CN109073683A - 用于确定负载电流的方法及电池传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定负载电流的方法，该方法基于以特定方式来传导校准电流并且基于特定计算方法。

Description

用于确定负载电流的方法及电池传感器

本发明涉及一种用于确定流过一组测量用电阻器的负载电流的方法。

这种方法可以具体用于确定电池例如汽车电池的电池状况。为了确定电池状况，通常需要测量电池电流。这也可以被称为负载电流。为此目的，在根据现有技术的实施例中，高度准确的电阻器或传感器通常被用于测量磁场强度。以上实施例的缺点具体是：具体用于产生电阻器材料的高成本，该电阻器材料在例如-40℃至105℃的常规温度范围内具有或多或少的恒定电阻值。这种材料的一个示例是铜/镍/锰合金，例如锰镍铜合金。

可以提供电流测量例如以用于电池传感器，该电池传感器用于电池的物理变量的下游计算。

一段时间以来，已经尝试通过用更具成本效益的部件来代替高度精确的电阻器作为测量用电阻器(还被称为分流电阻器)。一种可能性是在电池传感器的使用寿命期间反复对分流电阻器进行重新校准。

然而，已经发现，在占优势的边界条件下、具体地传感器的期望低功率消耗，即使在同时测量机动车辆中出现的高且时间上大大可变的电流的情况下，连续的重新校准是困难的，这是因为待应用于校准的校准电流旨在被选定为很小并且旨在仅被短暂地应用。

因此，本发明的目的是提供一种用于确定负载电流的方法，该方法与已知的实施例相比，可以以可替代的方式例如以改进的和/或更具成本效益的方式来执行。本发明的目的是还提供一种相关联的电池传感器。

根据本发明，这是通过如权利要求1所述的方法和如权利要求13所述的电池传感器来实现的。有利的实施例可以例如从对应的从属权利要求中收集。权利要求书的内容通过明确引用并入说明书的内容中。

本发明涉及一种用于确定流过一组测量用电阻器的负载电流的方法。该测量用电阻器组具有多个支路，并且每个支路具有至少一个对应的第一测量用电阻器和一个对应的第二测量用电阻器。该方法针对这些支路中的每一个支路具有以下步骤：

-测量第一测量电压和第二测量电压，该第一测量电压在该第一测量用电阻器的两端下降，该第二测量电压在该第二测量用电阻器的两端下降，

-基于该第一测量电压和该第二测量电压来计算第一操作参数，

-至少基于该第二测量电压和第二操作参数来计算该负载电流，

-其中，该方法仅在对应的校准周期期间具有以下步骤：

-将校准电流传导到该测量用电阻器组的该支路中，其中，该校准电流被分流成流过该第一测量用电阻器的第一校准部分电流和流过该第二测量用电阻器的第二校准部分电流，以及

-测量第一校准电压和第二校准电压，该第一校准电压在流动校准电流和负载电流的情况下在该第一测量用电阻器的两端下降，该第二校准电压在流动校准电流和负载电流的情况下在该第二测量用电阻器的两端下降，

-其中，该第二操作参数是至少基于该第一校准电压、该第二校准电压、该第一操作参数、以及该校准电流的电流强度来计算的。

根据本发明的方法有利地使得可以确定负载电流。为此目的，起初仅包括单个电阻器的测量用电阻器可以被概括为具有至少一个支路的一组测量用电阻器，该至少一个支路具有至少两个测量用电阻器。应当理解，可以使用任何期望数量的支路，即例如，一个支路、两个支路、三个支路、或更多个支路。

具体地，这些负载电流可以各自是总负载电流的流过对应支路的那些部分。

应当理解，在对应的测量用电阻器两端下降的电压，即测量电压或校准电压，可以基本上在对应的测量用电阻器的两端直接测量，或者可以以这种方式来测量：在多个电阻器例如两个电阻器的两端测量总电压，并且从该总电压中减去在另一个电阻器的两端下降的电压。这些实施例在本申请的意义上是等效的，并且都应该相应地包括在本文使用的公式中。

应当理解，在至少基于第二测量电压和第二操作参数来计算负载电流的步骤中，第一测量电压或者第一测量电压与第二测量电压的总和也可以被用作第二测量电压的替代。这种变体应该被认为是等效的。

