WO2011057846A1 - Batteriemanagementeinheit zur schätzung der batterieimpendanz - Google Patents

Batteriemanagementeinheit zur schätzung der batterieimpendanz Download PDF

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WO2011057846A1
WO2011057846A1 PCT/EP2010/063974 EP2010063974W WO2011057846A1 WO 2011057846 A1 WO2011057846 A1 WO 2011057846A1 EP 2010063974 W EP2010063974 W EP 2010063974W WO 2011057846 A1 WO2011057846 A1 WO 2011057846A1
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Andre Boehm
Sven Gaebler
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Sb Limotive Company Ltd.
Sb Limotive Germany Gmbh
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    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements

Definitions

  • propulsion batteries which contain a large number of series connected electrochemical cells, preferably lithium-ion or nickel-metal hydride battery cells.
  • a battery management unit serves to monitor the drive battery and should ensure the highest possible service life in addition to safety monitoring.
  • each individual cell is measured together with the battery current and the battery temperature and a state estimation, in particular an estimate of the state of charge and possibly the aging state of the drive battery is made.
  • a state estimation in particular an estimate of the state of charge and possibly the aging state of the drive battery is made.
  • each individual or at least one representative selection of cells is modeled with the aid of a mathematical model of a cell and a control-technical observer structure, and their relevant parameters tracked.
  • Fig. 1 shows the structure of a cell model commonly used in such an observer. It has a fraction which represents the Open Circuit Voltage (OCV) and a second component which can vary in complexity depending on the model used and represents the impedance of the battery cell. This impedance component significantly determines the voltage change under load compared to the idle state.
  • OCV Open Circuit Voltage
  • the open circuit voltage is a function of the state of charge.
  • a typical waveform for a lithium-ion cell is shown in FIG.
  • the state of charge can again be represented as an integration of the battery current and behaves basically steadily.
  • the state of charge is subject to only moderate change gradients.
  • the open circuit voltage also changes only slowly and steadily, as can be easily understood in a calculation example:
  • the battery current changes by orders of magnitude within seconds. Changes in the battery current result in a corresponding change in the battery voltage caused by the battery impedance portion of the battery voltage.
  • the open circuit voltage is subtracted from the measured battery voltage.
  • the traction battery is under load, so that a current value for the open circuit voltage is not available and therefore must also be used on a value derived from a model. Therefore, the accuracy of the open-circuit voltage estimation affects the accuracy of the battery impedance estimation and thus limits the quality of determination for the model parameters of the battery cells.
  • the object of the invention is to enable an improved mathematical determination of the relevant parameters of a battery cell.
  • a first aspect of the invention introduces a battery management unit having a controller, a current sensor, and a voltage sensor.
  • the electricity Sor is designed to determine a battery current and output as a series of current readings to the controller.
  • the voltage sensor is configured to determine a battery voltage and output to the controller as a series of voltage readings.
  • the controller is configured to determine from the current readings and the voltage readings a first estimate for a state of charge, a second estimate for a battery impedance, and a third estimate for an open circuit voltage.
  • the controller is configured to highly-filter the voltage measurement values and to determine the second battery impedance estimate as a function of the high-pass filtered voltage measurements and the third open-circuit voltage estimate.
  • the battery management unit or the method performed by it for determining the relevant parameters of the battery model has the advantage that only the fast variable part of the battery voltage caused by the battery impedance is taken into account for the tracking of the parameters of the impedance model. Thereby, the parameters battery impedance and open circuit voltage can be separated from each other, so that the impedance model remains unaffected by the accuracy of the estimation of the open circuit voltage and the reliability of the modeling and the statements made about the state of the drive battery is increased.
  • all embodiments of the invention may also include a temperature sensor (or other sensors disposed on the battery) configured to determine a battery temperature and output to the controller as a series of temperature readings.
  • the controller is then configured to determine the first, second and third estimates using the temperature measurements.
  • the controller is configured to determine the second estimate as a function of a difference of the high-pass filtered voltage measurements and the third open-circuit voltage estimate.
  • the prediction of the battery impedance from the impedance model is continuously compared with the current measured value of the battery voltage, which is already slowly changing due to the high-pass filtering Proportion of open circuit voltage was freed.
