蓄能器的內(nèi)阻可以以不同的方式來確定。在車輛領(lǐng)域中，通常計算微分電阻、零相位電阻（Nullphasen-Widerstand）或歐姆電阻，并且由此確定內(nèi)阻。在公開文獻(xiàn)WO 2006037694 A1中公開了一種用于借助于微分電阻的計算來確定內(nèi)阻的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及用于確定電蓄能器的內(nèi)阻的方法。按照本發(fā)明，內(nèi)阻被確定，其方式是零相位電阻被計算，所述零相位電阻又作為要確定的內(nèi)阻被提供。在此情況下，以下方法步驟相繼地運(yùn)行：

a.對電蓄能器的模擬電壓信號和模擬電流信號進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，以便獲得數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值，

b.利用帶通濾波器圍繞零相位頻率對數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值進(jìn)行濾波，以便獲得經(jīng)濾波的電壓值和電流值，

c.檢驗(yàn)是否滿足了以下計算前提：

Ⅰ.帶通濾波器得以初始化，

Ⅱ.由經(jīng)濾波的電流值求取具有其所屬的時間點(diǎn)的電流峰值，

Ⅲ.電流峰值的數(shù)值大于閾電流值的數(shù)值，其中閾電流值的數(shù)值大于最小閾電流值的數(shù)值，其中利用最小閾電流值可以計算零相位電阻，所述零相位電阻與實(shí)際內(nèi)阻具有預(yù)先給定的最大偏差，

Ⅳ.在之前所求取的時間點(diǎn)的經(jīng)濾波的電壓值是電壓峰值，

Ⅴ.電流峰值和電壓峰值具有相同符號，

其中這些計算前提相繼地被檢驗(yàn)，然而計算前提Ⅰ也可以在方法步驟c中的任意其他位置處被檢驗(yàn)，并且其中如果計算前提之一未被滿足，那么該方法被結(jié)束，

d.如果該方法之前尚未被結(jié)束，那么由電壓峰值和電流峰值計算零相位電阻，

e.如果該方法之前尚未被結(jié)束，那么作為電蓄能器的要確定的內(nèi)阻提供零相位電阻。

在此情況下有利的是，小的電流波動或者電壓波動作為針對電蓄能器的激勵已經(jīng)足夠用于計算零相位電阻和因此用于確定電蓄能器的內(nèi)阻，如這例如在行駛期間或在關(guān)斷的電動機(jī)時情況那樣。由于電動機(jī)起動引起的電蓄能器的強(qiáng)激勵因此不再是用于能夠確定內(nèi)阻的前提。這尤其在混合動力車輛和電動車輛的情況下是有利的，所述混合動力車輛和電動車輛不具有常規(guī)的電動機(jī)起動。此外，與用于確定內(nèi)阻的其他方法、例如借助于光譜法（Spektralmethode）的方法相比，該方法僅需要小的計算耗費(fèi)，其中在所述借助于光譜法的方法情況下通過離散傅里葉變換確定內(nèi)阻。此外，為了在嵌入式系統(tǒng)中、例如在電池傳感器中使用，該方法得以優(yōu)化，并且因此不僅可以被用于主動地（aktive）確定內(nèi)阻而且可以被用于被動地（passive）確定內(nèi)阻。在此情況下，主動確定表示在特定頻率情況下以受控交變電壓來激勵電蓄能器。主要優(yōu)點(diǎn)在于，內(nèi)阻可以連續(xù)地并且與電網(wǎng)電壓無關(guān)地被計算。然而，主動確定需要具有功率電子設(shè)備的復(fù)雜硬件并且此外對電池加載荷。而被動確定表示通過三相交流發(fā)電機(jī)的電網(wǎng)電壓或通過消耗器激勵電蓄能器。由此硬件要求較低，因?yàn)閮H需要測量蓄能器的電流和電壓。這例如可以通過分流器或霍爾傳感器來實(shí)施。然而因?yàn)樵谶@種被動確定情況下，蓄能器的激勵不直接地被控制，所以如果計算前提不被滿足，那么內(nèi)阻不被更新。此外，可以通過改變閾電流值來調(diào)整內(nèi)阻的確定精度。

按照本發(fā)明的方法的一種有利的擴(kuò)展方案規(guī)定，另一方法步驟f在方法步驟a和方法步驟e之間運(yùn)行，在所述方法步驟f中，數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值的有效性被檢驗(yàn)。在此情況下，如果方法步驟a已經(jīng)成功地得以執(zhí)行，那么數(shù)字電壓值和數(shù)字電流值被看作是有效的。而在無效的數(shù)字電壓值或數(shù)字電流值情況下，結(jié)束該方法。在此情況下有利的是，該方法僅以有效的、也就是說無錯誤的測量值被繼續(xù)。由此，在有錯誤的測量值情況下，一方面可以減少計算耗費(fèi)，并且另一方面可以避免有錯誤的零相位電阻作為內(nèi)阻被提供。

