针对用于保护电池装置的保护方法进行检查的方法

技术领域

本发明涉及一种针对用于保护电池装置、尤其是电池装置电极的保护方法进行检查的方法以及一种用于执行这种方法的检查装置和一种相应的计算机程序产品。

背景技术

已知的是应该保护电池装置，以减缓这种电池装置的老化过程。在已知的电池装置中存在老化过程，其可使电池在其功率能力方面老化。老化过程基于化学和物理原理。在电池装置老化方面的问题原因是在电池装置的相应电极上形成层膜。在电池装置工作时，即在充放电时或在电能储蓄和释放时，电子或离子转移至相应电极。在此转移过程中可能出现转移仅部分成功，物质通过这种方式沉积在电极上。如果材料沉积累加，则在电极上出现层膜，其对于电子或离子的转移起到隔绝作用。层膜的分布面积越大或者说层膜设计得越厚，电池装置的功率能力越差，与此相应地，其健康状态或其老化状态越不佳。

用于限制电池装置老化的已知解决方案着眼于主动影响电池装置的温度。因为温度影响到电池老化状态的化学和物理过程，故调温可以通过已知的解决方案提供保护电池装置以免快速老化的可能方式。但在采用所述调温时不利的是，它削弱了电池装置的可用性，尤其在施加调温功能期间。另外，调温本身需要相对高的能量需求量，以便例如加热冷的电池装置或冷却过热的电池装置。

发明内容

因此，本发明的任务是至少部分消除前述的缺点。本发明的任务尤其是以廉价简单的方式检查一种用于保护电池装置、尤其是电池装置电极的保护方法。

根据本发明，这通过一种针对用于保护电池装置、尤其是电池装置电极的保护方法进行控制的方法来提供。这种方法具有以下步骤：

-监测该电池装置的至少一个电池电参数，

-监测该电池装置的工作电流的至少一个电池参数，

-监测该电池装置的干扰电流的至少一个干扰参数，

-基于该电池参数和/或该工作参数将所监测的干扰参数、所监测的工作参数和/或所监测的电池参数与至少一个对比参数相比较。

前述任务通过一种具有权利要求1的特征的方法、一种具有权利要求12的特征的检查装置和一种具有权利要求14的特征的计算机程序产品来完成。本发明的其它的特征和细节来自从属权利要求、说明书和图。在此，关于本发明方法所描述的特征和细节显然也关于本发明的检查装置以及本发明的计算机程序产品是适用的，反之亦然，故关于对各个发明方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。

根据本发明的方法的基础是发生一种用于保护电池装置且尤其是电池装置的电极或其它部件的保护方法。这种保护方法尤其是如下的保护方法，其采用干扰电流。“干扰电流”在本发明意义上是指如下电流，其以与电池装置的工作电流分开的方式被施加至电池装置。因此，例如在电池装置的充电状态中通过充电电流提供工作电流。这种工作电流的相应的工作参数是这种充电电流的电流频率和电流幅值。电池电参数在这种情况下例如是电池装置的基本充电状态，但或者直接是老化状态，也称为健康状况(SOH)。其它的电池电参数也可以通过电池装置的充电状态、即荷电状态(SOC)来提供。

在本发明意义上的保护方法中，工作电流现在与如下干扰电流叠加，其具有至少一个规定的干扰参数。根据本发明，干扰电流在此尤其在至少一个电流参数方面优选不同于工作电流。这种电流参数在此优选形成相应的干扰参数。尤其是，这种干扰参数也是干扰电流的电流幅值和/或电流频率。

在此，根据本发明，无论干扰电流以有针对性的方式被主动施加，还是作为电池装置的电路中的现有干扰电流被识别且因此根据本发明被有意容忍，这并不重要。但优选的是，采用主动的保护方法，其基于电池参数和电池电流的工作参数来确定相应的干扰参数并产生干扰电流以及被施加到工作电流。

根据本发明，现在不仅以可控方式执行这种保护方法，也还通过本发明方法监测它。这种监测通过与至少一个对比参数的比较来进行。优选地，对比参数在此直接或间接地基于电池参数和/或工作参数。因此可以想到，对比参数通过所述工作参数或电池参数来直接形成。但是，该对比参数也能以间接方式体现电池参数和/或工作参数，或甚至形成其共同组合。