  • the impedance model can be constantly adapted to the actual conditions and updated.
  • the controller may be configured to determine the second estimated value as the ratio of the difference between the high-pass-filtered voltage measured values and the third open-circuit voltage estimate to a current measured value.
  • the battery impedance is determined by dividing the difference of the high-pass filtered voltage readings and the third open-circuit voltage estimate by a current sense value.
  • the controller has a control-technical observer, which is designed to determine the second estimated value.
  • Observers are a well-known control technique that continuously adapts a model for an observed system to the actual behavior of the system and, based on the model, allows statements about non-directly determinable internal state variables of the system.
  • the controller may include an integrator configured to integrate the current measurements and to determine the first estimate of the state of charge as a function of the integrated current measurements.
  • the controller may also be configured to determine the third open-circuit voltage estimate as a function of the first state-of-charge estimate.
  • the controller preferably contains a table which in each case assigns a third estimated value for the open-circuit voltage to a multiplicity of possible first estimates for the state of charge.
  • the controller may also be configured to determine a fourth estimate of an aging condition. As the drive battery ages, its relevant parameters worsen. Thus, the open circuit voltage decreases and the battery impedance increases. If these parameters are determined for a given drive battery, a statement about their aging state is also possible.
  • a second aspect of the invention relates to a battery having a plurality of battery cells and a battery management unit according to the first aspect of the invention.
  • a third aspect of the invention introduces motor vehicles with an electric drive motor for driving the motor vehicle and a drive battery, wherein the drive battery is designed as a battery according to the second aspect of the invention.
  • Fig. 1 shows a conventional structure of a cell model for use in an observer
  • FIG. 2 shows a typical curve of the open-circuit voltage as a function of the state of charge for a lithium-ion cell
  • FIG. 3 shows a block diagram of an observer structure for adapting the parameters of the cell impedance model.
  • Fig. 1 shows a conventional structure of a cell model for use in an observer.
  • a voltage source 1 1 represents the no-load voltage Uocv of the battery cell. Due to the battery current I-BATT, the battery impedance 12 generates a second voltage component L which, summed with the no-load voltage Uocv, gives the battery voltage UBATT. If the drive battery is loaded with a high load, a correspondingly large battery current I B ATT flows, SO that the battery voltage UBATT with respect to the open-circuit voltage Uocv breaks down by an amount corresponding to the battery impedance 12.
  • open circuit voltage Uocv and battery impedance 12 are themselves variable, so that For example, these quantities must be modeled by a control-technical observer structure and tracked by continuous observation of the actual system.
  • Fig. 2 shows a typical curve of the open circuit voltage as a function of the state of charge for a lithium-ion cell.
  • the state of charge is plotted in percent from 100% to 0% decreasing, the resulting open circuit voltage Uocv is plotted on the ordinate.
  • Noticeable is a short relatively rapid drop in the open-circuit voltage at the beginning of the discharge. This is followed by an area in which the open-circuit voltage remains almost constant, even though the battery cell continues to discharge. Only for very low states of charge breaks the open circuit voltage quickly.
  • the extreme areas of the curve are avoided to avoid damage to the battery cell by over-discharge or over-charging. As the battery cell ages, the curve will shift to lower open circuit voltages and the open circuit voltage will drop faster or earlier during discharge. Therefore, it is possible with appropriate modeling of the open circuit voltage to make a statement about the aging of the battery cell.
  • FIG. 3 shows a block diagram of an observer structure for adapting the parameters of the cell impedance model.
  • Input variable of the observer structure with the modeled system 31 and the impedance model 32 is the rapidly varying battery current I B ATT
  • the for the battery current I B ATT resulting battery voltage UBATT is measured and pass filtered 33 high in a high-pass filter to the contribution of the slowly varying To eliminate no-load voltage Uocv and so the measured voltage U
  • the impedance model 32 provides for the measured battery current I B ATT a prediction U'iMp for the impedance-dependent part L of the expected battery voltage U'BATT, which is compared with the actual impedance-dependent part L by subtraction in a subtractor 34.
  • the difference between the predicted value and the measured value is in turn fed back into the impedance model 32 in order to adapt the state variables which form part of the impedance model 32 to the observation.
  • the high-pass filtering of the invention has the advantage here that the state variables which are part of the impedance model 32 are not corrupted by changes in the open-circuit voltage, because these slow changes are filtered out of the measurements of the battery voltage UBATT.