按照本發(fā)明的方法的另一有利的擴(kuò)展方案規(guī)定，電流峰值或還有電壓峰值借助于先進(jìn)先出原理（First In- First Out-Prinzip，F(xiàn)IFO）被求取，所述先進(jìn)先出原理尤其是三元素先進(jìn)先出原理（FIFO）。在此情況下有利的是，F(xiàn)IFO原理是用于由多個值求取峰值的簡單手段。由此，對于所述方法步驟所需要的計算功率被保持得低。

在按照本發(fā)明的方法的一種有利的擴(kuò)展方案中規(guī)定，另一方法步驟g在方法步驟d和方法步驟e之間運(yùn)行，在所述方法步驟g中，零相位電阻的合理性被檢驗(yàn)。在此情況下，如果零相位電阻處于要預(yù)期的內(nèi)阻的理論最小極限值和理論最大極限值之間，那么該零相位電阻被看作是合理的（plausibel）。如果這不是這種情況，那么方法被結(jié)束。在此情況下有利的是，僅當(dāng)所計算的零相位電阻被歸為了合理的時，所計算的零相位電阻才在方法步驟e中作為內(nèi)阻被提供。由此可以避免提供有錯誤的零相位電阻作為內(nèi)阻。

在按照本發(fā)明的方法的另一有利的擴(kuò)展方案中規(guī)定，在方法步驟d中通過由電壓峰值和電流峰值構(gòu)成商來計算零相位電阻。在此情況下有利的是，這是用于計算零相位電阻的一種簡單可能性并且因此僅要求小的計算容量。

按照本發(fā)明的方法的一種有利的實(shí)施方式規(guī)定，另一方法步驟h在方法步驟d和方法步驟e之間運(yùn)行，在所述方法步驟h中，所計算的零相位電阻尤其借助于PT1元件被低通濾波。在此情況下有利的是，可以通過濾波減少標(biāo)準(zhǔn)偏差，所述標(biāo)準(zhǔn)偏差例如由于測量噪聲出現(xiàn)。

按照本發(fā)明的方法的另一有利的擴(kuò)展方案規(guī)定，在方法步驟d中通過構(gòu)成電壓峰值的均方根與電流峰值的均方根的商來計算零相位電阻。在此情況下有利的是，在計算零相位電阻時的精度通過這種計算方式再次被提高。

