DE102011003699A1

DE102011003699A1 - Method for determining electric current intensity of battery in motor vehicle, involves detecting difference between battery voltage and consumer voltage to determine current intensity of battery

Info

Publication number: DE102011003699A1
Application number: DE102011003699A
Authority: DE
Inventors: Jose LOPEZ DE ARROYABE; Thomas Müller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2012-08-09

Abstract

The method involves determining voltage of vehicle battery (11) and determining voltage required for consumer (12), where the power lines (13) for supplying required voltage is conductively connected to the vehicle battery. The voltage difference between the battery voltage and the consumer voltage is determined and the current intensity of battery is determined using the detected voltage difference.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Stromstärke eines von einer Fahrzeugbatterie bereitgestellten elektrischen Stromes.The invention relates to a method for determining a current intensity of an electric current provided by a vehicle battery.

In aktuellen Kraftfahrzeugen, insbesondere in Hybrid- und Elektrofahrzeugen, kommen Fahrzeugbatterien eine elementare Bedeutung zu. Sie versorgen die hochkomplexe Bordelektronik des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie und stellen somit die Funktionsfähigkeit einer Vielzahl elektronischer Fahrzeugkomponenten bereit. Zusätzlich kommen sie als Energiespeicher zur Bereitstellung der erforderlichen Antriebsenergie und Speicherung rückgewonnener Energie zum Einsatz.In current motor vehicles, especially in hybrid and electric vehicles, vehicle batteries are of elementary importance. They supply the highly complex on-board electronics of the motor vehicle with electrical energy and thus provide the functionality of a large number of electronic vehicle components. In addition, they are used as energy storage to provide the required drive energy and storage of recovered energy used.

Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des Fahrzeugs und der entsprechenden Funktionen gewährleisten zu können, ist es daher von besonderer Bedeutung einen aktuellen Ladungszustand bzw. eine verbleibende Kapazität der Fahrzeugbatterien sicher bestimmen zu können. Mittels eines intelligenten Energiemanagements des Fahrzeugs ist es momentan bereits möglich, im Falle eines abnehmenden Ladungszustandes der Fahrzeugbatterie einzelne Funktionen geringerer Priorität einzuschränken, um eine ausreichende Menge elektrischer Energie für wichtige oder sicherheitsrelevante Funktionen hoher Priorität bereitzustellen.In order to ensure a safe and reliable operation of the vehicle and the corresponding functions, it is therefore of particular importance to be able to reliably determine a current state of charge or a remaining capacity of the vehicle batteries. By means of intelligent energy management of the vehicle, it is already possible to restrict individual lower-priority functions in the event of a decreasing state of charge of the vehicle battery in order to provide a sufficient amount of electrical energy for important or safety-related functions of high priority.

Zur Bestimmung des aktuellen Ladungszustands der Fahrzeugbatterie wird üblicherweise die aktuelle Stromstärke des von der Fahrzeugbatterie für einen Abnehmer bereitgestellten elektrischen Stroms ermittelt. Da diese mit sinkendem Ladungszustand der Fahrzeugbatterie abnimmt, kann somit anhand der aktuellen Stromstärke auf den aktuellen Ladungszustand bzw. die verbleibende Restkapazität geschlossen werden.In order to determine the current charge state of the vehicle battery, the current intensity of the electric current provided by the vehicle battery for a consumer is usually determined. Since this decreases with decreasing state of charge of the vehicle battery, it can therefore be concluded on the basis of the current intensity on the current state of charge or the remaining capacity remaining.

Insbesondere für die genannten Elektro- und Hybridfahrzeugen werden daher erhebliche Anstrengungen unternommen den Ladungszustand der Batterie möglichst exakt bestimmen zu können. Zu diesem Zweck werden Batteriestromsensoren vorgesehen, die den aktuell fließenden Batteriestrom messen und überwachen, um stets Kenntnis über den aktuellen Ladungszustand zu erlangen und sicherstellen zu können, dass insbesondere für sicherheitsrelevante Funktionen eine ausreichende Kapazität vorhanden ist und eine verbleibende Reichweite des Fahrzeugs möglichst exakt bestimmt werden kann. Aufgrund dieser großen Bedeutung einer korrekten Batteriestromüberwachung werden die Batteriestromsensoren üblicherweise redundant vorgesehen, so dass mindestens ein zweiter Batteriestromsensors für eine Back-up- oder Plausibilisierungsmessung bereitgestellt wird, um auf diese Weise eine möglichst hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten.In particular, for the said electric and hybrid vehicles, therefore, considerable efforts are made to determine the state of charge of the battery as accurately as possible. For this purpose, battery current sensors are provided which measure and monitor the currently flowing battery current in order to always gain knowledge of the current state of charge and to be able to ensure that, in particular for safety-relevant functions, sufficient capacity is available and a remaining range of the vehicle is determined as accurately as possible can. Due to this great importance of correct battery current monitoring, the battery current sensors are usually provided redundantly, so that at least one second battery current sensor is provided for a back-up or plausibility measurement in order to ensure the highest possible reliability and safety in this way.

