用于檢驗電流測量的方法、用于執(zhí)行該方法的電路、蓄電池和機(jī)動車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于檢驗電流測量的方法。該方法包括通過用于電流測量的裝置(18)測量待測量的電流IM的第一步驟。該方法包括將待測量的電流IM與檢驗電流IP疊加成為合成電流IRes＝IM+IP的第二步驟。該合成電流IRes在第三步驟中通過用于電流測量的裝置(18)在第二步驟的時間間隔內(nèi)被測量。接著在第四步驟中檢驗在第三步驟中所測量的合成電流IRes是否相應(yīng)于在第一步驟中所測量的電流IM加上在第二步驟中所疊加的檢驗電流IP的已知大小的和。此外提出一種用于執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明的方法的電路、包括該電路的蓄電池和包括該蓄電池的機(jī)動車。
【專利說明】用于檢驗電流測量的方法、用于執(zhí)行該方法的電路、蓄電池和機(jī)動車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢驗電流測量的方法和一種電路，通過該電路能夠執(zhí)行用于檢驗電流測量的方法。此外，本發(fā)明涉及具有依據(jù)本發(fā)明的電路的蓄電池以及具有依據(jù)本發(fā)明的蓄電池的機(jī)動車。
【背景技術(shù)】
[0002]在將來，無論是在例如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的靜止的應(yīng)用中，在被設(shè)置為混合動力或者電動車輛的機(jī)動車中，還是在例如筆記本電腦或者移動電話機(jī)的電子裝置中，都將使用關(guān)于其可靠性、安全性、效率和使用壽命都提出非常高的要求的新的蓄電池系統(tǒng)。
[0003]在至少部分地電驅(qū)動的車輛中使用電的能量存儲器，以用于存儲用于電機(jī)的電的能量，該電機(jī)支持驅(qū)動裝置或者作為驅(qū)動裝置使用。在新一代的車輛中使用所謂的鋰離子蓄電池。鋰離子蓄電池通過高的能量密度和尤其小的自放電脫穎而出。鋰離子蓄電池單池具有至少一個正電極和至少一個負(fù)電極(陰極或者陽極)，鋰離子(Li+)能夠以可逆的方式嵌入或者重新脫嵌。
[0004]圖1示出了如何能夠?qū)蝹€的蓄電池單元10組合成蓄電池模塊12并且繼續(xù)組合成蓄電池14。這通過蓄電池單元10的電極的未示出的并聯(lián)或者串聯(lián)電路來實現(xiàn)。在此，蓄電池模塊12或者蓄電池14通過定義由至少兩個蓄電池單池10組成，其中，蓄電池14和蓄電池模塊12的概念經(jīng)常同義地使用。蓄電池14的電壓例如在直流120和600伏特之間。
[0005]在用于車輛的驅(qū)動技術(shù)的多個蓄電池(牽引蓄電池)的情況下，為確定充電狀態(tài)和出于安全的理由，必須測量多個蓄電池單池的導(dǎo)入電流和導(dǎo)出電流。因此必須知曉電流傳感器的功能性并且因此能夠通過適宜的措施獲取該功能性。在許多情況下電流的獲取借助根據(jù)電阻原理工作的電流傳感器(分流器)進(jìn)行。用于獲取電流的另一種可能性在于使用這樣的多個傳感器，其獲取通過導(dǎo)體中的電流流動引起的圍繞該導(dǎo)體的磁場并且由此反推出該電流流動。為能夠?qū)崿F(xiàn)冗余的測量，也能夠同時使用兩種測量原理，由此電流借助兩種不同的測量原理測量。
[0006]文獻(xiàn)DE 10 2009 046 564 Al公開了一種具有高電壓網(wǎng)絡(luò)和一個低電壓網(wǎng)絡(luò)的蓄電池系統(tǒng)。該高電壓網(wǎng)絡(luò)包括蓄電池模塊，而該低電壓網(wǎng)絡(luò)包括蓄電池控制單元(B⑶)。給多個蓄電池單池分配多個單池監(jiān)控單元來測量該多個蓄電池單池的電壓。此外該文獻(xiàn)公開了一種借助測量電阻(分流器)和霍爾傳感器的冗余的電流測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明提供一種用于檢驗電流測量的方法。在第一步驟中通過用于電流測量的裝置測量待測量的電流IM。在第二步驟中將待測量的電流Im與檢驗電流Ip疊加成合成電流Iltes = IM+IP。在第二步驟的時間間隔內(nèi)執(zhí)行的第三步驟通過用于電流測量的裝置測量合成電流IKes。在第四步驟中檢驗在第三步驟中所測量的合成電流Iltes是否相應(yīng)于在第一步驟中所測量的電流Im加上在第二步驟中所疊加的檢驗電流Ip的已知大小的和。
[0008]為在第四步驟中執(zhí)行的檢驗提供可用的結(jié)果，應(yīng)該保證，在第一步驟中所測量的待測量的電流Im和在第二步驟中待測量的電流Im—樣大。那么這例如是以下情況，即當(dāng)關(guān)于待測量的電流Im存在另外的信息時，例如待測量的電流Im是否恒定或者沒有待測量的電流Im(Im = O)的流動。在本發(fā)明的方法在機(jī)動車中應(yīng)用的情況下，如果該機(jī)動車處于靜止?fàn)顟B(tài)，則待測量的電流Im例如為恒定；相反，在測量待測量的電流Im的系統(tǒng)過渡到靜止?fàn)顟B(tài)前或者在該系統(tǒng)起動時沒有待測量的電流Im (Im = O)流動。
