电化学蓄能器的阳极和/或阴极的状态的确定方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电化学蓄能器的阳极和/或阴极的状态的确定方法和装置。公开了用于确定电化学蓄能器(110)的阳极(125)和/或阴极(127)的状态的方法(200)。该方法(200)包括读入(210)电化学蓄能器(110)的阴极(127)的至少一个所检测的阻抗值(142)和/或电化学蓄能器(110)的阳极(125)的至少一个阻抗值(142)的布置，其中读入的阻抗值(142)是在使用不同于电化学蓄能器(110)的阳极(125)和阴极(127)的基准电极(135)的情况下确定的。此外该方法(200)还包括在使用至少一个阻抗值(142)的情况下测定(220)阳极(125)和/或阴极(127)的状态(150)的步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于确定电化学蓄能器的阳极和/或阴极的状态的方法、相应的确定装置以及相应的计算机程序产品。
技术介绍
锂离子电池是具有高的比能量和比功率的电化学蓄能器。例如，它们用于手机、笔记本电脑、电动工具中并在将来还要在车辆中越来越多地用作牵引电池组。蓄电池在寿命上不仅在电池组的运行期间而且在不运行期间都经历老化(所谓的日历老化)。为了可靠地确定电池组的SOH(SOH＝State ofhealth＝“健康状态”)，能够最优地“在车上”执行的方法是有意义的。典型地，至今在这种蓄能器上进行直流内阻和电容以及静止电压特性曲线的测量。然而，这些测量只提供对寿命预测的不充分的认识，而且还不能被用来引入延长电池的寿命的措施。DE102004024973Al描述了一种用于从电能量源定时地抽取电流的方法。
技术实现思路
在此背景下利用本专利技术介绍一种根据独立权利要求的用于确定电化学蓄能器的阳极和/或阴极的状态的方法，此外还介绍一种根据独立权利要求的确定装置以及最后介绍一种根据独立权利要求的相应的计算机程序产品。有利的扩展方案由各从属权利要求和随后的描述得出。介绍一种用于确定电化学蓄能器的阳极和/或阴极的状态的方法，其中该方法具有下列步骤：-读入电化学蓄能器的阴极的至少一个所检测的阻抗值和/或电化学蓄能器的阳极的至少一个所检测的阻抗值，其中读入的阻抗值是在使用不同于电化学蓄能器的阳极和阴极的基准电极的情况下确定的：以及-在使用该阻抗值的情况下测定阳极和/或阴极的状态。电化学蓄能器可以被理解为一种可以把化学能转换为电能的蓄能器。例如，该电化学蓄能器可以是电池组或者蓄电池。阻抗值可以被理解为阴极或者阳极的所检测的电阻抗的值。阻抗在此情况下一般可以被理解为在接触点之间的电压和电流之间的比率，其中在这些接触点之间检测阻抗。尤其是阻抗将被理解为施加在接触点之间的复电阻，在这些接触点之间阻抗的测量有利地在使用具有预先确定的频率的被测量的情况下进行。阳极和/或阴极的状态可以被理解为例如时效(Alter)、腐蚀状态、阳极和/或阴极被沉淀材料覆盖的程度或者阳极和/或阴极的影响从电化学蓄能器出来或进入电化学蓄能器的电流或这样的电流的量的另一个状态。这里所建议的方式基于以下认识，即在使用附加的基准电极并且最后在这个阻抗的基础上测定阳极和/或阴极的状态时，可以非常准确地确定阳极和/或阴极的状态。该基准电极无电流地运行并使得能够精确地确定基准电极和阳极之间的电位或者基准电极和阴极之间的电位。因此，基准电极使得能够分离地确定阳极和阴极上的阻抗，而在没有基准电极的情况下阳极和阴极之间的阻抗的测量造成阳极和阴极上的作用的叠加。使用阻抗作为被测量提供以下优点，即该测量量可以在技术上非常简单而且迅速地被确定，使得这里所建议的方式能够在阳极和/或阴极的状态的确定的高准确度情况下同时成本低廉地实现。只需要设置一个基准电极，然而这可以在技术上简单而且成本低廉地实现。另外，提出一种用于确定电化学蓄能器的阳极和/或阴极的状态的确定装置，其中该确定装置具有下列特征：-接口，用于读入电化学蓄能器的阴极的至少一个所检测的阻抗值和/或电化学蓄能器的阳极的至少一个阻抗值，其中读入的阻抗值是在使用不同于电化学蓄能器的阳极和阴极的基准电极的情况下确定的；和-测定单元，该测定单元被构造用于在使用阻抗值的情况下测定阳极和/或阴极的状态。因此，本专利技术创建一种确定装置，该确定装置被构造用于在相应的装置中执行或实现按照本专利技术的方法的步骤。通过确定装置形式的本专利技术的实施变型方案，还可以迅速而有效地解决本专利技术所基于的任务。确定装置当前可以被理解为处理传感器信号并据此输出控制和/或数据信号的电气设备。该确定装置可以具有可以以硬件和/或软件方式构造的接口。在以硬件构造的情况下该接口例如可以是包含确定装置的极大不同的功能的所谓的系统ASIC的一部分。然而，还可能的是，该接口是特有的集成的电路或者至少部分地由分立的器件组成。在以软件方式构造的情况下，该接口可以是例如除了其他软件模块以外存在于微控制器上的软件模块。