Nachteilig wirkt sich bei den bekannten Anordnungen und den entsprechenden Messverfahren unter Verwendung mehrerer Batteriestromsensoren jedoch aus, dass die erforderlichen Batteriestromsensoren einen vergleichsweise hohen Stückpreis aufweisen, sodass hiermit hohe Kosten verbunden sind. Zusätzlich stellen die Batteriestromsensoren zusätzliche Bauteile dar, die einen Montageaufwand und zusätzliches Gewicht verursachen.A disadvantage of the known arrangements and the corresponding measurement method using multiple battery current sensors, however, is that the required battery current sensors have a comparatively high unit price, so that this involves high costs. In addition, the battery current sensors are additional components that cause an assembly effort and additional weight.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit einer kostengünstigen und einfachen Stromstärkemessung und -Überwachung für eine Fahrzeugbatterie bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide a way of inexpensive and simple current measurement and monitoring for a vehicle battery.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a method according to the subject of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Demnach wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Stromstärke eines von einer Fahrzeugbatterie für einen Abnehmer bereitgestellten elektrischen Stromes mit den folgenden Schritten bereitgestellt:

a. Bestimmen einer an der Fahrzeugbatterie anliegenden Batteriespannung,
b. Bestimmen einer an einem Abnehmer anliegenden Abnehmerspannung, wobei der Abnehmer über Stromleitungen mit der Fahrzeugbatterie stromleitend verbunden ist,
c. Ermitteln einer Spannungsdifferenz zwischen der Batteriespannung und der Abnehmerspannung, und
d. Ermitteln der Stromstärke des bereitgestellten Stroms unter Verwendung der ermittelten Spannungsdifferenz.

Accordingly, there is provided a method of determining an amperage of an electrical current provided by a vehicle battery to a customer, comprising the steps of:

a. Determining a battery voltage applied to the vehicle battery,
b. Determining a voltage applied to a customer pickup voltage, wherein the customer is electrically connected via power lines to the vehicle battery,
c. Determining a voltage difference between the battery voltage and the pickup voltage, and
d. Determining the current strength of the provided current using the determined voltage difference.

Es werden im Rahmen des beschriebenen Verfahrens also die jeweils an der Fahrzeugbatterie und an dem Abnehmer anliegenden Spannungen gemessen. Dies kann mittels bekannter Methoden und Vorrichtungen zur Spannungsmessung erfolgen. Beispielsweise können hierzu Spannungsmessgeräte bzw. Voltmeter eingesetzt werden. Vorzugsweise erfolgen beide Spannungsmessungen zum selben Zeitpunkt. Auf diese Weise kann eine zeitgleiche und somit phasengleiche Messung zur Erzielung einer möglichst hohen Genauigkeit gewährleistet werden. Aus den beiden gemessenen Spannungen wird anschließend eine Spannungsdifferenz berechnet. Diese ermöglicht eine anschließende Berechnung der aktuellen Stromstärke, welche Rückschlüsse auf eine verbleibende Kapazität der Fahrzeugbatterie zulässt.In the context of the method described, the voltages applied to the vehicle battery and to the pickup are therefore measured. This can be done by known methods and devices for measuring voltage. For example, voltage measuring devices or voltmeters can be used for this purpose. Preferably, both voltage measurements are made at the same time. In this way, a simultaneous and therefore in-phase measurement to achieve the highest possible accuracy can be ensured. From the two measured voltages, a voltage difference is then calculated. This allows a subsequent calculation of the current current, which allows conclusions about a remaining capacity of the vehicle battery.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Ermittelns der Stromstärke ein Berücksichtigen eines elektrischen Widerstandes der Stromleitungen zwischen der Batterie und dem Abnehmer.According to one embodiment, the step of determining the current strength includes considering an electrical resistance of the power lines between the battery and the pickup.