附圖說明

圖1示出用于確定電蓄能器的內(nèi)阻的按照本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例。

圖2示出用于確定電蓄能器的內(nèi)阻的按照本發(fā)明的方法的第二實(shí)施例。

圖3示出用于確定電蓄能器的內(nèi)阻的按照本發(fā)明的方法的第三實(shí)施例。

圖4示出用于確定電蓄能器的內(nèi)阻的按照本發(fā)明的方法的第四實(shí)施例。

圖1示出用于確定電蓄能器的內(nèi)阻的按照本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例。方法以開始S開始。首先，在方法步驟a中，將電蓄能器的模擬電壓信號U_analog和模擬電流信號I_analog轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓值U和數(shù)字電流值I。所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換在方法步驟a中通過第一子步驟a1和第二子步驟a2發(fā)生。在第一子步驟a1中，對模擬電壓信號U_analog和模擬電流信號I_analog進(jìn)行低通濾波，其中這例如借助于模擬低通濾波器發(fā)生。接著在第二子步驟a2中，對經(jīng)低通濾波的模擬電壓信號U_analog和經(jīng)低通濾波的模擬電流信號I_analog進(jìn)行采樣，以便獲得數(shù)字電壓值U和數(shù)字電流值I。在此情況下，對于模擬電壓信號U_analog和模擬電流信號I_analog同步地并且在采樣頻率f_Tast是最大零相位頻率f_zp,max的至少兩倍的前提下進(jìn)行采樣。在此，低通濾波用于：要采樣的信號的帶寬滿足采樣速率。此外，通過針對采樣頻率f_Tast的前提遵守奈奎斯特香農(nóng)（Nyquist-Shannon）采樣定理。數(shù)字電壓值U和數(shù)字電流值I在接著的方法步驟b中被濾波。在此情況下，濾波借助于帶通濾波器發(fā)生，所述帶通濾波器圍繞零相位頻率f_zp濾波。在所述零相位頻率f_zp處，阻抗角大致為零。零相位頻率f_zp例如與蓄能器的類型、溫度和荷電狀態(tài)（Ladungszustand）有關(guān)。在鉛電池的情況下，零相位頻率f_zp典型地處于300Hz和1kHz之間。通過帶通濾波，獲得經(jīng)濾波的電壓值U_filt和經(jīng)濾波的電流值I_filt。在另一方法步驟c中，接著多個計算前提相繼地被檢驗(yàn)。一旦甚至僅這些計算前提中的一個不被滿足，該方法也提前被結(jié)束。在此情況下，結(jié)束被表示為結(jié)束E。該方法典型地在結(jié)束之后再次以開始S開始。根據(jù)計算前提Ⅰ檢驗(yàn)：帶通濾波器是否被初始化。因此例如在n階帶通濾波器情況下，帶通濾波器只有在n次采樣的（n abgetasteten）值后才被初始化，其中n這里是自然數(shù)，其大于零。通過計算前提Ⅱ來檢驗(yàn)：是否能夠由經(jīng)濾波的電流值I_filt求取電流峰值I_p。電流峰值I_p例如借助于FIFO原理被求取，所述FIFO原理尤其是三元素（drei-elementig）FIFO原理。在此情況下，將最后采樣的和接著濾波的電流值I_filt相互比較。如果在此情況下經(jīng)濾波的電流值I_filt之一能夠被構(gòu)成為電流峰值I_p，那么電流峰值I_p在時間上的出現(xiàn)被定義為時間點(diǎn)t_p。而如果沒有電流峰值I_p被求取，那么在下一個方法過程時至少一個最舊的、經(jīng)濾波的電流值I_filt由至少一個新的、經(jīng)濾波的電流值I_filt代替，并且試圖由存在的和新的值來求取電流峰值I_p。作為第三計算前提Ⅲ，檢驗(yàn)電流峰值I_p的數(shù)值是否大于閾電流值I_th的數(shù)值。在此情況下，閾電流值I_th能夠逐方法過程地被改變，前提是所述閾電流值的數(shù)值始終大于最小閾電流值I_th,min的數(shù)值，利用所述最小閾電流值I_th,min可以計算零相位電阻R_zp，所述零相位電阻R_zp與電蓄能器的實(shí)際內(nèi)阻R_i還具有預(yù)先給定的最大偏差。因此，例如在借助于電池傳感器所確定的內(nèi)阻R_i和內(nèi)阻R_i的真實(shí)的實(shí)際值之間的最大偏差應(yīng)當(dāng)不大于10%。通過改變閾電流值I_th，零相位電阻R_zp的計算精度可以被適配于（auf…angepasst）所述零相位電阻R_zp的計算頻度的成本。在此情況下適用的是，閾電流I_th越高，所計算的零相位電阻R_zp越精確，并且因此所提供的內(nèi)阻R_i也越精確，然而零相位電阻計算本身越稀少。接著，借助于計算前提Ⅳ檢驗(yàn)：經(jīng)濾波的電壓值U_filt在時間點(diǎn)t_p是否是電壓峰值U_p。這例如又借助于FIFO原理實(shí)施。接著，于是利用計算前提Ⅴ檢驗(yàn)：電流峰值I_p和電壓峰值U_p是否具有相同符號。通過計算前提和帶通濾波實(shí)現(xiàn)：不僅電流峰值I_p而且電壓峰值U_p基本上由實(shí)數(shù)部分組成，并且因此不具有虛數(shù)部分或者僅具有非常小的虛數(shù)部分。這意味著，所采樣的模擬電流信號和電壓信號的相位角要么為大約0°要么為大約180°。由此，在接著的方法步驟d中，零相位電阻R_zp可以作為用于內(nèi)阻R_i的尺度被計算。在此進(jìn)行零相位電阻R_zp的計算，其方式是使電壓峰值U_p除以電流峰值I_p。接著，在方法步驟e中，作為要確定的內(nèi)阻R_i提供所計算的零相位電阻R_zp，并且最后結(jié)束該方法。在結(jié)束E之后，如已經(jīng)提及的那樣，該方法典型地再次被重新開始。這如此長時間地發(fā)生，直至不應(yīng)再確定內(nèi)阻R_i為止。此外，在正常情況下，所述方法中的多個方法時間錯開地運(yùn)行。因此，例如模擬電壓信號U_analog和模擬電流信號I_analog超過確定的持續(xù)時間地被采樣，并且由此在該方法的進(jìn)一步進(jìn)程中試圖確定蓄能器的內(nèi)阻R_i，其方式是如所說明的那樣對值進(jìn)一步處理。然而在所述進(jìn)一步處理期間，該方法已經(jīng)被重新開始，以便此外也對模擬電壓信號U_analog和模擬電流信號I_analog進(jìn)行采樣，并且由此又確定內(nèi)阻R_i。