具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，该程序代码可以被存储在诸如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器的机器可读载体上，并当该程序产品在计算机或者装置上实施时被用来执行按照上述实施方式之一的方法。按照本专利技术的一种实施方式，可以在读入步骤中读入阻抗值，在阻抗值的检测中阳极和阴极之间存在着电流或者离子导电。离子导电可以被理解为如下状态，在该状态中离子在阳极和阴极之间移动，以便在阳极和阴极之间执行电荷分离。本专利技术的这样的实施方式提供如下优点，即阻抗值形式的阻抗的检测可以在电化学蓄能器的运行过程中进行，使得阳极和/或阴极的状态的检测可以以特别高的准确度进行。特别有利的是本专利技术的一种实施方式，其中在读入步骤中读入阻抗值，该阻抗值是在使用被测量的情况下测量的，该被测量在检测阻抗值时具有预先确定的、尤其是可变的频率。本专利技术的这样的实施方式提供如下优点，即通过在使用具有预先确定的、尤其是变化的频率的被测量的情况下记录阻抗值，可以对阳极或者阴极的不同的电荷状态进行补偿，由此可以进一步提高确定阳极和/或阴极的状态的准确度。另外，按照本专利技术的另一实施方式，还可以在测定步骤中测定阳极和/或阴极和/或电化学蓄能器的时效，测定阳极和/或阴极的分解状态，和/或阳极和/或阴极的剩余寿命。本专利技术的这样的实施方式提供如下优点，即通过专门的测定的状态可以准确指示电化学蓄能器或电化学蓄能器的阳极或者阴极的磨损程度。为了避免电化学蓄能器的过强的负荷，还可以根据所确定的阳极和/或阴极的状态和/或阻抗值来防止或控制从电蓄能器的电能提取。为此，按照本专利技术的一种实施方式，此外可以设置改变阳极和/或阴极上的电气量的步骤，在该步骤中该电气量根据阻抗值和/或所测定的阳极和/或阴极的状态而被改变。这样的电气量例如可以是阳极和/或阴极上的电位、通过阳极和/或阴极的电流、阳极和/或阴极之间的电压或具有对电化学蓄能器的电能提取的影响的类似量。本专利技术的这样的实施方式提供如下优点，即可以实现用于从蓄能器提取能量的有效的蓄能器管理，以便可以减少电化学蓄能器的磨损。按照本专利技术的一种特殊的实施方式，这里介绍一种电化学蓄能器系统，具有阳极、阴极和与阳极和阴极电绝缘的基准电极，其中该电本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定电化学蓄能器(110)的阳极(125)和/或阴极(127)的状态的方法(200)，其中该方法(200)具有下列步骤：‑读入(210)电化学蓄能器(110)的阴极(127)的至少一个所检测的阻抗值(142)和/或电化学蓄能器(110)的阳极(125)的至少一个阻抗值(142)，其中读入的阻抗值(142)是在使用不同于电化学蓄能器(110)的阳极(125)和阴极(127)的基准电极(135)的情况下确定的；以及‑在使用至少一个阻抗值(142)的情况下测定(220)阳极(125)和/或阴极(127)的状态(150)。

【技术特征摘要】
2012.10.12 DE 102012218616.61.用于确定电化学蓄能器(110)的阳极(125)和/或阴极(127)的状态
的方法(200)，其中该方法(200)具有下列步骤：
-读入(210)电化学蓄能器(110)的阴极(127)的至少一个所检测的阻
抗值(142)和/或电化学蓄能器(110)的阳极(125)的至少一个阻抗值(142)，
其中读入的阻抗值(142)是在使用不同于电化学蓄能器(110)的阳极(125)和
阴极(127)的基准电极(135)的情况下确定的；以及
-在使用至少一个阻抗值(142)的情况下测定(220)阳极(125)和/或阴极(127)
的状态(150)。
2.按照权利要求1的方法(200)，其特征在于，在读入(210)步骤中读
入阻抗值(142)，在该阻抗值的检测中在阳极(125)和阴极(127)之间存在
着电流或者离子导电。
3.按照上述权利要求之一的方法(200)，其特征在于，在读入(210)步
骤中读入阻抗值(142)，该阻抗值是在使用被测量的情况下检测的，该被测量在
检测该阻抗值时具有预先确定的、尤其是可变的频率。
4.按照上述权利要求之一的方法(200)，其特征在于，在测定(220)步骤中
测定阳极(125)和/或阴极(127)和/或电化学蓄能器(110)的时效，测定阳
极(125)和/或阴极(127)的分解状态和/或该阳极和/或阴极的剩余寿命。
5.按照上述权利要求之一的方法(200)，其特征在于，此外设置改变阳极
(125)和/或阴极(127)上的电气量的步骤，在该步骤中该电气量根据阻抗值(142)
和/或阳极(125)和/或阴极(127)的所测定的状态(150)而被改变。
6.用于确定电化学蓄能器(110)的阳极(125)和/或阴极(127)的状态
(150)的确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·斯蒂亚斯尼，J·齐格勒，E·克劳斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE