ist die Steuerung 122 zum Detektieren eines Fehlers in einem des Stromsensors 116 oder des Spannungssensors 118 als Reaktion darauf ausgebildet, dass die bestimmte Anzahl an Malen, dass das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder der Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
lag, eine vorbestimmte Schwelle (z. B. 20 %) überschreitet. Bei wenigstens einer Ausführungsform werden Fehler des Spannungssensors 118 unter Verwendung anderer Detektionsprozesse detektiert und ist die Steuerung 122 zum Detektieren eines Fehlers des Stromsensors 116 als Reaktion darauf ausgebildet, dass die bestimmte Anzahl an Malen die vorbestimmte Schwelle (z. B. 20 %) überschreitet. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum periodischen Anpassen der vorbestimmten Schwelle mit der Zeit als eine Funktion der gemessenen Temperatur T, einer Leistungsfähigkeit des Temperatursensors 120, einer Zellenalterung der Batterie 102, eines Pulsprofils, des Ladezustands der Batterie 102, einer Polarität des Batteriestroms I und/oder einer nichtkompensierten Phasendifferenz zwischen der Batteriespannung U und dem Batteriestrom I ausgebildet. Außerdem ist die Steuerung 122 bei manchen Ausführungsformen zum Anpassen der vorbestimmten Schwelle als eine Funktion einer Herstellungsvariabilität der Batterie 102, als eine konstante oder einmalige Anpassung ausgebildet.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Steuerung 122 als Reaktion auf das Detektieren des Sensorfehlers ferner zum Durchführen irgendeiner Art von bessernder Operation ausgebildet sein. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Betätigen der Schalter 112 und 114 zum Öffnen als Reaktion auf das Detektieren des Fehlers ausgebildet, wodurch die Anschlüsse 108 und 110 der Batterie 102 von den Lasten 104 getrennt werden. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Betreiben der Ausgabevorrichtung 124 zum Erzeugen eines hörbaren oder visuellen Alarms als Reaktion auf das Detektieren des Fehlers ausgebildet, wodurch ein Benutzer über den detektierten Sensorfehler alarmiert wird. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Übertragen eines Signals, das den detektierten Sensorfehler angibt, an eine Steuerung einer höheren Ebene zur weiteren Verarbeitung ausgebildet, wie etwa On-Board-Diagnose(OBD)-Auswertungen unter Verwendung eines Überwachungsleistungsfähigkeitsverhältnisses während der Verwendung (IUMPR) oder anderer Echtzeitüberwachungstechniken. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum Durchführen der On-Board-Diagnose(OBD)-Auswertungen selbst basierend auf der Detektion des Sensorfehlers ausgebildet.
Nach dem Detektieren oder Nichtdetektieren eines Fehlers in dem Stromsensor kehrt das Verfahren 200 zu dem Prozess des Wiederholens der Schritte des Bestimmens der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte (Block 220), des Überprüfens, ob das Verhältnis der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte innerhalb des erwarteten Bereichs für das eine (i) des Widerstands der Batterie und (ii) der Leitfähigkeit der Batterie liegt (Block 230), und des Speicherns, ob das Verhältnis außerhalb des erwarteten Bereichs des einen (i) des Widerstands der Batterie und (ii) der Leitfähigkeit der Batterie liegt (Block 240), für aufeinanderfolgende Zeitschritte der Batteriespannungs- und Batteriestromabtastwerte zurück, bis eine vorbestimmte Anzahl an Wiederholungen durchgeführt wurde.