[0009]本發(fā)明以這樣的認(rèn)識為基礎(chǔ)，即通過給通過第一測量獲知的電流(待測量的電流Im)疊加已知大小的電流(檢驗電流Ip)，能夠檢驗電流測量并且因此檢驗用于電流測量的裝置。通過疊加這兩個電流，它們相加成為合成電流Iltes = IM+IP，該合成電流Iltes在第二測量中被同樣地測量。接著檢驗在第二測量中測量的合成電流Iltes是否相應(yīng)于在第一測量中所測量的待測量的電流Im加上所疊加的檢驗電流Ip的和。如果是這種情況，則保證用于電流測量的裝置正確地測量通過導(dǎo)體的電流流動的差。該反應(yīng)能夠作為該單元的正確的功能的證據(jù)使用，因此從中能夠得出測量的絕對值也正確。
[0010]因此為用于電流測量的裝置的檢驗不需要借助第二傳感器的任何冗余的設(shè)計，由此能夠節(jié)省成本。
[0011]在用于電流測量的裝置的正常的運行中待測量的電流Im相應(yīng)于第一步驟被測量，而不在其上疊加檢驗電流Ip。如果現(xiàn)在根據(jù)第二和第三步驟要把待測量的電流Im與已知大小的檢驗電流Ip疊加，則例如為此使用電流源，該電流源在第二并且因此也在第三步驟期間接通，而它在第一步驟關(guān)斷。
[0012]借助一個優(yōu)選的提供通過其在第二和第三步驟引導(dǎo)檢驗電流Ip的開關(guān)裝置的步驟，用于電流供給的裝置能夠以簡單的方式方法疊加待測量的電流Im和檢驗電流Ip。借助另一個優(yōu)選的識別所述開關(guān)裝置的開關(guān)狀態(tài)的步驟于是能夠推斷出檢驗電流Ip的流動。如果開關(guān)裝置斷開，則不流過檢驗電流Ip ;如果閉合，則流過檢驗電流Ip。這樣對閉合的開關(guān)裝置的識別尤其能夠用作用于按照第四步驟的檢驗的觸發(fā)器。
[0013]此外提供一種用于執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明的用于檢驗電流測量的方法的電路。該電路包括用于電流測量的裝置和電流源，其中，該電流源被構(gòu)造用于根據(jù)需要將已知大小的檢驗電流Ip疊加在待測量的電流Im上。這點這樣發(fā)生，使得用于電流測量的裝置能夠測量合成電流 IKes = IM+Ipo
[0014]該電流源能夠根據(jù)需要被激活，由此提供實際恒定的檢驗電流Ip供使用并且將其疊加在待測量的電流Im上。此外該檢驗電流Ip優(yōu)選是可調(diào)整的，由此它能夠根據(jù)各種需要例如取決于待測量的電流Im來調(diào)整。該少量對用于電流測量的裝置的附加需要的結(jié)構(gòu)部件能夠容易地設(shè)置在已有的測量模塊內(nèi)。
[0015]優(yōu)選地，能夠在電流源和用于電流測量的裝置之間連接開關(guān)裝置，此外該開關(guān)裝置優(yōu)選是晶體管。在這種情況下電流源能夠持久地保持被激活，通過開關(guān)開關(guān)裝置，例如通過控制單元，能夠根據(jù)需要對待測量的電流Im疊加檢驗電流Ip。從開關(guān)裝置的開關(guān)狀態(tài)于是能夠推斷出檢驗電流Ip是否流動。
[0016]可接通的電流源能夠優(yōu)選通過電壓源、電阻和開關(guān)裝置的串聯(lián)電路實現(xiàn)。通過該設(shè)計方案能夠?qū)崿F(xiàn)簡單實施的電流源。[0017]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的設(shè)計方案，用于電流測量的裝置是具有分析電路的測量電阻。該分析電路測量在測量電阻上的壓降，該壓降表示用于通過測量電阻流動的電流的計量。為不使在電阻上產(chǎn)生大的損失功率，通常該電阻選擇得非常小，使得在該電阻上僅產(chǎn)生小的壓降，該壓降由分析電路放大。
[0018]此外提供一種包括依據(jù)本發(fā)明的電路的蓄電池。通過依據(jù)本發(fā)明的電路的簡單而低成本的結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠降低蓄電池的成本。
[0019]優(yōu)選地，該蓄電池是鋰離子蓄電池，其包括多個鋰離子二次蓄電池。通過使用鋰離子技術(shù)能夠獲得特別高的能量存儲密度，這尤其在電力驅(qū)動的領(lǐng)域?qū)е逻M(jìn)一步的優(yōu)勢。
[0020]此外提供一種包括依據(jù)本發(fā)明的蓄電池的機(jī)動車。該蓄電池通常被設(shè)置用于給車輛的電力驅(qū)動系統(tǒng)供給能量。
[0021]本發(fā)明的有利的擴(kuò)展在從屬權(quán)利要求中說明并且能夠從說明書中摘引。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]根據(jù)附圖和隨后的說明詳細(xì)解釋本發(fā)明的實施例。其中:
[0023]圖1示出了蓄電池單池、蓄電池模塊和蓄電池(現(xiàn)有技術(shù))；