在多个支路的情况下，优选地将这些支路的对应所计算负载电流相加，以形成总负载电流。

关于该程序的细节，参照了下面的实施例。

第一校准电流基于负载电流的电流方向而优选地与第二校准电流不同、具体地相反。这导致对于方程组的有利可解性，这些将在以下进一步更详地细描述。

根据一个实施例，第一校准部分电流为零。这使得可以省去电流源并且使得能够进行特别简单的评估。

应当理解，其中校准部分电流因此为零的那些实施例例如被包括在上述披露中。

第二操作参数优选地对应于第二测量用电阻器的电阻值与测量第二测量电压的电压表的增益因数的乘积。

第二操作参数可以具体地被计算为第一分数与第二分数之间的差，其中，第一分数的分子包含第二参考电压，其中，第一分数的分母包含校准电流的电流强度，其中，第二分数的分子包含第一参考电压，并且其中，第二分数的分母包含第一操作参数与校准电流的电流强度的乘积。这允许具体地针对上述含义而有利地计算第二操作参数。关于数学背景，参照了下面的实施例。

应当理解，在本申请中陈述的方程或公式的情况下，无论是否以文本的形式或作为公式来陈述，某些变换、具体地微不足道的变换基本上也被认为是等效的并且不偏离保护范围。例如，方程可以乘以某个常数。

第一操作参数优选地对应于以下项之间的比率：

-第二测量用电阻器的电阻值与测量第二测量电压的电压表的增益因数的乘积，以及

-第一测量用电阻器的电阻值与测量第一测量电压的电压表的增益因数的乘积。

在这种情况下，第一操作参数优选地是通过将第一测量电压除以第二测量电压、或者借助于基于第一测量电压和第二测量电压的回归分析来计算的。这允许具体地针对上述含义而有利地计算第一操作参数。

优选地在校准周期之外计算第一操作参数，具体地是在也在对测量电压进行测量的情况下。

根据一个实施例，负载电流是在对应的校准周期期间通过从校准周期之外的时间外推负载电流来计算的。这考虑到以下事实：取决于该实施例，在校准周期、即具有叠加的校准电流期间精确地计算负载电流可能是困难的或甚至是不可能的。

根据一个实施例，第一校准部分电流为零，并且负载电流是在对应的校准周期期间基于第二校准电压、第二操作参数、以及校准电流的电流强度来计算的。具体地，这考虑到以下事实：即使在校准周期期间也可以精确地计算负载电流，具体地是在第一校准部分电流为零的情况下。

在这种情况下，具体地，可以以两种不同的示例性方式来确定负载电流。一方面，负载电流可以由第二校准电压除以第二操作参数、减去已知校准电流来计算，并且另一方面，负载电流可以由第一校准电压除以第一操作参数与第二操作参数的乘积来计算。

最终结果有利地被输出或被计算为刚刚提及的这两种方法的平均值。

根据一个实施例，负载电流是在校准周期之外通过将第二测量电压除以第二操作参数来计算的。

根据一个实施例，负载电流是在校准周期期间通过将第二校准电压除以第二操作参数减去校正值来计算的，其中，该校正值优选地是校准电流的电流强度，具体地是在第一校准部分电流为零的情况下。

还可以使用所估计的值来对校准电流进行分流。由于通常已知第一测量用电阻器和第二测量用电阻器的标称电阻值，因此通常可以估计将如何对电流进行分流。只要校准电流与负载电流相比是较小的，这就通常仅产生很小的误差。

具体地，可以基于参考电阻器处的所测量电压降来确定校准电流的电流强度，其中，此参考电阻器具体地是温度稳定的和/或长期稳定的参考电阻器。后者具有已知的电阻。

应该提到的是，因此通常首先仅总体上测量校准电流，即，在不知道这两个校准部分电流的情况下。可以设想用于测量校准电流的许多种可能性。刚刚提及的参考电阻器两端的电压测量就是此方面的一个示例。另一种可能性可以是从精确的电流源获得校准电流。