Die den Abnehmer mit der Fahrzeugbatterie verbindenden Stromleitungen weisen üblicherweise einen elektrischen Widerstand auf. Dieser bewirkt bei fließendem Strom einen Spannungsabfall zwischen den jeweiligen Enden jeder Stromleitung. Dieser Spannungsabfall kann mit dem beschriebenen Verfahren durch Differenzbildung zwischen der Batteriespannung und der Abnehmerspannung berechnet werden. Eine Messung der Stromstärke, beispielsweise mittels spezieller und teurer Stromsensoren oder Batteriestromsensoren ist hierbei nicht erforderlich. Diese können jedoch optional zu Kontrollzwecken herangezogen werden, wie nachfolgend noch näher dargestellt wird. Im Rahmen des eigentlichen Verfahrens werden folglich ausschließlich Spannungsmessungen durchgeführt, die zu einer Ermittlung der Stromstärke herangezogen werden. Eine Berechnung erfolgt beispielsweise über den elektrischen Widerstand R der Stromleitungen, der hierzu bekannt sein muss. Dieser entspricht folglich einem Messwiderstand in einem sogenannten „shunt”-Messverfahren. Hierbei verursacht der durch einen Nebenschlusswiderstand (englisch: „shunt”) fließende Strom einen zu diesem proportionalen Spannungsabfall, welcher im Rahmen des Shunt-Messverfahrens üblicherweise gemessen wird. Im Gegensatz dazu wird in dem beschriebenen Verfahren der Spannungsabfall (U) jedoch nicht gemessen sondern rechnerisch mittels Differenzbildung bestimmt. Es kann sodann beispielsweise über das Ohmsche Gesetz U = R·I die zu bestimmende Stromstärke ermittelt werden. The connecting the customer with the vehicle battery power lines usually have an electrical resistance. This causes a voltage drop between the respective ends of each power line when the current is flowing. This voltage drop can be calculated by the method described by subtraction between the battery voltage and the pickup voltage. A measurement of the current, for example by means of special and expensive current sensors or battery current sensors is not required here. However, these can optionally be used for control purposes, as will be described in more detail below. As part of the actual process, therefore, only voltage measurements are carried out, which are used to determine the current. A calculation takes place, for example, via the electrical resistance R of the power lines, which must be known for this purpose. This therefore corresponds to a measuring resistor in a so-called "shunt" measuring method. In this case, the current flowing through a shunt causes a voltage drop which is proportional to this, which is usually measured in the context of the shunt measuring method. In contrast, in the described method, the voltage drop (U) is not measured but determined by calculation by difference. It can then be determined, for example, the Ohm's law U = R · I the current to be determined.

Ein Auslesen der zu messenden Spannungen kann beispielsweise über eine ohnehin im Fahrzeug bereits vorhandene CAN-Infrastruktur erfolgen.A reading of the voltages to be measured can be done for example via an already existing in the vehicle CAN infrastructure.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Berücksichtigen des elektrischen Widerstands der Stromleitungen ein Berücksichtigen eines temperaturabhängigen elektrischen Widerstands. Auf diese Weise können temperaturabhängige Änderungen des elektrischen Widerstands bei einer rechnerischen Bestimmung der Stromstärke berücksichtigt werden. Hierzu können einzelne definierte Widerstandswerte vorgegeben werden. Es kann jedoch ebenso ein temperaturabhängiges Widerstandsmodell vorgesehen sein, das in Abhängigkeit von einer aktuellen Temperatur der Stromleitungen einen entsprechenden Widerstandswert bereitstellt. Hierzu muss jedoch eine Möglichkeit zur Erfassung einer aktuellen Temperatur der Stromleitungen verfügbar sein. Dies kann beispielsweise mittels eines Temperatursensors an den Stromleitungen erfolgen, so dass eine Temperatur des Kabels zur Bestimmung eines Widerstandswertes ermittelt werden kann. Die Temperatur kann auch mittels eines mathematischen Models berechnet werden. Dieses Models berücksichtigt beispielsweise einen bereits geflossenen oder momentan fließenden Strom sowie gegebenenfalls eine Umgebungstemperatur, so dass sich eine aktuelle Temperatur des Kabels hieraus abschätzen lässt.According to a further embodiment, taking into account the electrical resistance of the power lines comprises taking into account a temperature-dependent electrical resistance. In this way, temperature-dependent changes in the electrical resistance can be taken into account in a mathematical determination of the current intensity. For this purpose, individual defined resistance values can be specified. However, a temperature-dependent resistance model may also be provided which provides a corresponding resistance value as a function of a current temperature of the power lines. For this, however, a possibility for detecting a current temperature of the power lines must be available. This can be done, for example, by means of a temperature sensor on the power lines, so that a temperature of the cable for determining a resistance value can be determined. The temperature can also be calculated by means of a mathematical model. This model takes into account, for example, a current that has already flowed or is currently flowing and, if appropriate, an ambient temperature, so that an actual temperature of the cable can be estimated from this.