圖2示出用于確定電蓄能器的內(nèi)阻的按照本發(fā)明的方法的第二實(shí)施例。該方法在此與按照圖1的方法相同地運(yùn)行。不過，在方法步驟a和方法步驟b之間執(zhí)行可選的方法步驟f，在所述方法步驟f中檢驗(yàn)：在方法步驟a中是否已經(jīng)成功地執(zhí)行了模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換。如果這不是這種情況，那么數(shù)字電壓值U或者數(shù)字電流值I被看作是無效的，并且該方法被結(jié)束。對于有錯誤的A/D轉(zhuǎn)換的可能原因例如是出現(xiàn)的干擾信號或A/D轉(zhuǎn)換器的重新配置。例如可以實(shí)施合理性檢驗(yàn)，其方式是，數(shù)字電壓值U和數(shù)字電流值I在A/D轉(zhuǎn)換時獲得附加的二進(jìn)制狀態(tài)標(biāo)志（Status-Flag），所述狀態(tài)標(biāo)志表明，A/D轉(zhuǎn)換是否已經(jīng)成功了。在這一方面在方法步驟f中僅還必須檢驗(yàn)：相應(yīng)值的狀態(tài)標(biāo)志是否被設(shè)置了。

在一種可替代的、未以圖解的方式示出的實(shí)施例中，方法步驟f在方法步驟b之后但是至少在方法步驟e之前被執(zhí)行。在另一未以圖解的方式示出的實(shí)施例中，在結(jié)束該方法時，由于無效的數(shù)字電流值I或者也由于無效的數(shù)字電壓值U，A/D轉(zhuǎn)換器和低通濾波器在下一次開始該方法之前被重新初始化。

圖3示出用于確定電蓄能器的內(nèi)阻的按照本發(fā)明的方法的第三實(shí)施例。該實(shí)施例從按照圖2的方法出發(fā)具有另一可選的方法步驟g。所述方法步驟g在方法步驟d之間并且在方法步驟e之前被執(zhí)行。在方法步驟g中在此檢驗(yàn)：所計算的零相位電阻R_zp是否處于理論最小極限值R_i,min和理論最大極限值R_i,max之間。如果這不是這種情況，那么該方法又提前被結(jié)束。對于鉛電池，最小極限值R_i,min例如處于大約2mΩ處并且最大極限值R_i,max處于大約50mΩ。

在一種未示出的可替代的實(shí)施例中，該方法與在圖1、2或3中說明的實(shí)施例相同地進(jìn)行。該可替代的實(shí)施例僅在方法步驟d中不同。因此在此情況下，零相位電阻R_zp在方法步驟d中被計算，其方式是使電壓峰值U_p的均方根（quadratische Mittel）除以電流峰值I_p的均方根。

圖4示出用于確定電蓄能器的內(nèi)阻的按照本發(fā)明的方法的第四實(shí)施例。該方法從按照圖3的方法出發(fā)具有另一可選的方法步驟h。方法步驟h在方法步驟d之后、但是在方法步驟e之前被執(zhí)行。不過，僅用于以下情況：零相位電阻R_zp在方法步驟d中已經(jīng)通過由電壓峰值U_p和電流峰值I_p構(gòu)成商得以計算。在方法步驟h中，所計算的零相位電阻R_zp被低通濾波，其中這例如借助于PT1元件起作用。

在另一可替代的未以圖解的方式示出的實(shí)施例中，可選的方法步驟f、g和h也可以彼此獨(dú)立地在一種方法中運(yùn)行。因此例如可能的是，從按照圖1的方法出發(fā)，僅方法步驟g在方法步驟d和方法步驟e之間運(yùn)行，然而方法步驟f和h不被執(zhí)行。

在之前所述的實(shí)施例中，內(nèi)阻R_i被確定，其方式是零相位電阻R_zp被計算。不過根據(jù)所計算的零相位電阻R_zp也能夠近似地確定其他電阻定義、諸如微分電阻、1kHz電阻或歐姆電阻。

這是由以下引起的：在所有這些電阻定義之間的偏差在一定程度上予以限定。因此，例如也可以由所計算的零相位電阻R_zp以一定的公差確定微分電阻。