Bei manchen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren 200 ferner einen Schritt des Bestimmens, ob die folgenden Grenzbedingungen erfüllt sind: (1) die Batterietemperatur überschreitet eine Minimaltemperaturschwelle, (2) die Änderung der Batteriespannungsabtastwerte überschreitet eine Minimalspannungsänderungsschwelle und/oder (3) der Stromwert der Batteriestromabtastwerte überschreitet eine Minimalstromschwelle (Block 270). Insbesondere ist die Steuerung 122, bevor überprüft wird, ob das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
liegt, zum Bestimmen ausgebildet, ob gewisse Grenzbedingungen erfüllt sind. Falls die Grenzbedingungen nicht erfüllt sind, ist die Steuerung 122 dazu ausgebildet, den Schritt des Überprüfens, ob das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
liegt, zu überspringen, und einfach zu dem nächsten Zeitschritt des Prozesses weiterzugehen. Bei einer Ausführungsform ist eine Grenzbedingung, dass die aktuelle Batterietemperatur T größer als eine Minimaltemperaturschwelle T_min ist, oder mit anderen Worten muss der Ausdruck T > T_min erfüllt werden, um einen Fehler aufgrund größerer Änderungen des internen Zellenwiderstands bei niedrigeren Temperaturen zu vermeiden. Bei einer Ausführungsform ist eine Grenzbedingung, dass die Änderung der Batteriespannung ΔU größer als eine minimale Änderung der Batteriespannungsschwelle ΔU_min ist, oder mit anderen Worten muss der Ausdruck ΔU > ΔU_min erfüllt werden, um Überprüfungen mit minimalen Änderungen der Batteriespannung zu vermeiden. Bei einer Ausführungsform ist eine Grenzbedingung, dass der aktuelle Batteriestrom I_s größer als eine Minimalbatteriestromschwelle Imin ist, oder mit anderen Worten muss der Ausdruck I_s > Imin erfüllt werden, um Überprüfungen bei niedrigen Strömen zu vermeiden, falls dies notwendig ist. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 dazu ausgebildet, zu bestimmen, ob jede der Grenzbedingungen T > T_min, ΔU > ΔU_min und I_s > I_min erfüllt werden, und nur als Reaktion darauf, dass alle der Grenzbedingungen erfüllt werden, zu überprüfen, ob das Verhältnis außerhalb des geschätzten Bereichs für den Widerstand R oder die Leitfähigkeit $\frac{1}{R}$
liegt. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 122 zum periodischen Anpassen der Minimaltemperaturschwelle Tmin, der Minimaländerung der Batteriespannungsschwelle ΔU_min und/oder der Minimalbatteriestromschwelle Imin mit der Zeit als eine Funktion der gemessenen Temperatur T, einer Leistungsfähigkeit des Temperatursensors 120, einer Zellenalterung der Batterie 102, eines Pulsprofils, des Ladezustands der Batterie 102, einer Polarität des Batteriestroms I und/oder einer nichtkompensierten Phasendifferenz zwischen der Batteriespannung U und dem Batteriestrom I ausgebildet. Zusätzlich ist die Steuerung 122 bei manchen Ausführungsformen zum Anpassen der Minimaltemperaturschwelle Tmin, der Minimaländerung der Batteriespannungsschwelle ΔU_min und/oder der Minimalbatteriestromschwelle I_min als eine Funktion einer Herstellungsvariabilität der Batterie 102 als eine konstante oder einmalige Anpassung ausgebildet.
