本發(fā)明涉及一種用于確定受檢電池的阻抗的電路布置結(jié)構(gòu)，所述受檢電池帶有第一極性的第一受檢電池極和第二極性的第二受檢電池極，所述電路布置結(jié)構(gòu)包括

-用于連接第一受檢電池極的第一檢驗連接端和用于連接第二受檢電池極的第二檢驗連接端，

-與檢驗連接端相連接的交流電源，能借助于該交流電源在連接狀態(tài)中將交流電流施加到受檢電池上，

-與檢驗連接端和交流電源并聯(lián)的電壓采集裝置，借助于該電壓采集裝置能采集在各檢驗連接端之間存在的電壓曲線，

此外，本發(fā)明涉及一種用于確定受檢電池的阻抗的方法，所述受檢電池帶有第一極性的第一受檢電池極和第二極性的第二受檢電池極，所述方法包括下述步驟：

a)借助于連接到受檢電池的受檢電池極上的交流電源將交流電流施加到受檢電池上，從而在受檢電池極上引起相應(yīng)調(diào)制的電壓，

b)借助于與交流電源和受檢電池并聯(lián)地連接到其受檢電池極上的電壓采集裝置采集所引起的電壓的曲線，

c)通過比較施加的交流電流和所引起的電壓的曲線確定受檢電池的阻抗。

背景技術(shù)：

從WO 2012/088555 A1中已知一種這樣的電路布置結(jié)構(gòu)和一種這樣的方法。阻抗是電池的重要特性，從該阻抗例如可以確定其老化狀態(tài)。在一種已知的電路布置結(jié)構(gòu)中，交流電源與檢驗連接端相連接，受檢電池可以連接到所述檢驗連接端上。此外，電路布置結(jié)構(gòu)具有用于測量在各檢驗連接端之間存在的、所引起的電壓曲線的電壓表。

眾所周知，在電池的各極上施加的交流電流產(chǎn)生調(diào)制的電壓回應(yīng)，從而可以通過比較、特別是通過復(fù)雜的除法確定電池的阻抗。實際上這通常通過確定在施加的電流和所引起的電壓信號之間的相移以及其真實振幅的除法進行。為了更詳細地描述電池的特性，通常在不同的電流或者電壓頻率的情況下和/或以復(fù)雜的、與純正弦振動偏差的激勵信號實施測量，其中，頻譜技術(shù)的整個寬度供本領(lǐng)域技術(shù)人員使用。因此，就這點而言也談及阻抗譜。

利用電壓表采集的電壓曲線由時間上恒定的直流分量(即受檢電池的開路電壓和與交流電流施加相關(guān)的時間上變化的交流分量組成，其中，僅從交流分量能確定對于阻抗確定重要的參數(shù)、如相位信息。然而同時，由于共同采集相對于交流分量大的直流分量使精確地確定交流分量變得困難，因為該直流分量幾乎占據(jù)電壓表的整個分辨范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于，這樣進一步構(gòu)造一種同類型的電路布置結(jié)構(gòu)，使得可以以更高的分辨率采集在電壓曲線中包含的交流分量。

所述任務(wù)與權(quán)利要求1前序部分的特征相聯(lián)系地通過下述方式解決，即，所述電壓采集裝置具有

-用于測量在電壓測量單元的兩個測量連接端之間存在的電壓曲線的電壓測量單元，以及

-與電壓測量單元串聯(lián)的、提供直流電壓的補償電壓源，所述補償電壓源帶有第一極性的第一極和第二極性的第二極，

其中，補償電壓源的第一極與第一檢驗連接端相連接，補償電壓源的第二極與第一測量連接端相連接并且第二測量連接端與第二檢驗連接端相連接。

此外，所述任務(wù)與權(quán)利要求6前序部分的特征相聯(lián)系地通過下述方式解決，即，所述電壓采集裝置具有

-用于測量在電壓測量單元的兩個測量連接端之間存在的電壓曲線的電壓測量單元，以及

-與電壓測量單元串聯(lián)的、提供直流電壓的補償電壓源，所述補償電壓源帶有第一極性的第一極和第二極性的第二極，

其中，補償電壓源的第一極與第一受檢電池極相連接，補償電壓源的第二極與第一測量連接端相連接并且第二測量連接端與第二受檢電池極相連接，從而在采集所引起的電壓的曲線時通過補償電壓源的直流電壓至少部分地補償所述電壓的直流分量。