根据一个发展，负载电流的误差值是基于参考电阻器的电流强度来计算的。这使得可以估计所确定的负载电流的可靠性。

本发明进一步涉及一种电池传感器。

该电池传感器具有一组测量用电阻器，其中，该测量用电阻器组具有多个支路，并且每个支路具有至少一个对应的第一测量用电阻器和一个对应的第二测量用电阻器。该电池传感器具有至少一个第一电压表和一个第二电压表，其中，该第一电压表被配置用于测量在该第一测量用电阻器的两端下降的电压，并且该第二电压表被配置用于测量在该第二测量用电阻器的两端下降的电压。该电池传感器还具有被配置用于将校准电流传导通过该测量用电阻器组的至少一个校准电流源。该电池传感器还具有被配置用于执行根据本发明的方法的电子控制装置。关于该方法，可以参照所有所描述的实施例和变体。

可以使用根据本发明的电池传感器以特别有利的方式来执行根据本发明的方法。关于相关联的优点和变体，参照了上文对本方法的描述。

具体地，电子控制装置可以具有处理器装置和存储装置，其中，存储装置存储有程序代码，在执行该程序代码期间，处理器装置执行根据本发明的方法或者相应地表现。

根据一个实施例，该测量用电阻器组具有单个支路。这对应于简单的实施例。

根据一个实施例，该测量用电阻器组具有多个支路。例如，这使得可以将不同的电流强度考虑在内。

还可以提供多个多路复用器，以便为特定支路分配电压测量和/或校准电流传导。这使得可以将测量仪器或电流源用于不同的支路，这节省了开支。

该测量用电阻器组可以具有多个支路。在这种情况下，负载电流优选地是以在所有支路上求和的方式来计算的。在这种情况下，负载电流可以指由对这些支路中的对应负载电流进行求和而得到的总负载电流。

本发明进一步涉及一种非易失性计算机可读存储介质，其包含程序代码，在执行该程序代码期间，处理器执行根据本发明的方法。关于该方法，可以参照所有所描述的实施例和变体。

以下给出了本发明的进一步解释，在此种情况下，一方面，这用于对功能进行解释，并且另一方面，本文中所描述的特征也可以以任何期望的方式与别处描述的特征相结合。它们同样可以彼此结合，并且可以单独地或结合地构成对本发明而言必不可少的方面。

使用负载电流I_负载所流过的一组电阻器来确定待测量的该负载电流。这组电阻器具有至少一个第一测量用电阻器R1和一个第二测量用电阻器R2，这两个电阻器彼此串联连接。串联连接的其他测量用电阻器R3、R4、…、Rn-1、Rn可以与串联连接的这部分电阻器并联连接。

除了负载电流之外，一个校准电流或多个校准电流被偶然地馈送到此电阻器网络或测量用电阻器组中，其结果是，一个校准电流或该校准电流的一部分或这些校准电流中的一些校准电流与负载电流或负载电流的一部分一起流经这些测量用电阻器中的一个或多个。这些测量用电阻器可以被认为是这组测量用电阻器的部分电阻器。

在这种情况下，测量电阻器网络的一个或多个部分电阻器两端的电压降，该电压降是由流经测量用电阻器的电流总和引起的。

现在可以选择(多个)校准电流被馈送到这组测量用电阻器的点以及在电流流过的测量用电阻器处执行电压测量所经由的点，其方式为使得得到可解的方程组：

U_m＝(I_负载,i+I_参考,m)*R_m*g_m

U_n＝(I_负载,i+I_参考,n)*R_n*g_n

在这种情况下，

-U_m、U_n是在具有编号m、n的一个或多个测量用电阻器两端测量的校准电压，

-R_m、R_n是(未知的)测量用电阻器，在该测量用电阻器两端测量到校准电压U_m、U_n。这些测量用电阻器可以进而包括串联或并联连接的其他测量用电阻器，

-g_m、g_n是用于电压U_m、U_n的测量设备的(错误)增益因数，

-I_负载,i是待测量的负载电流或此负载电流流经这组测量用电阻器中的用于测量校准电压U_m、U_n的这些测量用电阻器的一部分，

-I_参考，m和I_参考，n是所施加的校准部分电流，其流经这组测量用电阻器中的用于测量校准电压U_m、U_n的这些测量用电阻器R_m、R_n，其中，I_参考，m和I_参考，n基于I_负载，i在不同的方向上流动。