Das hier beschriebene Abtastwertpaarkorrelationsverfahren verbessert die Funktionsweise des Batteriesystems 100 durch Ermöglichen, dass die Steuerung 122 Fehler des Stromsensors 116 ohne die Notwendigkeit eines sekundären Stromsensors detektiert. Des Weiteren ermöglicht das Abtastwertpaarkorrelationsverfahren bei Batteriesystemen, die einen sekundären Stromsensor beinhalten, dass die Steuerung 122 eine weitere Redundanz durch Detektieren von Fehlern, insbesondere Verstärkungsfehlern, des Stromsensor 116 bereitstellt. Im Gegensatz zu machen anderen Verfahren erfordert das hier offenbarte Abtastwertpaarkorrelationsverfahren nur eine kleine Menge an Daten, um mit dem Produzieren von Ergebnissen zu beginnen (z. B. zwei Abtastwerte), was für Echtzeitanwendungen, wie etwa eine Fehlerdetektion in einem Batteriesystem, vorteilhaft ist. Des Weiteren ermöglichen die niedrigen Rechenkosten jeder Korrelationsüberprüfung, dass das Verfahren kontinuierlich auf Hardware mit niedriger Leistungsfähigkeit und niedrigen Kosten abläuft. Das Abtastwertpaarkorrelationsverfahren wird aufgrund der intuitiven Natur von Kalibrierungsvariablen (z. B. der vorbestimmten Schwelle für Bestehen/Fehlschlagen oder der Werte für die Parameter δ_η, δ_p, T_min, ΔU_min und/oder I_min, wie oben besprochen) und der geringen gegenseitigen Abhängigkeit zwischen Kalibrierungsvariablen einfach kalibriert. Das Abtastwertpaarkorrelationsverfahren weist vorteilhafterweise eine Logik auf, die einfacher implementiert wird, weil jeder Typ einer Berechnung entweder für jeden neuen Abtastwert (für den die Grenzbedingungen erfüllt werden) oder jedes Mal, wenn die Auswertung auf höherer Ebene durchgeführt wird, durchgeführt wird. Dies steht im Gegensatz zu Algorithmen, bei denen manche Berechnungen in Abhängigkeit von dem Ergebnis anderer Berechnungen durchgeführt oder nicht durchgeführt werden.
Obwohl die Offenbarung in den Zeichnungen und der vorausgehenden Beschreibung ausführlich dargestellt und beschrieben wurde, sollten diese als von veranschaulichendem und nicht beschränkendem Charakter betrachtet werden. Es versteht sich, dass nur die bevorzugten Ausführungsformen präsentiert wurden und dass alle Änderungen, Modifikationen und weiteren Anwendungen, die innerhalb der Idee der Offenbarung liegen, als zu schützend beabsichtigt sind.

Claims

Verfahren zur Stromsensorfehlerdetektion, das Folgendes umfasst: Empfangen einer Sequenz von Batteriespannungsabtastwerten von einem Spannungssensor, der zum Messen einer Batteriespannung einer Batterie ausgebildet ist, und einer Sequenz von Batteriestromabtastwerten von einem Stromsensor, der zum Messen eines Batteriestroms der Batterie ausgebildet ist; Bestimmen einer Änderung der Batteriespannungsabtastwerte über eine vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten und einer Änderung der Batteriestromabtastwerte über die vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten; Überprüfen, ob ein Verhältnis der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte innerhalb eines erwarteten Bereichs für (i) einen Widerstand der Batterie oder (ii) eine Leitfähigkeit der Batterie liegt; und Detektieren eines Fehlers in dem Stromsensor basierend darauf, ob das Verhältnis innerhalb des erwarteten Bereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte ferner Folgendes umfasst: Bestimmen der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte als eine Differenz zwischen einem Wert der Batteriespannungsabtastwerte bei einem ersten Zeitschritt und eines Wertes der Batteriespannungsabtastwerte bei einem zweiten Zeitschritt, wobei der zweite Zeitschritt eine erste vorbestimmte Anzahl an Zeitschritten nach dem ersten Zeitschritt ist; und Bestimmen der Änderung der Batteriestromabtastwerte als eine Differenz zwischen einem Wert der Batteriestromabtastwerte bei einem dritten Zeitschritt und einem Wert der Batteriestromabtastwerte bei einem vierten Zeitschritt, wobei der vierte Zeitschritt die erste vorbestimmte