Insbesondere im Falle kleiner Leitungsquerschnitte tritt eine verstärkte Temperaturabhängigkeit auf, so dass eine entsprechende Änderung des elektrischen Widerstandes vorzugsweise zu berücksichtigen ist, um einen möglichst genauen Widerstandswert zu erhalten. Werden dagegen größere Leitungsquerschnitte verwendet, werden die Stromleitungen entsprechend weniger stark erwärmt, so dass ein Temperatureinfluss geringer ausfällt als bei kleineren Leitungsquerschnitten.In particular, in the case of small line cross sections occurs an increased temperature dependence, so that a corresponding change in the electrical resistance is preferably taken into account in order to obtain the most accurate resistance value. If, on the other hand, larger cable cross-sections are used, the power lines are heated correspondingly less so that a temperature influence is lower than with smaller cable cross-sections.

Des Weiteren kann das Verfahren außerdem ein Vergleichen der ermittelten Stromstärke mit einem vordefinierten Stromstärkewert und in Reaktion auf diesen Schritt des Vergleichens ein Durchführen einer definierten Notmaßnahme umfassen.Furthermore, the method may further comprise comparing the determined current magnitude with a predefined current value and, in response to said step of comparing, performing a defined emergency measure.

Es ist somit möglich, die Stromstärke des fließenden Stroms zu überwachen, um insbesondere Überströme zu erkennen und den Abnehmer sowie die Batterie hiervor zu schützen, so dass Beschädigungen des Abnehmers bzw. der Batterie nach Möglichkeit verhindert werden. Hierzu können ein oder mehrere Schwellenwerte für die Stromstärke vorgegeben werden. Wird einer dieser Werte erreicht, so wird eine diesem Wert zugeordnete, definierte Notmaßnahme durchgeführt. Selbstverständlich können neben den Schwellenwerten zur Verhinderung eines Überstroms auch Mindestwerte vorgegeben werden, sodass im Falle eines Unterschreitens dieser Mindestwerte eine entsprechende Notmaßnahme durchgeführt wird.It is thus possible to monitor the current strength of the flowing current in order to detect overcurrents in particular and to protect the pickup and the battery herefrom so that damage to the pickup or the battery is prevented as far as possible. For this purpose, one or more threshold values for the current intensity can be specified. If one of these values is reached, a defined emergency action assigned to this value is carried out. Of course, in addition to the threshold values for preventing an overcurrent, minimum values can also be predetermined, so that in the case of falling below these minimum values, an appropriate emergency measure is carried out.

Beispielsweise kann das Durchführen der Notmaßnahme ein Unterbrechen einer Stromzufuhr zu dem Abnehmer und/oder ein Ausschalten des Abnehmers umfassen. Auf diese Weise kann dieser vor Beschädigungen bewahrt werden. Wird beispielsweise ein Überstrom infolge eines Kurzschlusses detektiert, so kann eine Stromzufuhr blitzschnell durch ein Absprengen der Stromleitung von der Batterie bzw. den hiermit verbundenen Batteriekontakten erfolgen und somit der Stromfluss sofort unterbrochen werden.For example, performing the emergency measure may include interrupting a power supply to the pickup and / or turning off the pickup. In this way, this can be protected from damage. If, for example, an overcurrent is detected as a result of a short circuit, current can be supplied instantaneously by breaking off the power line from the battery or the battery contacts connected thereto, and thus the current flow can be interrupted immediately.