因此根据本发明，该方法的最后步骤现在提供反馈，该反馈允许以可控方式监测用于保护电极的保护方法。首先，它用于就数量或质量而言将所监测的干扰参数、所监测的工作参数或所监测的电池参数与对比参数相比较，进而进行监测。在最简单情况下，它用于直接监测保护方法且进而达成质量保证。因此，原则上可以通过这种方式来定性监测，以使该保护功能按照正确方向以及以正确设计的干扰电流质量和数量来提供。但是，也还可以实现定量监测，从而保护作用的量不仅可被监测，也可以如随后还将描述的那样针对随后的干扰电流通过反馈被改善。

换言之，现在可以直接或间接地监测干扰方法，并且在电池装置的整个使用期间的表现得到改善，或甚至以改善的方式被使用以实现更长的电池装置工作时间。

有利的是，在本发明的方法中基于电池装置的模拟模型来执行该比较，模拟模型尤其至少考虑以下参数之一：

-电池装置的老化状态；

-电池装置的充电状态；

-电池装置的温度；

-干扰参数的质量和/或数量；

-工作参数的质量和/或数量；

-电池参数的质量和/或数量。

前面的列举是非穷举的清单。各个数据在此例如可以由测试台提供，因此一次性被导入到相应的模拟模型中。但也可以想到，模拟模型不止单纯以数字呈现数据，更具有所谓的人工智能或神经元网络。通过这种方式，所述使用不仅可以用在车辆中，也可以用在电池装置的其它固定式应用中。

还有利的是，在本发明的方法中，在干扰电流施加过程结束之后，将电池参数和/或工作参数与对比参数相比较。虽然原则上本发明的方法显然可以连续地、半连续地或逐步地定期进行，但当尤其在施加干扰电流之后通过对比参数可评估干扰电流效果时，可获得重要优点。该对比参数在此优选涉及的是施加干扰电流之前的状况或没有施加干扰电流时的状况。换言之，现在该电池参数、尤其是例如电池装置的老化状态或者工作参数例如电池装置的工作电流在施加干扰电流之后被监测并且与关于工作参数或电池参数的对比参数相比较。现在例如可以想到，作为在干扰电流施加之后的电池参数，将老化状态与相应的对比参数相比较。在这种情况下，对比参数也体现老化状态，因此，根据对比参数的老化状态与根据在施加干扰电流之后的电池参数所确定的老化状态之差可被确定。现在，该差值可以说明干扰电流是否和以何种定性方式达成期望作用。

在根据前一段落的方法中可行的是，对比参数具有在施加干扰电流之前和/或期间的电池参数和/或工作参数。因此，在前一段落中说明的比较还以更具体的方式实现。因而理想地，例如在施加干扰电流之后的电池参数可以是在干扰电流之后的老化状态，并且现在与呈在施加干扰电流之前的老化状态形式的对比参数相比较。因此，所述老化和进而在干扰电流之前和干扰电流之后的两个相应老化状态之差可被相互比较。这允许确定电池装置功率能力在施加干扰电流的整个过程中降低。尤其是这指明了在施加干扰电流期间老化速度的快慢。除了在施加干扰电流前后的单纯比较外，这显然在施加干扰电流期间也是可想到的，因此所述检查不仅在保护机制结束之后提供监测功能，也在执行这种保护机制期间提供监测功能。

也可能有利的是，在根据前面段落的方法中，针对随后的干扰电流施加来考虑该比较结果。因此如果现在可以在对电池装置施加干扰电流作用的同时实现关于其质量的评估，则现在可以将效果评估用以在随后施加时以变化的方式产生或允许干扰电流。换言之，不仅可以提供根据本发明的质量监测，反馈也还改善本发明保护方法过程的质量。所述反馈不仅可在单独的电池装置中完成，但也可针对多个电池装置来完成。因此，效果评估例如能被反馈且回存到上级数据云，以便从那里给在其它使用地点的其它电池装置提供相应反馈。显然也可行的是，针对电池装置的前述模拟模型进行反馈，以便在本发明方法的连续工作中附加地改善模拟模型的质量。