Abstract

Eine Batteriemanagementeinheit mit einem Controller, einem Stromsensor und einem Spannungssensor. Der Stromsensor ist ausgebildet, einen Batteriestrom zu bestimmen und als Reihe von Strommesswerten an den Controller auszugeben. Der Spannungssensor ist ausgebildet, eine Batteriespannung zu bestimmen und als Reihe von Spannungsmesswerten an den Controller auszugeben. Der Controller ist ausgebildet, aus den Strommesswerten und den Spannungsmesswerten einen ersten Schätzwert für einen Ladezustand, einen zweiten Schätzwert für eine Batterieimpedanz und einen dritten Schätzwert für eine Leerlaufspannung zu bestimmen. Der Controller ist außerdem ausgebildet, die Spannungsmesswerte hochpasszufiltern und den zweiten Schätzwert für die Batterieimpedanz als Funktion der hochpassgefilterten Spannungsmesswerte und des dritten Schätzwertes für die Leerlaufspannung zu bestimmen.

Description

Beschreibung
Titel
BATTERIEMANAGEMENTEINHEIT ZUR SCHÄTZUNG DER BATTERIEIMPENDANZ
Stand der Technik
In Hybrid- und Elektrofahrzeugen werden Antriebsbatterien eingesetzt, die eine große Anzahl in Serie geschalteter elektrochemischer Zellen, vorzugsweise Lithium-Ionen- oder Nickel-Metallhydrid-Batteriezellen, enthalten. Eine Batteriemanagementeinheit dient dabei zur Überwachung der Antriebsbatterie und soll neben der Sicherheitsüberwachung eine möglichst hohe Lebensdauer gewährleisten.
Dazu wird die Spannung jeder einzelnen Zelle zusammen mit dem Batteriestrom und der Batterietemperatur gemessen und eine Zustandsschatzung, insbesondere eine Schätzung des Ladezustands und ggf. des Alterungszustandes, der Antriebsbatterie vorgenommen. Üblicherweise wird dabei jede einzelne oder wenigstens eine repräsentative Auswahl von Zellen mit Hilfe eines mathematischen Modells einer Zelle und einer regelungstechnischen Beobachterstruktur modelliert und deren maßgeblichen Parameter nachgeführt.
Fig. 1 zeigt die Struktur eines üblicherweise in einem solchen Beobachter eingesetzten Zellmodells. Es besitzt einen Anteil, der die Leerlaufspannung (Open- Circuit Voltage, OCV) abbildet, und einem zweiten Anteil, der je nach verwendetem Modell unterschiedlich komplex ausfallen kann und die Impedanz der Batteriezelle repräsentiert. Dieser Impedanzanteil bestimmt maßgeblich die Spannungsänderung unter Last im Vergleich zum Ruhezustand.
Die Leerlaufspannung ist eine Funktion des Ladezustandes. Ein typischer Kurvenverlauf für eine Lithium-Ionenzelle ist in Fig. 2 abgebildet. Der Ladezustand kann wiederum als Integration des Batteriestroms dargestellt werden und verhält sich grundsätzlich stetig. In typischen Anwendungen wie Hybrid- oder Elektro- fahrzeugen ist der Ladezustand nur moderaten Änderungsgradienten unterworfen. Damit ändert sich die Leerlaufspannung ebenfalls nur langsam und stetig, wie an einem Rechenbeispiel einfach nachvollzogen werden kann:
In einem Elektrofahrzeug mit einer Reichweite von 100 km, welches mit 100 km/h gefahren wird, wird die Antriebsbatterie innerhalb einer Stunde vollständig entladen. Beträgt der Unterschied der Leerlaufspannung zwischen vollgeladener und vollständig entladener Batteriezelle z.B. 1V, so ändert sich diese Spannung im Mittel pro Zelle um 1V pro Stunde, also etwa 0,28 mV/s.
Im Gegensatz hierzu ändert sich der Batteriestrom beispielsweise bei Umschalten von Beschleunigen (Motorbetrieb) auf Abbremsen (Generatorbetrieb) innerhalb von Sekunden um Größenordnungen. Änderungen des Batteriestroms haben eine entsprechende Änderung des durch den Batteriestrom aufgrund der Batterieimpedanz verursachten Anteils der Batteriespannung zur Folge.
Zur Nachführung der Parameter des Modells für die Batterieimpedanz ist es notwendig, den Anteil der momentan vorliegenden Batteriespannung, der durch die Impedanz bei einem aktuell fließenden Batteriestrom hervorgerufen wird, zu bestimmen. Dazu wird von der gemessenen Batteriespannung die Leerlaufspannung abgezogen. Im Betrieb ist die Antriebsbatterie jedoch unter Last, so dass ein aktueller Wert für die Leerlaufspannung nicht zur Verfügung steht und daher ebenfalls auf einen aus einem Modell gewonnenen Wert zurückgegriffen werden muss. Daher beeinflusst die Genauigkeit des Schätzung der Leerlaufspannung die Genauigkeit der Schätzung der Batterieimpedanz und begrenzt so die Bestimmungsgüte für die Parameter des Modells der Batteriezellen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, eine verbesserte rechnerische Bestimmung der maßgeblichen Parameter einer Batteriezelle zu ermöglichen.