[0024]圖2示出了一種依據(jù)本發(fā)明的電路，其中，未對待測量的電流Im疊加檢驗電流Ip ;以及
[0025]圖3示出了一種依據(jù)本發(fā)明的電路，其中，對待測量的電流Im疊加檢驗電流Ip?！揪唧w實施方式】
[0026]已經(jīng)參照圖1解釋了現(xiàn)有技術(shù)。
[0027]圖2示出了一種依據(jù)本發(fā)明的電路，其中，由用于電流測量的裝置18獲取在電導(dǎo)體內(nèi)流動的待測量的電流IM。該用于電流測量的裝置18能夠照常通過測量電阻16和分析電路17實現(xiàn)。電流源20通過開關(guān)裝置與由待測量的電流Im流過的電導(dǎo)體在該用于電流測量的裝置18的前面和后面導(dǎo)電連接。
[0028]在正常的測量運行中開關(guān)裝置22斷開，不流過檢驗電流Ip。因此用于電流測量的裝置18僅測量待測量的電流IM。這也用作依據(jù)本發(fā)明的方法的第一步驟。這根據(jù)圖2通過測量電阻16結(jié)合分析電路17來進(jìn)行。分析電路17還能夠放大和評估小的壓降，該壓降用作通過測量電阻16的電流的計量。
[0029]依據(jù)本發(fā)明的方法的第二和第三步驟按照圖3通過接通開關(guān)裝置22執(zhí)行。開關(guān)裝置22閉合，已知大小的檢驗電流Ip流過開關(guān)裝置22并且因此通過測量電阻16。
[0030]通過測量電阻16結(jié)合分析電路17測量產(chǎn)生的電流Iltes，其相應(yīng)于待測量的電流Im和檢驗電流Ip的和。在待測量的電流Im在開關(guān)裝置22閉合的情況下具有和待測量的電流Im在開關(guān)裝置22斷開的情況下同樣的大小的前提下，于是能夠檢驗電流測量。這通過比較在開關(guān)裝置22斷開和閉合的情況下所測量的電流進(jìn)行。那么在開關(guān)裝置22閉合的情況下測量的合成電流Iltes必須相應(yīng)于在開關(guān)裝置22斷開的情況下待測量的電流Im和已知大小的檢驗電流Ip的和。如果不是這種情況，則能夠得出用于電流測量的裝置18的功能故障。然而應(yīng)該注意，如果待測量的電流Im在開關(guān)裝置22斷開的情況下不與待測量的電流Im在開關(guān)裝置22閉合的情況下一致，這樣的偏離也會導(dǎo)致這種結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢驗電流測量的方法，其包括以下步驟: (I)借助于用于電流測量的裝置(18)測量待測量的電流Im; (II)將所述待測量的電流Im與檢驗電流Ip疊加以產(chǎn)生合成電流Iltes= I?+IP ； (III)在步驟(II)的時間間隔內(nèi)通過所述用于電流測量的裝置(18)測量所述合成電流 IRes ； (IV)檢驗在步驟(III)中所測量的所述合成電 流Iltes是否相應(yīng)于在步驟⑴中所測量的所述電流Im加上在步驟(II)中所疊加的所述檢驗電流Ip的已知的大小的和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括提供開關(guān)裝置(22)的步驟，通過所述開關(guān)裝置(22)在步驟(II)和(III)中引導(dǎo)所述檢驗電流Ip。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其還包括識別所述開關(guān)裝置(22)的開關(guān)狀態(tài)的步驟，根據(jù)所述開關(guān)狀態(tài)能夠推斷出所述檢驗電流Ip的流動。
4.用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的、用于檢驗電流測量的方法的電路，其包括用于電流測量的裝置(18)和電流源(20)。其中，所述電流源(20)被構(gòu)造用于根據(jù)需要將已知大小的檢驗電流Ip疊加在待測量的電流Im上，使得所述用于電流測量的裝置(18)能夠測量合成電流Iltes = I?+IPo
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中，開關(guān)裝置(22)連接在所述電流源(20)和用于電流測量的所述裝置(18)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其中，所述開關(guān)裝置(22)是晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6之一所述的電路，其中，用于電流測量的所述裝置是具有分析電路的測量電阻。
8.一種蓄電池(14)，其包括根據(jù)權(quán)利要求4至7之一所述的電路。
9.一種機(jī)動車，其包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓄電池(14)。
【文檔編號】G01R35/00GK104024871SQ201280061486
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月14日
【發(fā)明者】P·考普 申請人:羅伯特·博世有限公司, 三星Sdi株式會社