Vorzugsweise umfasst der Abnehmer eine Leistungselektronik. Dies bedeutet, dass der an der Fahrzeugbatterie angeschlossene Abnehmer eine üblicherweise in einem Kraftfahrzeug vorgesehene Leistungselektronik, insbesondere elektronische Steuerungsvorrichtungen zur Signal- und Datenverarbeitung und andere bekannte elektronische Bauteile, umfasst.Preferably, the customer comprises power electronics. This means that the consumer connected to the vehicle battery comprises power electronics usually provided in a motor vehicle, in particular electronic control devices for signal and data processing and other known electronic components.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen Autokalibrierungsschritt zum Erhöhen einer Genauigkeit des Verfahrens, wobei der Autokalibrierungsschritt ein Bestimmen eines Offsets, ein Bestimmen eines Korrekturfaktors für einen elektrischen Widerstand der Stromleitungen und/oder ein Vergleichen der ermittelten Stromstärke mit einer mittels eines Batteriestromsensors gemessenen Stromstärke umfasst, wobei der Batteriestromsensor zum Messen der Stromstärke eines zwischen der Fahrzeugbatterie und dem Abnehmer fließenden Stromes ausgebildet ist.According to a further embodiment of the method, this comprises one An autocalibration step of increasing an accuracy of the method, wherein the autocalibration step comprises determining an offset, determining a correction factor for electrical resistance of the power lines, and / or comparing the determined current magnitude to a measured current using a battery current sensor, wherein the battery current sensor measures the current a current flowing between the vehicle battery and the customer stream is formed.

Mittels der beschriebenen Autokalibrierungsschritte kann eine automatische Kalibrierung der Strommessung vorgenommen werden und somit die Genauigkeit der Messung wie folgt erhöht werden.By means of the described auto-calibration steps, an automatic calibration of the current measurement can be made and thus the accuracy of the measurement can be increased as follows.

Zur Bestimmung eines Offsets wird in einem definierten Zustand, in welchem die zu bestimmende Stromstärke bekannt ist, eine bestehende Abweichung der ermittelten Stromstärke von einer bekannten Stromstärke bestimmt. Dies ist insbesondere in einem stromlosen Zustand möglich. Definitionsgemäß fließt in diesem Fall kein Strom, so dass keine Spannungsdifferenz messbar sein sollte und die zu ermittelnde Stromstärke Null Ampere betragen müsste. Dennoch kann im Rahmen des beschriebenen Verfahrens ggf. eine Spannungsdifferenz zwischen der Batteriespannung und der Abnehmerspannung ermittelt werden. Diese Abweichung kann als Offset zur Korrektur der Spannungsdifferenz und somit zur Korrektur der ermittelten Stromstärke berücksichtigt werden.In order to determine an offset, an existing deviation of the determined current intensity from a known current intensity is determined in a defined state in which the current intensity to be determined is known. This is possible in particular in a de-energized state. By definition, no current flows in this case, so that no voltage difference should be measurable and the current to be determined should be zero amperes. Nevertheless, in the context of the described method, if necessary, a voltage difference between the battery voltage and the pickup voltage can be determined. This deviation can be taken into account as an offset for the correction of the voltage difference and thus for the correction of the determined current intensity.

Alternativ oder zusätzlich kann mit Hilfe des beschriebenen Korrekturfaktors ebenfalls eine Anpassung vorgenommen werden. Der Korrekturfaktor kann beispielsweise die ebenfalls bereits voranstehend beschriebene Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands der Stromleitungen berücksichtigen und somit temperaturbedingte Ungenauigkeiten reduzieren.Alternatively or additionally, an adjustment can also be made with the aid of the described correction factor. The correction factor can take into account, for example, the temperature dependence of the electrical resistance of the power lines, which is also already described above, and thus reduces temperature-related inaccuracies.

Des Weiteren kann ein Korrekturfaktor jedoch auch weitere Parameter berücksichtigen. So hängt die Messgenauigkeit unter anderem auch von einer Länge der Stromleitungen ab, die üblicherweise je nach Fahrzeugtyp deutlich variieren können, wobei längere Leitungslängen in der Regel eine größere Messgenauigkeit bieten. Ein entsprechender Korrekturfaktor kann daher auch zur Berücksichtigung entsprechender Leitungslängen vorgesehen werden. Ferner können auf diese Weise ebenso Einflüsse weiterer Komponenten auf einen elektrischen Widerstand, wie beispielsweise Steckverbindungen und Kontakte sowie Alterungseffekte dieser Elemente, berücksichtigt werden.Furthermore, however, a correction factor can also take into account further parameters. Among other things, the measurement accuracy also depends on a length of the power lines, which can usually vary significantly depending on the vehicle type, with longer line lengths usually offering greater measurement accuracy. A corresponding correction factor can therefore also be provided to take account of corresponding line lengths. Furthermore, influences of further components on an electrical resistance, such as, for example, plug connections and contacts as well as aging effects of these elements, can also be taken into account in this way.