Ein erster Erfindungsaspekt führt eine Batteriemanagementeinheit mit einem Controller, einem Stromsensor und einem Spannungssensor ein. Der Stromsen- sor ist ausgebildet, einen Batteriestrom zu bestimmen und als Reihe von Strommesswerten an den Controller auszugeben. Der Spannungssensor ist ausgebildet, eine Batteriespannung zu bestimmen und als Reihe von Spannungsmesswerten an den Controller auszugeben. Der Controller ist ausgebildet, aus den Strom messwerten und den Spannungsmesswerten einen ersten Schätzwert für einen Ladezustand, einen zweiten Schätzwert für eine Batterieimpedanz und einen dritten Schätzwert für eine Leerlaufspannung zu bestimmen. Erfindungsgemäß ist der Controller ausgebildet, die Spannungsmesswerte hochpasszufiltern und den zweiten Schätzwert für die Batterieimpedanz als Funktion der hoch- passgefilterten Spannungsmesswerte und des dritten Schätzwertes für die Leerlaufspannung zu bestimmen.
Die Batteriemanagementeinheit bzw. das von ihr durchgeführte Verfahren zur Bestimmung der maßgeblichen Parameter des Batteriemodells besitzt den Vorteil, dass für die Nachführung der Parameter des Impedanzmodells nur der durch die Batterieimpedanz verursachte schnell veränderliche Teil der Batteriespannung berücksichtigt wird. Dadurch können die Parameter Batterieimpedanz und Leerlaufspannung voneinander getrennt werden, so dass das Impedanzmodell unbeeinflusst von der Genauigkeit der Schätzung der Leerlaufspannung bleibt und die Zuverlässigkeit der Modellierung und der daraus getroffenen Aussagen über den Zustand der Antriebsbatterie erhöht wird.
Alle Ausführungen der Erfindung können selbstverständlich auch einen Temperatursensor (oder weitere an der Batterie angeordnete Sensoren) enthalten, der ausgebildet ist, eine Batterietemperatur zu bestimmen und als Reihe von Temperaturmesswerten an den Controller auszugeben. Der Controller ist dann ausgebildet, den ersten, zweiten und dritten Schätzwert unter Einbeziehung der Temperaturmesswerte zu bestimmen.
Bevorzugt ist der Controller ausgebildet, den zweiten Schätzwert als Funktion einer Differenz der hochpassgefilterten Spannungsmesswerte und des dritten Schätzwertes für die Leerlaufspannung zu bestimmen. In dieser Ausführung der Erfindung wird die Vorhersage der Batterieimpedanz aus dem Impedanzmodell fortlaufend mit dem aktuellen Messwert der Batteriespannung verglichen, welcher durch die Hochpassfilterung bereits von dem nur langsam veränderlichen Anteil der Leerlaufspannung befreit wurde. Dadurch kann das Impedanzmodell ständig an die tatsächlichen Gegebenheiten angepasst und aktualisiert werden.
Dabei kann der Controller ausgebildet sein, den zweiten Schätzwert als Verhältnis der Differenz der hochpassgefilterten Spannungsmesswerte und des dritten Schätzwertes für die Leerlaufspannung zu einem Strommesswert zu bestimmen. Im einfachsten Fall wird die Batterieimpedanz durch Division der Differenz der hochpassgefilterten Spannungsmesswerte und des dritten Schätzwertes für die Leerlaufspannung durch einen Strommesswert bestimmt.
Besonders bevorzugt weist der Controller einen regelungstechnischen Beobachter auf, der ausgebildet ist, den zweiten Schätzwert zu bestimmen. Beobachter stellen ein bekanntes regelungstechnisches Mittel dar, welches fortlaufend ein Modell für ein beobachtetes System an das tatsächliche Verhalten des Systems anpasst und auf der Grundlage des Modells Aussagen über nicht direkt bestimmbare innere Zustandsvariablen des Systems erlaubt.
Der Controller kann einen Integrator aufweisen, der ausgebildet ist, die Strommesswerte zu integrieren und den ersten Schätzwert für den Ladezustand als Funktion der integrierten Strommesswerte zu bestimmen.
Der Controller kann zudem ausgebildet sein, den dritten Schätzwert für die Leerlaufspannung als Funktion des ersten Schätzwertes für den Ladezustand zu bestimmen. Dabei enthält der Controller bevorzugt eine Tabelle, welche einer Vielzahl von möglichen ersten Schätzwerten für den Ladezustand jeweils einen dritten Schätzwert für die Leerlaufspannung zuordnet.