进一步有利的是，在本发明方法中，作为电池参数采用在干扰电流之后的电池装置老化状态以及呈在干扰电流之前和/或干扰电流期间的电池装置老化参数形式的对比参数。因此能明确地将老化状态相互比较，从而在干扰电流变化过程中都能识别老化速度。尤其是可以通过这种方式证明减弱的老化，进而执行干扰电流的效果检查。如已经多次说明地，随后不仅可以进行有关未来施加的干扰电流的反馈，也可以进行有关呈电池装置模拟模型形式的老化模型的反馈。

进一步有利的是，在本发明方法中在所述老化状态的比较中确定老化梯度。因此可以确定老化状态的加剧或老化状态的减弱，从而老化速度可以用作干扰电流效果的质量特征。这允许将质量纳入尽量精简的唯一对比参数或效果参数中且可供用于进一步评估。

当在本发明的方法中将比较结果用于尤其生成随后的干扰参数时，可以获得其它优点。这种反馈现在是干扰检查反馈，其允许在主动产生干扰参数和主动产生干扰电流时针对未来的干扰电流状况按照来自过去的干扰电流状况的认识来对其作出调整。因此，反馈并非仅允许在干扰电流本身内的调整，而是可以说允许将连续自学习系统用于未来施加电极保护方法。

另外，在本发明的方法中为了所述比较而采用至少一个外部电池装置的对比参数，这带来了优点。如已经描述地，可能可行的是在云端中回存比较结果，进而提供给其它电池装置。如果电池装置例如以位置固定的方式被用在截然不同的地理使用状况下或以可移动的方式处于不同的车辆中，则本发明的方法可以通过这种方式提供在电池装置之间的检查装置通信。但在这里，不必再在电池装置之间交换完整的检查数据，而是还仅交换比较结果或对比参数本身。老化状态、各个干扰电流的效果结果、但还有干扰参数和具体干扰电流的使用可通过这种方式简单、廉价地且尤其以很低的数据成本在不同的电池装置之间被交换。

也可能有利的是，在本发明的方法中，作为对比参数采用未受干扰电流影响的电池参数和/或工作参数。例如人们从相应的模拟模型中得到这种信息，或者通过与在并行测试台上运行的电池装置比较来获得。原则上，可作为模拟模型在随后的电池装置使用中所基于的测试台模型在这里也是可想到的。换言之，因此现在可将在施加干扰电流时、在施加干扰电流期间和/或在施加干扰电流之后的真实状况与没有这种干扰电流的状况相比较。因此可行的是，至少以假想方式用未被保护的电池装置执行比较，且通过这种方式至少以假想方式证明并记录延缓的老化状况或延缓的电池装置使用状态。

在本发明方法中针对对比参数采用电池装置的模拟模型，这可能带来其它优点。这种模拟模型也可以由车辆中的模拟、电池装置中的模拟来提供，但也可以由测试台上的模拟来提供。在这种情况下，现在不再需要真实的比较值，因此相应的确定成本、尤其是传感器装置的必要性可被降低。如已经多次描述地，这种模拟模型可以通过在效果检查中的相应反馈被设计成是自学习的，从而其在本发明方法的使用期间内得到改善，因此整个方法在其发明质量方面也被优化。

本发明的主题也是一种用于监控电池装置的监控装置。这种监控装置具有监测模块，用于监测电池装置的至少一个电池电参数、监测电池装置的工作电流的至少一个工作参数且监测电池装置的干扰电流的至少一个干扰参数。还设有比较模块，用于基于该电池参数和/或该工作参数将所监测的干扰参数、所监测的工作参数和/或所监测的电池参数与至少一个对比参数相比较。该监测模块和/或比较模块在此优选设计用于执行本发明的方法。因此，本发明的检查装置带来与关于本发明的方法所明确描述的一样的优点。

本发明的主题也是一种计算机程序产品，其所包含的指令在计算机运行该程序时促使计算机执行根据本发明的方法。因此，本发明的计算机程序产品也带来与关于本发明的方法所明确说明的一样的优点。