具体地，周期性地施加校准部分电流或校准电流，例如其周期持续时间在10ms与100ms之间，施加持续时间为10μs与100μs之间的周期。因此，其结果是校准电流或校准电流的一部分流过这组测量用电阻器中的测量用电阻器的时间，即校准周期，以及无校准电流流过这组测量用电阻器的时间。在这些时间处，即在校准周期之外，方程组中的至少一些方程被简化为：

U_m＝I_负载,i*R_m*g_m

U_n＝I_负载,i*R_n*g_n

在这种情况下，U_m、U_n表示测量电压，即在校准周期之外测量的电压。

替代地，可以在校准电流流过的时间、即在校准周期之内施加时间上可变的校准电流。

在无校准电流流过网络时，有利地在方程组中的单独方程之间(或在所测量的电压U_i之间)形成关系α_mn(例如，在微控制器中，该微控制器可以是电流测量装置的一部分、或者可以被连接到电流测量装置)：

U_m＝α_mn*U_n

或者

U_m＝a_mn*I_负载,i*R_n*g_n

例如，可以存储在各种情况下在相同时间t处测量的电压值对U_n(t)、U_m(t)。可以借助于线性回归在微控制器中对这些所存储的值对进行估计，以便确定关系α_mn。这对应于针对上述第一操作参数的计算规则。

在校准电流接通的情况下，有利的是现在可以通过测量电压U_m、U_n来确定待测量的负载电流的一部分：

U_m＝a_mn*(I_负载,i+I_参考,m)*R_n*g_n

U_n＝(I_负载,i+I_参考,n)*R_n*g_n

如下：

倒数第二个公式指示针对第二操作参数的计算规则。

在无校准电流被施加时，I_参考,m＝0和I_参考,n＝0、及最后一个方程可以用于确定待测量的负载电流I_负载。

在已知R_n、g_n、α_nm的情况下，以下方程可以被有利地用于确定I_负载：

在校准电流被接通时，也可以根据这两个方程的总和来大致地计算回I_负载：

在这种情况下产生误差，具体地当电流I_参考，m与I_参考，n大大不同时。

在这种情况下，值I_参考,m-I_参考,n是已知的并且对应于校准电流，即对应于校准部分电流的总和。在这种情况下，不同的数学符号被考虑在内。

在下文进一步更详细描述的图1的情况下，I_负载的测量可以在校准过程时被中断。例如，校准时间内的I_负载测量值可以由校准时间之前的测量值与较准时间之后的测量值的平均值形成。替代地，可以决定是否使用错误的测量值，或者是否形成替换值。可以例如基于与α_mn的早前值相比的“对称因数”α_mn的瞬时值来作出该决定。然而，也可以取决于与所施加负载电流相比的误差比率大小来作出该决定。

在这种情况下，下文进一步描述的图2中的配置的优点是明显的。由于在各种情况下校准电流仅在校准时被施加到电阻器网络的一个支路，因此由±||I_参考,m|-|I_参考,n||引起的相对误差相对于流过所有支路的电流总和而言变得更小。可以精确地计算针对当前未校准的支路所分别施加的负载电流，这是因为在任何时候U_n与U_m的总和对所有支路而言是相同的，而不考虑这些支路之一当前是否被校准。

测量用电阻器R₁、R₂、…、R_z-1、R_z以及用于测量电压U_n、U_m的装置可以具有与几乎任何期望大小的期望值的容差或偏差。校准电流的值也不起决定性作用。

仅有利地符合以下前提条件：

首先：测量用电阻R_n和R_m与增益因数g_n、g_m的两个乘积R_n*g_n、R_m*g_m相对于彼此的比率α_mn旨在在某个周期上是基本上稳定的。此某个周期应该比周期性施加的校准电流被连接和断开或被周期性改变的周期持续时间长得多。

其次：应该在使用所施加的校准电流来测量U_n和U_m的至少一个时间精确地知道校准电流I_参考＝I_参考,n-I_参考,m＝|I_参考,n|+|I_参考,m|的值。