優(yōu)選的實施形式是從屬權(quán)利要求的技術(shù)方案。

因此按照本發(fā)明，原本的測量電壓相反地連接反向直流電壓，該反向直流電壓補償原本的測量電壓的相應(yīng)的直流分量。換而言之，消除原本的測量電壓的直流電壓補償，從而引起的測量電壓僅還由通過交流電流影響迫使的交流分量和(在不完全的補償中)直流分量的減少的余量組成。后者可以通過使補償電壓匹配于受檢電池的開路電壓而完全減少到零。

可以不同地設(shè)計負責(zé)產(chǎn)生交流分量的交流電流，該交流電流施加到受檢電池上。為此，例如可以使用特定頻率的正弦形的交流電流。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員與阻抗譜相關(guān)地同樣已知一系列其他可能性。例如交流電流不必強制地構(gòu)造為正弦形。決定性的僅是，可以從交流電流曲線和所測量的電壓曲線確定受檢電池的阻抗。例如可以以利用在檢驗連接端之一和交流電源之間串聯(lián)的電流測量單元測量交流電流曲線。但是當(dāng)然備選地也可能的是，直接從交流電源或者控制交流電源的控制單元讀出交流電流曲線。

在本發(fā)明的一種有利的實施形式中規(guī)定，由所述補償電壓源提供的直流電壓在預(yù)定的公差內(nèi)與電池的開路電壓相等。由此可以以有利的方式幾乎完全補償受檢電池的開路電壓并且因此以極高的分辨率以及因此特別精確地確定電壓曲線的交流分量。

在按照本發(fā)明的電路布置結(jié)構(gòu)的另一種實施形式中規(guī)定，所述補償電壓源構(gòu)成為能控制的直流電壓源。所述實施形式能實現(xiàn)將電路布置結(jié)構(gòu)以有利的方式用于受檢電池，該受檢電池具有不同的開路電壓。因此，省去為了確定第二受檢電池的阻抗而必須更換補償電壓源的必要性。例如可以在施加交流電流前測量受檢電池的開路電壓并且在能控制的補償電壓源上操控相應(yīng)的反向電壓。

換而言之，一種方法被視為有利的，在該方法中使用能控制的補償電壓源，這樣操控該補償電壓源，使得其在采集由交流電流施加到受檢電池而引起的電壓的曲線前提供直流電壓，在預(yù)定的公差內(nèi)該直流電壓與受檢電池的開路電壓相等。能控制的補償電壓源例如可以以數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器的形式實現(xiàn)，該數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器與所實施的調(diào)整相關(guān)地提供相應(yīng)的直流電壓。

在按照本發(fā)明的電路布置結(jié)構(gòu)的另一種優(yōu)選的實施形式中規(guī)定，所述補償電壓源包括電池或者電容器。因此，使用電容器特別是有利的，因為其構(gòu)成成本極其低廉的補償電壓源。與之相反不利的是，電容器由于泄漏電流在充電過程后相對快地再次放電。因此，備選地規(guī)定，所述補償電壓源包括電池。使用電池雖然相對于電容器明顯成本更為密集并且較不靈活，然而與電容器相反地，泄漏電流對于產(chǎn)生的補償電壓的作用較小。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過選擇補償電壓源使電路布置結(jié)構(gòu)匹配于相應(yīng)的要求。

特別優(yōu)選地規(guī)定，在適用電容器或者電池作為補償電壓源的實施形式中，所述電壓采集裝置此外具有橋接電壓測量單元的開關(guān)。由此，如在另一種按照本發(fā)明的方法的實施形式中規(guī)定，由補償電壓源提供的直流電壓可以在施加交流電流前非常精確地調(diào)整至受檢電池的開路電壓，其方式是先閉合開關(guān)并且接著為了將交流電流施加到受檢電池以及為了采集電壓曲線而重新打開所述開關(guān)。受檢電池本身通過閉合開關(guān)而用于為電容器充電或者匹配補償電池的電壓。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點由以下特別說明和附圖得出。