附图说明

本发明的其它的优点、特征和细节来自以下参照附图对本发明实施例加以详述的说明。附图示意性示出：

图1示出本发明的检查装置的一个实施方式，

图2示出在有工作电流时的情况，

图3示出在有干扰电流时的情况，

图4示出本发明的检查装置的一个实施方式，

图5示出在没有干扰电流的过程中的老化状态，

图6示出具有第一干扰电流的老化状态，

图7示出具有两个干扰电流的老化状态。

具体实施方式

图1示意性示出车辆中的移动式电池装置100。它在这里具有检查装置10，通过检查装置进行本发明的方法。例如基于电池电参数EBP和相应的工作参数BP，现在可以产生干扰电流IS，其被叠加到工作电流IB。干扰电流IS例如可以通过例如呈电池装置100的逆变器形式的次级构件130在其电路中产生。

依据图2和图3，简短说明这种干扰电流IS的工作方式。常规的工作电流IB例如根据图2被示出。在这里，以规定的频率和规定的幅值示出工作电流IB的两个工作参数BP。基于此，现在根据图3可以确定干扰电流IS，其中，在这里作为干扰参数SP产生了相比于工作电流IB增大的幅值和缩短的频率。干扰电流IS可以如参照图1所述的那样例如通过次级构件130来产生。也可被称为纹波电流的干扰电流IS现在被施加到工作电流IB并且可以说与之叠加。通过这种方式，可以通过化学和/或物理方式保护电池装置100的相应电极，因为在相应电极上的失谐过渡有碍于或甚至完全避免在相应电极上形成层。只要干扰电流IS与工作电流IB叠加，则出现该效果。

现在，图4示意性示出本发明的检查装置10，其允许借助监测模块20和比较模块30执行所述检查。传感器装置120例如可以用作数据输入，但模拟模型110也可以用作数据输入。

尤其很好地从图5-7中得到根据本发明的保护方法的工作方式。图5在此以线性方式示意性示出电池装置100的呈老化曲线AK形式的老化过程。关于x轴的时间，在y方向上绘制出健康状态SOH。现在在电池装置100的正常工作使用中，健康状态SOH在老化曲线AK范围内下降。在现实中，这很少是线性相关，而通常是非线性相关。现在根据本发明，可以实现用于减慢老化速度的监测。为了减慢，可以如已经描述地采用干扰电流IS。相应的例子在图6中被示出。在一时间窗内，现在施加干扰电流IS，它通过其物理和/或化学保护作用来减慢电池装置100的相应电极的老化速度。虽然所述老化确实还在发生，即，在施加干扰电流IS期间所述老化曲线AK和进而健康状态SOH仍在下降，但以减慢方式。为了现在以定性和/或定量方式确定干扰电流IS的效果且进而能保证检查，能采用各种不同的对比参数VP。尤其是，在施加干扰电流IS之后与在施加干扰电流IS之前的对比参数VP进行比较，或是与未施加干扰电流IS情况下的对比参数进行比较。相应的信息例如可以通过传感器装置120和/或模拟模型110提供。此外，图6还示出变化梯度AM，其可以被用作对比参数VP，但也可以被用作电池参数EBP。

除了如图6所示的单纯检查外，还可以实现用于随后的干扰电流IS的反馈，就像图7所示的那样。因此，现在可以从第一干扰电流IS的效果中得到用于第二干扰电流IS的反馈，其以改善的方式例如更进一步减慢老化梯度AM。针对模拟模型110的反馈自然在本发明范围内也是可想到的。

以上的实施方式说明仅在例子范围内描述本发明。显然，实施方式的各个特征只要在技术上有意义就能相互自由组合，而没有超出本发明的范围。

附图标记

10 检查装置

20 监测模块

30 比较模块

100 电池装置

110 模拟模型

120 传感器装置

130 次级构件

EBP 电池参数

BP 工作参数

IB 工作电流

SP 干扰参数

IS 干扰电流

VP 对比参数

AK 老化曲线

AM 老化梯度

SOH 健康状态