现在应该指出的是：

1)一个测量用电阻器中的电压降增加了，并且另一个降低了，并且

2)根据这两个测量电压之间的差来计算电阻。

这使得能够对电阻进行最新测量。因此，电阻不需要是永久恒定的。可以使用更具成本效益的材料。

所描述的安排和所描述的方法使得可以在不具有电阻器网络或该测量用电阻器组的先验知识、以及用于测量电压的测量设备的相对准确度的情况下实际地确定负载电流。其结果是，尽管具有更具成本效益的材料，但是甚至可以实现比根据现有技术的实施例中更高的电流测量准确度。这是因为基本上测量用电阻器的电阻值的容差与用于电压降的电压测量装置的容差二者被预先包括在所测量电流值的容差中。

通常，在所描述的装置或安排的情况下，仅需要对I_参考的一次准确了解。此外，对I_参考的电流源的质量几乎不施加要求。通常仅需要对I_参考进行准确测量。这可以例如通过相应准确的参考电阻器R_参考和对R_参考两端的电压降的准确测量来容易地实现。这是因为，与针对负载电流的测量用电阻器不同，R_参考可以具有例如1欧姆的高电阻，其需要仅针对小参考电流而不针对高负载电流来设计。由于R_参考的值相应地被选择为高，因此也可以方便地测量电压降I_参考*R_参考，这是因为不需要例如复杂的放大器。

应当理解，第一操作参数具体地是α_nm，并且第二操作参数具体地是电阻与增益因数的乘积。

本领域技术人员将从下文参照附图描述的示例性实施例中收集进一步的特征和优点，在这些附图中：

图1：示出了根据第一示例性实施例的具有连接的一组测量用电阻器，

图2：示出了根据第二示例性实施例的具有连接的一组测量用电阻器，

图3：示出了根据第三示例性实施例的具有连接的一组测量用电阻器，

图4：示出了根据第四示例性实施例的具有连接的一组测量用电阻器，并且

图5：示出了根据第五示例性实施例的具有连接的一组测量用电阻器。

图1示出了根据第一示例性实施例的具有连接的一组测量用电阻器，这组测量用电阻器也可以有利地用于执行根据本发明的方法。

这组测量用电阻器具有第一测量用电阻R1和第二测量用电阻R2，经由这两个电阻来传导时间上可变的负载电流I_负载。此负载电流I_负载初始地来自在电压方面被描绘成图1中的V_电池的电池。负载电流I_负载还流经通常被称为负载(Load)且在此仅被示意性地展示的负载，并且可以包括机动车辆的典型电气部件，例如起动马达、车灯或电子部件以及发电机。

第一电压表U1被安排在第一测量用电阻器R1的两端。第二电压表U2被安排在第二测量用电阻器R2的两端。这些被设计成用于当电流I1、I2分别流过时测量这两个测量用电阻器R1、R2两端的对应电压。

第一电容器C1和第二电容器C2被用作校准电流I_参考的电流源，并且经由串联电阻器R_限幅直接从车辆电池充电。负载电流I_负载经由负载Load由电池V_电池生成，并且经由测量用电阻器R1、R2的电阻器网络流至地GND。

这两个电容器C1、C2经由开关S1和参考电阻器R_参考被连接到第一测量用电阻器与第二测量用电阻器之间的点。这两个电压表U1、U2也被连接到此点。另一个电压表U_参考被安排在参考电阻器R_参考的两端，并且当校准电流I_参考流过时测量在参考电阻器R_参考两端下降的电压。

由于开关S1闭合，因此除了负载电流I_负载之外，校准电流I_参考被馈送到包括测量用电阻器R1、R2的电阻器网络中，其中，第一电容器C1基本上经由第一测量用电阻器R1被放电，并且第二电容器C2基本上经由第二测量用电阻器R2被放电。这因此产生两个校准部分电流，即第一校准部分电流I_参考，1和第二校准部分电流I_参考，2，其中，第一校准部分电流I_参考，1流过第一测量用电阻器R1，并且第二校准部分电流I_参考，2流过第二测量用电阻器R2。这两个校准部分电流I_参考，1和I_参考，2在这两个测量用电阻器R1、R2的两端具有相反的数学符号，而它们的总和I_参考流过参考电阻器R_参考并且可以使用电压测量来测量，如已经描述的。