附圖說明

圖中示出：

圖1示出一種按照本發(fā)明的電路布置結(jié)構(gòu)的第一實施形式連同連接的受檢電池，

圖2示出一種按照本發(fā)明的電路布置結(jié)構(gòu)的第二實施形式連同連接的受檢電池。

具體實施方式

在圖1中可見按照本發(fā)明的帶有第一檢驗連接端11和第二檢驗連接端12的電路布置結(jié)構(gòu)的實施例。受檢電池2的第一受檢電池極21連接到第一檢驗連接端11并且受檢電池2的第二受檢電池極22連接到第二檢驗連接端12。此外，在圖1中示出與檢驗連接端11、12相連接的交流電源14以及與檢驗連接端11、12和交流電源14并聯(lián)的電壓采集裝置16。電壓采集裝置16具有電壓測量單元161和補償電壓源162。補償電壓源162在圖1中示出的實施例中構(gòu)成為帶有第一極1621和第二極1622的電容器。附加地，電壓采集裝置16具有橋接電壓測量單元161的開關(guān)163。此外，在圖1中可見，補償電壓源162的第一極1621通過接地線與第一檢驗連接端11相連接，補償電壓源162的第二極1622與電壓測量單元161的第一測量連接端1611相連接并且電壓測量單元161的第二測量連接端1612與第二檢驗連接端12相連接。在圖1中同樣示出，在補償電壓源162上存在相應(yīng)于受檢電池2的開路電壓U_ovc的電壓。為此，在受檢電池2連接到檢驗連接端11、12上后，閉合開關(guān)163。在借助于交流電源14將交流電流施加到受檢電池2前，重新打開開關(guān)163。因此結(jié)果，由受檢電池的開路電壓U_ocv和與施加交流電流相關(guān)地在時間上變化的交流分量U*組成的電壓存在于檢驗連接端11、12之間，該電壓的曲線由電壓采集裝置采集。補償電壓源162補償由電壓采集裝置采集的電壓曲線的直流分量U_ocv，從而在測量連接端1611和1612之間測量的電壓曲線僅包含交流分量U*。由此，對于阻抗確定重要的交流分量U*可以以高精確度由電壓測量單元161測量，并且借助于未示出的且與電壓采集單元相連接的阻抗確定單元利用交流電流曲線聯(lián)系出阻抗值。為此，阻抗確定單元控制交流電源14，從而施加到受檢電池2的交流電流曲線已經(jīng)儲存在所述阻抗確定單元中。

圖2示出按照本發(fā)明的電路布置結(jié)構(gòu)的另一種實施例，在所述實施例中補償電壓源162構(gòu)成為數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，由此，由補償電壓源162提供的并且在其第一和第二極之間存在的直流電壓能相應(yīng)地調(diào)整。在圖2中示出的實施例中，由補償電壓源162提供的電壓精確地調(diào)整至受檢電池2的開路電壓，因此，如在圖1說明中已經(jīng)闡述，在電壓采集裝置上采集的電壓曲線中的通過將交流電流施加到受檢電池而產(chǎn)生的交流分量可以以高精確度由電壓測量單元測量。接著，電壓曲線的所測量的交流分量傳送到未示出的阻抗確定單元，該阻抗確定單元從傳送的電壓曲線和交流電流曲線確定受檢電池2的阻抗。在圖2中示出的實施例中，通過未示出的、在交流電源1和第二檢驗連接端22之間串聯(lián)的電流測量單元采集交流電流曲線并且將其傳送到阻抗確定單元。

當(dāng)然，在特別說明中討論的和在附圖中示出的實施形式僅示出本發(fā)明的示意性的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員鑒于此處的公開內(nèi)容得出廣泛的變型可能性。

附圖標記列表

1 電路布置結(jié)構(gòu)

2 受檢電池

21 第一受檢電池極

22 第二受檢電池極

11 第一檢驗連接端

12 第二檢驗連接端

14 交流電源

16 電壓采集裝置

161 電壓測量單元

1611 電壓測量單元的第一測量連接端

1612 電壓測量單元的第二測量連接端

162 補償電壓源

1621 補償電壓源的第一極

1622 補償電壓源的第二極

163 開關(guān)