Außerdem kann alternativ oder zusätzlich ein Batteriestromsensor vorgesehen werden. Dieser ermöglicht eine relativ genaue Bestimmung der aktuellen Stromstärke, weist jedoch insbesondere den bereits genannten Nachteil eines hohen Stückpreises auf. Ein entsprechender Einsatz kann daher einen Abgleich zwischen der mittels dem Batteriestromsensor gemessenen Stromstärke und der mittels des beschriebenen Verfahrens ermittelten Stromstärke ermöglichen. Dieser Abgleich bzw. Vergleich kann einmalig oder wiederholt im laufenden Betrieb vorgesehen werden. Mittels des wiederholten Vergleiches kann somit eine dynamische Kalibrierung des beschriebenen Verfahrens erfolgen, so dass beispielsweise in einem stromlosen Moment (wenn dieser von dem Batteriestromsensor gemeldet wird) ein Offset zur Korrektur der Messung im laufenden Betrieb bestimmt werden kann.In addition, alternatively or additionally, a battery current sensor can be provided. This allows a relatively accurate determination of the current strength, but in particular has the already mentioned disadvantage of a high unit price. A corresponding insert can therefore enable a comparison between the current intensity measured by means of the battery current sensor and the current intensity determined by means of the described method. This comparison or comparison can be provided once or repeatedly during operation. Thus, by means of the repeated comparison, a dynamic calibration of the described method can be carried out, so that, for example, in a currentless moment (when it is reported by the battery current sensor), an offset for correcting the measurement during operation can be determined.

Die Verwendung des zusätzlichen Batteriestromsensors ermöglicht einerseits eine Anpassung der Messgenauigkeit des beschriebenen Verfahrens, wobei insbesondere unbekannte Messgrößen, wie beispielsweise der temperaturabhängige Widerstand der Stromleitungen, korrigiert werden können. Andererseits ermöglicht eine derartige Kombination eines Batteriestromsensors mit der Bestimmung einer Stromstärke mittels des beschriebenen Verfahrens eine einfache Überwachung des Batteriestromsensors als Back-up- oder Plausibilisierungsmessung. Hierzu wird das beschrieben Verfahren zu Redundanzzwecken eingesetzt. Zu diesem Zweck können in der Regel geringere Genauigkeitsanforderungen gestellt werden können. Ergeben sich zwischen beiden Messungen ungewöhnlich hohe Abweichungen, lässt dies auf einen Defekt des Batteriestromsensors schließen.On the one hand, the use of the additional battery current sensor makes it possible to adapt the measurement accuracy of the described method, wherein, in particular, unknown measured variables, such as, for example, the temperature-dependent resistance of the power lines, can be corrected. On the other hand, such a combination of a battery current sensor with the determination of a current strength by means of the described method enables a simple monitoring of the battery current sensor as a back-up or plausibility measurement. For this purpose, the described method is used for redundancy purposes. As a rule, lower accuracy requirements can be made for this purpose. If there are unusually high deviations between the two measurements, this indicates a defect in the battery current sensor.

Sowohl für den Fall, dass die Stromstärke ausschließlich mittels des beschriebenen Verfahrens ermittelt wird, als auch für den Fall, dass das Verfahren zur Überwachung eines Batteriestromsensors eingesetzt wird, so kann in beiden Fallen ein (weiterer) Batteriestromsensor entfallen, wodurch Kosten für den Sensor sowie dessen Montage und Gewicht sowie Bauvolumen eingespart werden können.Both in the event that the current is determined solely by the method described, as well as in the event that the method for monitoring a battery current sensor is used, so in both cases a (further) battery current sensor can be omitted, thereby reducing costs for the sensor as well its installation and weight as well as volume can be saved.