Anzahl an Zeitschritten nach dem dritten Zeitschritt ist, wobei der dritte Zeitschritt eine zweite vorbestimmte Anzahl an Zeitschritten vor oder nach dem ersten Zeitschritt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Empfangen einer Batterietemperaturmessung von einem Temperatursensor, der zum Messen einer Temperatur der Batterie ausgebildet ist; und Bestimmen des erwarteten Bereichs basierend auf der Batterietemperaturmessung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Detektieren ferner Folgendes umfasst: Detektieren des Fehlers basierend darauf, dass das Verhältnis außerhalb des erwarteten Bereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Wiederholen der Schritte des Bestimmens und Überprüfens für aufeinanderfolgende Zeitschritte der Batteriespannungsabtastwerte und Batteriestromabtastwerte; Speichern für jede Wiederholung der Überprüfung, ob das Verhältnis außerhalb des erwarteten Bereichs liegt; Bestimmen, nach einer vorbestimmten Anzahl an Wiederholungen der Überprüfung, einer Anzahl an Malen der vorbestimmten Anzahl an Wiederholungen, dass das Verhältnis außerhalb des erwarteten Bereichs lag; und Detektieren des Fehlers als Reaktion darauf, dass die Anzahl an Malen eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner Folgendes umfasst: Anpassen des erwarteten Bereichs und/oder der vorbestimmten Schwelle basierend auf (i) einer Zellenalterung der Batterie, (ii) einem Ladezustand der Batterie, (iii) einer Polarität des Batteriestroms und/oder (iv) einer Phasendifferenz zwischen dem Batteriestrom und der Batteriespannung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Überprüfen ferner Folgendes umfasst: Durchführen der Überprüfung nur dann, falls (i) eine Batterietemperatur der Batterie eine Minimaltemperaturschwelle überschreitet, (ii) die Änderung der Batteriespannungsabtastwerte eine Minimalspannungsänderungsschwelle überschreitet und/oder (iii) ein aktueller Wert der Batteriestromabtastwerte eine Minimalstromschwelle überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner Folgendes umfasst: Anpassen der Minimaltemperaturschwelle, der Minimalspannungsänderungsschwelle und/oder der Minimalstromschwelle basierend auf (i) einer Zellenalterung der Batterie, (ii) einem Ladezustand der Batterie, (iii) einer Polarität des Batteriestroms und/oder (iv) einer Phasendifferenz zwischen dem Batteriestrom und einer Batteriespannung.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Betreiben einer Ausgabevorrichtung zum Erzeugen (i) eines hörbaren Alarms oder (ii) eines visuellen Alarms als Reaktion auf das Detektieren des Fehlers.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Betätigen wenigstens eines Schalters als Reaktion auf das Detektieren des Fehlers, um die Batterie von wenigstens einer Last zu trennen.
Batteriesystem, das Folgendes umfasst: eine Batterie, die wirkverbunden ist, um Leistung an wenigstens eine Last zu liefern; einen Spannungssensor, der zum Messen einer Batteriespannung der Batterie ausgebildet ist; einen Stromsensor, der zum Messen eines Batteriestroms der Batterie ausgebildet ist; und eine Steuerung, die mit dem Spannungssensor und dem Stromsensor wirkverbunden ist, wobei die Steuerung zu Folgendem ausgebildet ist: Empfangen einer Sequenz von Batteriespannungsabtastwerten von dem Spannungssensor und einer Sequenz von Batteriestromabtastwerten von dem Stromsensor; Bestimmen einer Änderung der Batteriespannungsabtastwerte über eine vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten und einer Änderung der Batteriestromabtastwerte über die vorbestimmte Anzahl an Abtastwerten; Überprüfen, ob ein Verhältnis der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte und der Änderung der Batteriestromabtastwerte innerhalb eines erwarteten Bereichs für (i) einen Widerstand der Batterie oder (ii) eine Leitfähigkeit der Batterie liegt; und Detektieren des Fehlers in dem Stromsensor basierend darauf, ob das Verhältnis innerhalb des erwarteten Bereichs liegt.
Batteriesystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem ausgebildet ist: Bestimmen der Änderung der Batteriespannungsabtastwerte als eine Differenz zwischen einem Wert der Batteriespannungsabtastwerte bei einem ersten Zeitschritt und eines Wertes der Batteriespannungsabtastwerte bei einem zweiten Zeitschritt, wobei der zweite Zeitschritt eine erste vorbestimmte Anzahl an Zeitschritten nach dem ersten Zeitschritt ist; und Bestimmen der Änderung der Batteriestromabtastwerte als eine Differenz zwischen einem Wert der Batteriestromabtastwerte bei einem dritten Zeitschritt und einem Wert der Batteriestromabtastwerte bei einem vierten Zeitschritt, wobei der vierte Zeitschritt die erste vorbestimmte Anzahl an Zeitschritten nach dem dritten Zeitschritt ist, wobei der dritte Zeitschritt eine zweite vorbestimmte Anzahl an Zeitschritten nach dem ersten Zeitschritt ist.
Batteriesystem nach Anspruch 11, das ferner Folgendes umfasst: einen Temperatursensor, der zum Messen einer Temperatur der Batterie ausgebildet ist, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem ausgebildet ist: Empfangen einer Batterietemperaturmessung von dem Temperatursensor; und Bestimmen des erwarteten Bereichs basierend auf der Batterietemperaturmessung.
Batteriesystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem ausgebildet ist: Detektieren des Fehlers als Reaktion darauf, dass das Verhältnis außerhalb des erwarteten Bereichs liegt.
Batteriesystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem ausgebildet ist: Wiederholen der Bestimmung und des Überprüfens für aufeinanderfolgende Zeitschritte der Batteriespannungsabtastwerte und Batteriestromabtastwerte; Speichern für jede Wiederholung der Überprüfung, ob das Verhältnis außerhalb des erwarteten Bereichs liegt; Bestimmen, nach einer vorbestimmten Anzahl an Wiederholungen der Überprüfung, einer Anzahl an Malen der vorbestimmten Anzahl an Wiederholungen, dass das Verhältnis außerhalb des erwarteten Bereichs lag; und Detektieren des Fehlers als Reaktion darauf, dass die Anzahl an Malen eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
Batteriesystem nach Anspruch 15, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem ausgebildet ist: Anpassen des erwarteten Bereichs und/oder der vorbestimmten Schwelle basierend auf (i) einer Zellenalterung der Batterie, (ii) einem Ladezustand der Batterie, (iii) einer Polarität des Batteriestroms und/oder (iv) einer Phasendifferenz zwischen dem Batteriestrom und einer Batteriespannung.
Batteriesystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem ausgebildet ist: Durchführen der Überprüfung nur dann, falls (i) eine Batterietemperatur der Batterie eine Minimaltemperaturschwelle überschreitet, (ii) die Änderung der Batteriespannungsabtastwerte eine Minimalspannungsänderungsschwelle überschreitet und/oder (iii) ein aktueller Wert der Batteriestromabtastwerte eine Minimalstromschwelle überschreitet.
Batteriesystem nach Anspruch 17, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem ausgebildet ist: Anpassen der Minimaltemperaturschwelle, der Minimalspannungsänderungsschwelle und/oder der Minimalstromschwelle basierend auf (i) einer Zellenalterung der Batterie, (ii) einem Ladezustand der Batterie, (iii) einer Polarität des Batteriestroms und/oder (iv) einer Phasendifferenz zwischen dem Batteriestrom und einer Batteriespannung.
Batteriesystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem ausgebildet ist: Betreiben einer Ausgabevorrichtung zum Erzeugen (i) eines hörbaren Alarms oder (ii) eines visuellen Alarms als Reaktion auf das Detektieren des Fehlers.
Batteriesystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem ausgebildet ist: Betätigen wenigstens eines Schalters als Reaktion auf das Detektieren des Fehlers, um die Batterie von der wenigstens einen Last zu trennen.