Der Controller kann außerdem ausgebildet sein, einen vierten Schätzwert für einen Alterungszustand zu bestimmen. Mit zunehmender Alterung der Antriebsbatterie verschlechtern sich ihre maßgeblichen Parameter. So sinkt die Leerlaufspannung und die Batterieimpedanz erhöht sich. Werden diese Parameter für eine gegebene Antriebsbatterie bestimmt, wird auch eine Aussage über deren Alterungszustand möglich. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen und einer Batteriemanagementeinheit gemäß dem ersten Erfindungsaspekt.
Ein dritter Erfindungsaspekt führt Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeuges und einer Antriebsbatterie ein, wobei die Antriebsbatterie als Batterie nach dem zweiten Erfindungsaspekt ausgeführt ist.
Kurzbeschreibung der Abbildungen
Die Erfindung wird im folgenden anhand von einigen Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine übliche Struktur eines Zellmodells zur Verwendung in einem Beobachter;
Fig. 2 einen typischen Kurvenverlauf der Leerlaufspannung als Funktion des Ladezustandes für eine Lithium-Ionenzelle; und
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Beobachterstruktur zur Adaption der Parameter des Zellimpedanzmodells.
Detaillierte Beschreibung der Abbildungen
Fig. 1 zeigt eine übliche Struktur eines Zellmodells zur Verwendung in einem Beobachter. Eine Spannungsquelle 1 1 repräsentiert die Leerlaufspannung Uocv der Batteriezelle. Die Batterieimpedanz 12 erzeugt aufgrund des Batteriestromes I- BATT eine zweite Spannungskomponente L , welche summiert mit der Leerlaufspannung Uocv die Batteriespannung UBATT ergibt. Wird die Antriebsbatterie mit einer hohen Last belastet, fließt ein entsprechend großer Batteriestrom IBATT, SO dass die Batteriespannung UBATT gegenüber der Leerlaufspannung Uocv um einen der Batterieimpedanz 12 entsprechenden Betrag einbricht. Allerdings sind Leerlaufspannung Uocv und Batterieimpedanz 12 selbst Veränderliche, so dass diese Größen beispielsweise durch eine regelungstechnische Beobachterstruktur modelliert und durch fortlaufende Beobachtung des tatsächlichen Systems nachgeführt werden müssen.
Fig. 2 zeigt einen typischen Kurvenverlauf der Leerlaufspannung als Funktion des Ladezustandes für eine Lithium-Ionenzelle. Der Ladezustand ist in Prozent von 100% auf 0% sinkend aufgetragen, die sich daraus ergebende Leerlaufspannung Uocv ist auf der Ordinate aufgetragen. Auffällig ist ein kurzer relativ schneller Abfall der Leerlaufspannung bei Beginn der Entladung. Anschließend schließt sich ein Bereich an, in dem die Leerlaufspannung nahezu konstant bleibt, obwohl sich die Batteriezelle fortlaufend weiter entlädt. Erst für sehr niedrige Ladezustände bricht die Leerlaufspannung schnell ein. In der Praxis werden die extremen Bereiche der Kurve vermieden, um eine Beschädigung der Batteriezelle durch Tiefentladung oder Überladung zu vermeiden. Bei Alterung der Batteriezelle wird sich die Kurve zu niedrigeren Leerlaufspannungen hin verschieben und die Leerlaufspannung bei der Entladung schneller schneller bzw. früher abfallen. Daher ist es bei geeigneter Modellierung der Leerlaufspannung möglich, eine Aussage über die Alterung der Batteriezelle zu treffen.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Beobachterstruktur zur Adaption der Parameter des Zellimpedanzmodells. Eingangsgröße der Beobachterstruktur mit dem zu modellierenden System 31 und dem Impedanzmodell 32 ist der schnell veränderliche Batteriestrom IBATT- Die sich für den Batteriestrom IBATT ergebende Batteriespannung UBATT wird gemessen und in einem Hochpassfilter 33 hoch- passgefiltert, um den Beitrag der langsam veränderlichen Leerlaufspannung Uocv zu eliminieren und so die gemessene Spannung U|Mp zu erhalten. Das Impedanzmodell 32 liefert für den gemessenen Batteriestrom IBATT eine Vorhersage U'iMp für den impedanzabhängigen Teil L der zu erwartenden Batteriespannung U'BATT, welcher mit dem tatsächlichen impedanzabhängigen Teil L durch Differenzbildung in einem Subtraktor 34 verglichen wird. Die Differenz des vorhergesagten Wertes und des gemessenen wird wiederum in das Impedanzmodell 32 rückgeführt, um die Zustandsvariablen, die Teil des Impedanzmodells 32 bilden, an die Beobachtung anzupassen. Die Hochpassfilterung der Erfindung hat hierbei den Vorteil, dass die Zustandsvariablen, die Teil des Impedanzmodells 32 sind, nicht durch Änderungen der Leerlaufspannung verfälscht werden, weil diese langsamen Änderungen aus den Messwerten der Batteriespannung UBATT herausgefiltert werden.