Erfolgt außerdem das Bestimmen der Batteriespannung mittels einer von der Fahrzeugbatterie bereitgestellten Batterieelektronik, so kann auf zusätzliche Vorrichtungen hierfür verzichtet werden. Gleiches gilt für eine Bestimmung der Abnehmerspannung im Falle einer Spannungsbestimmung durch den Abnehmer selbst. Die erforderlichen Spannungsmessungen bzw. das gesamte Verfahren können somit ohne zusätzliche Bauteile ausgeführt werden, so dass Kosten für zusätzliche Bauteile, deren Montage und Gewicht eingespart werden können.If, in addition, the battery voltage is determined by means of a battery electronics provided by the vehicle battery, additional devices can be dispensed with for this purpose. The same applies to a determination of the pickup voltage in the event of a voltage determination by the customer himself. The required voltage measurements or the entire process can thus be carried out without additional components, so that costs for additional components, their installation and weight can be saved.

Wie bereits voranstehend mehrfach beschrieben, kann das Verfahren außerdem den folgenden Schritt umfassen: kontinuierliches Ermitteln eines aktuellen Ladungszustands der Fahrzeugbatterie unter Verwendung der ermittelten Stromstärke. Es wird somit ein Rückschluss von der ermittelten Stromstärke auf die verbleibende Kapazität bzw. den aktuellen Ladungszustand der Fahrzeugbatterie gezogen.As described above several times, the method may further include the step of: continuously determining a current state of charge of the vehicle battery using the determined current magnitude. It is thus drawn a conclusion of the determined current to the remaining capacity or the current state of charge of the vehicle battery.

Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich sowohl für Hochspannungsanordnungen, wie sie beispielsweise in Elektro- und Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen, als auch für bekannte Niederspannungsanordnungen üblicher Kraftfahrzeuge, beispielsweise mit einer 12 Volt Spannungsversorgung.The proposed method is suitable both for high voltage arrangements, as used for example in electric and hybrid vehicles, as well as for known low-voltage arrangements of conventional motor vehicles, for example with a 12 volt power supply.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung einer Fahrzeugbatterie mit einem Abnehmer, und 1 a schematic representation of a circuit arrangement of a vehicle battery with a customer, and

2 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flowchart of an embodiment of the method according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung 10 in einem Kraftfahrzeug. Die Schaltungsanordnung 10 umfasst eine Fahrzeugbatterie 11 sowie einen als Leistungselektronik ausgeführten Abnehmer 12. Dieser ist über Stromleitungen 13 mit der Fahrzeugbatterie 11 elektrisch leitend zum Bereitstellen eines Stromes verbunden. Ein jeweiliger elektrischer Widerstand bzw. Innenwiderstand der Stromleitungen 13 ist lediglich schematisch dargestellt. An der Fahrzeugbatterie 11 und an dem Abnehmer 12 wird jeweils eine anliegende Spannung U_Batt bzw. U_Ab ermittelt. 1 shows a schematic representation of a circuit arrangement 10 in a motor vehicle. The circuit arrangement 10 includes a vehicle battery 11 as well as a power electronics designed customer 12 , This is via power lines 13 with the vehicle battery 11 electrically connected to provide a current. A respective electrical resistance or internal resistance of the power lines 13 is shown only schematically. At the vehicle battery 11 and at the customer 12 In each case, an applied voltage U _Batt or U _{Ab is} determined.

2 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Bezug auf eine Anordnung gemäß 1, wobei auf die entsprechenden Elemente Bezug genommen wird. Demnach umfasst das Verfahren zum Bestimmen einer Stromstärke eines von der Fahrzeugbatterie 11 für den Abnehmer 12 bereitgestellten Stromes die nachfolgenden Schritte. Zunächst erfolgt ein Bestimmen der an der Fahrzeugbatterie 11 anliegenden Batteriespannung U_Batt sowie der an dem Abnehmer 12 anliegenden Abnehmerspannung U_Ab, wobei der Abnehmer 12 über die Stromleitungen 13 mit der Fahrzeugbatterie 11 elektrisch leitend verbunden ist. Anschließend wird eine Spannungsdifferenz ΔU zwischen der Batteriespannung U_Batt und der Abnehmerspannung U_Ab ermittelt. Anhand des Ohmschen Gesetztes U = R·I kann somit die Stromstärke I des fließenden Stromes unter Einbeziehung des Widerstands R der Stromleitungen 13 bestimmt werden. 2 shows a flowchart of an embodiment of the method according to the invention with respect to an arrangement according to 1 with reference to the corresponding elements. Accordingly, the method for determining a current strength includes one of the vehicle battery 11 for the customer 12 provided stream the following steps. First, a determination is made on the vehicle battery 11 adjacent battery voltage U _Batt and the at the customer 12 adjacent pickup voltage U _Ab , where the customer 12 over the power lines 13 with the vehicle battery 11 is electrically connected. Subsequently, a voltage difference ΔU between the battery voltage U _Batt and the pickup voltage U _{Ab is} determined. On the basis of the ohmic law U = R · I can thus the current I of the flowing current, including the resistance R of the power lines 13 be determined.

Anstelle des Widerstands R der Stromleitungen 13 kann auch ein angepasster Wert R* verwendet werden, der eine Temperaturabhängigkeit des Widerstands der Stromleitungen 13 berücksichtigt. Für eine weitere Erhöhung einer Genauigkeit des Verfahrens können Offsets, beispielsweise für eine Stromstärke ΔI₀ oder die Spannungsdifferenz ΔU₀ zur Kalibrierung berücksichtigt werden. Des Weiteren kann ein Korrekturfaktor k beispielsweise zur Berücksichtigung des für den elektrischen Widerstand der Stromleitungen oder einer speziellen Ausgestaltung der Kontakte bzw. der Anschlüsse einbezogen werden.Instead of the resistance R of the power lines 13 It is also possible to use an adapted value R * which has a temperature dependence of the resistance of the power lines 13 considered. For a further increase in the accuracy of the method, offsets, for example for a current value ΔI ₀ or the voltage difference ΔU ₀ for calibration, can be taken into account. Furthermore, a correction factor k may be included, for example, to account for the electrical resistance of the power lines or a particular configuration of the contacts or terminals.

Lediglich optional kann außerdem ein Vergleich der ermittelten Stromstärke I mit einer mittels eines Batteriestromsensors (in 1 nicht dargestellt) gemessenen Stromstärke I_SENS durchgeführt werden, wobei der Batteriestromsensor zum Messen der Stromstärke eines zwischen der Fahrzeugbatterie 11 und dem Abnehmer 12 fließenden Stromes ausgebildet ist. Ebenso kann das Verfahren den optionalen Schritt eines Vergleichens der ermittelten Stromstärke I mit einem vordefinierten Stromstärkewert umfassen, wobei in Reaktion auf diesen Vergleich eine vordefinierte Maßnahme, beispielsweise ein Unterbrechen einer Stromzufuhr zu dem Abnehmer 12 und/oder ein Ausschalten des Abnehmer 12, durchgeführt werden kann.Only optionally can also be a comparison of the determined current I with one by means of a battery current sensor (in 1 not shown), wherein the battery current _sensor for measuring the current strength of a between the vehicle battery 11 and the customer 12 flowing stream is formed. Likewise, the method may comprise the optional step of comparing the detected current intensity I with a predefined current value, wherein in response to this comparison a predefined measure, for example interrupting a current supply to the consumer 12 and / or turning off the customer 12 , can be carried out.

Claims

A method of determining an amperage of an electric current provided by a vehicle battery to a customer, comprising the steps of: a. Determining a battery voltage applied to the vehicle battery, b. Determining a voltage applied to a customer pickup voltage, wherein the customer is electrically connected via power lines to the vehicle battery, c. Determining a voltage difference between the battery voltage and the pickup voltage, and d. Determining the current strength of the provided current using the determined voltage difference.

The method of claim 1, wherein the step of determining the current strength includes accounting for electrical resistance of the power lines between the battery and the pickup.

The method of claim 2, wherein taking into account the electrical resistance of the power lines comprises taking into account a temperature dependent electrical resistance.

The method of any one of claims 1 to 3, wherein the method further comprises comparing the detected current with a predefined current value and in response to the step of Comparing an execution of an emergency measure includes.

The method of claim 4, wherein performing the emergency measure comprises interrupting a power supply to the pickup and / or turning off the pickup.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein the customer comprises power electronics.

The method of claim 1, wherein the method comprises an auto-calibration step for increasing an accuracy of the method, wherein the auto-calibration step comprises determining an offset, determining a correction factor for electrical resistance of the power lines and / or comparing the determined current intensity a measured by means of a battery current sensor current, wherein the battery current sensor for measuring the current strength of a current flowing between the vehicle battery and the buyer current is formed.

Method according to one of claims 1 to 7, wherein the determination of the battery voltage is effected by means of a battery provided by the vehicle battery electronics

Method according to one of claims 1 to 8, wherein the method further comprises the step of: continuously determining a current state of charge of the vehicle battery using the determined current strength.