Claims

Ansprüche
1 . Eine Batteriemanagementeinheit mit einem Controller, einem Stromsensor und einem Spannungssensor, wobei der Stromsensor ausgebildet ist, einen Batteriestrom zu bestimmen und als Reihe von Strommesswerten an den Controller auszugeben, wobei der Spannungssensor ausgebildet ist, eine Batteriespannung zu bestimmen und als Reihe von Spannungsmesswerten an den Controller auszugeben, und wobei der Controller ausgebildet ist, aus den Strom messwerten und den Spannungsmesswerten einen ersten Schätzwert für einen Ladezustand, einen zweiten Schätzwert für eine Batterieimpedanz und einen dritten Schätzwert für eine Leerlaufspannung zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller ausgebildet ist, die Spannungsmesswerte hochpasszufiltern und den zweiten Schätzwert für die Batterieimpedanz als Funktion der hochpassgefilterten Spannungsmesswerte und des dritten Schätzwertes für die Leerlaufspannung zu bestimmen.
2. Die Batteriemanagementeinheit von Anspruch 1 , bei der der Controller ausgebildet ist, den zweiten Schätzwert als Funktion einer Differenz der hochpassgefilterten Spannungsmesswerte und des dritten Schätzwertes für die Leerlaufspannung zu bestimmen.
3. Die Batteriemanagementeinheit von Anspruch 2, bei der der Controller ausgebildet ist, den zweiten Schätzwert als Verhältnis der Differenz der hochpassgefilterten Spannungsmesswerte und des dritten Schätzwertes für die Leerlaufspannung zu einem Strommesswert zu bestimmen.
4. Die Batteriemanagementeinheit von einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Controller einen regelungstechnischen Beobachter aufweist, der ausgebildet ist, den zweiten Schätzwert zu bestimmen.
5. Die Batteriemanagementeinheit von einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Controller einen Integrator aufweist, der ausgebildet ist, die Strommesswerte zu integrieren und den ersten Schätzwert für den Ladezustand als Funktion der integrierten Strommesswerte zu bestimmen.
6. Die Batteriemanagementeinheit von einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Controller ausgebildet ist, den dritten Schätzwert für die Leerlaufspannung als Funktion des ersten Schätzwertes für den Ladezustand zu bestimmen.
7. Die Batteriemanagementeinheit von Anspruch 6, bei der der Controller eine Tabelle enthält, welche einer Vielzahl von möglichen ersten Schätzwerten für den Ladezustand jeweils einen dritten Schätzwert für die Leerlaufspannung zuordnet.
8. Die Batteriemanagementeinheit von einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Controller ausgebildet ist, einen vierten Schätzwert für einen Alterungszustand zu bestimmen.
9. Eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen und einer Batteriemanagementeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeuges und einer Antriebsbatterie, welche als Batterie nach Anspruch 9 ausgeführt ist.
PCT/EP2010/063974 2009-11-10 2010-09-22 Batteriemanagementeinheit zur schätzung der batterieimpendanz WO2011057846A1 (de)

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