用于测量在这两个测量用电阻器R1、R2的两端下降的电压的电压表U1、U2在本情况下不进行任何进一步的详细解释。电压表U1、U2各自通常具有通常有着可变的增益因数的至少一个放大器，并且各自具有模拟/数字转换器或可以经由多路复用器被连接到各自的放大器的公共模拟/数字转换器。

未在图1中描绘运算单元，例如电子控制装置，其可以是以例如微控制器的形式。这种电子控制装置可以具有例如处理器装置和存储装置，其中，存储装置存储有程序代码，在执行该程序代码期间，处理器装置执行根据本发明的方法。具体地，处理器装置可以根据上述公式来计算负载电流I_负载。运算单元或电子控制装置可以优选地还具有用于读入电压U1、U2、U_参考的界面以及用于控制开关S1的界面。

应该提到的是，代替电容器C1、C2，可以使用任何期望的其他类型的电流源。例如，可以使用DC/DC转换器、到电池正极的直接连接(具有或不具有串联电阻器R_限幅)、同相调节器、经精度调节的电流源(具体地，省略了经由R_参考的I_参考测量)或其他合适的实施例。

还应该指出的是，也可以在对所测量的值进行数字化之前以模拟的形式来执行计算的部分，具体地，对在测量用电阻器两端测量的电压(Un，Um)之和和/或这些电压之间之差(Un-Um)的计算。

图2示出了根据第二示例性实施例的具有连接的一组测量用电阻器。应该提到的是，在图2和其他附图中基本上讨论了关于先前附图的改变，在这种情况下，参照先前关于未具体提及的元件的描述。

在根据图2的实施例中，电阻器网络或这组测量用电阻器包括并联连接和串联连接的多个测量用电阻器R1、R2、R3、R4、……、Rz、Rz-1。具体地，本实施例的一个优点是：由于多个电阻器支路是并联连接的，因此在I_负载路径中实现了总体更低的测量用电阻，而测量用电阻器R1、R2、……、Rz-1、Rz可以相对较大。因此，即使在与负载电流相比施加低校准电流的情况下，在对应的测量用电阻器处产生相对高的、即可容易测量的电压降。校准电流I_参考和电压表Un、Um可以经由多路复用器Mux被分配给任何期望的支路(R1，R2)、(R3，R4)、……、(Rz-1，Rz)。

替代用于联合地切换参考电流和测量变量的多路复用器，可以有利地使用两个或更多个多路复用器，其中之一被用于切换参考电流并且其中之二被用于将电压表连接到电阻器网络的对应支路。

替代多路复用器Mux，例如，还可以使用针对各个测量用电阻器R1、R2、……、Rz-1、Rz的一个电流源和/或一个电压测量设备。

图3示出了根据本发明的第三示例性实施例的具有连接的一组测量用电阻器。在这种情况下，单独的多路复用器Mux1用于将校准电流I_参考切换到电阻器网络的任何期望的支路(R1，R2)、(R3，R4)、……、(Rz-1，Rz)，并且第二多路复用器Mux2用于将电压表Un、Um连接到电阻器网络的任何期望的支路(R1，R2)、(R3，R4)、……、(Rz-1，Rz)。微控制器μC控制多路复用器Mux1、Mux2和开关S1，并且接收测量值Un、Um、U_参考。

微控制器μC是电子控制装置并且被配置用于执行根据本发明的方法。在这种情况下，原则上可以返回参照所描述的所有实施例和变体。

图4示出了根据本发明的第四示例性实施例的具有连接的一组测量用电阻器，其中，校准电流I_总可以经由电阻器支路的不同测量用电阻器(顶部的电阻器、底部的电阻器)由控制器有意地单独切换。电压测量被详细地分成放大步骤(放大器1、放大器2)和模拟/数字转换步骤(A/D转换器1、A/D转换器2)。

图5示出了根据第五示例性实施例的具有连接的一组测量用电阻器，其中，电阻器网络针对每个支路包含串联连接的三个电阻器(顶部的电阻器、中间的电阻器、底部的电阻器)，可以将校准电流单独地施加到这三个电阻器。

所示电路的任何期望子集可以装配有例如印刷电路板上、或者集成在半导体设备中的分立部件。此外，分立电路或半导体设备可以具有其他装置，例如：具体地用于测量温度的温度传感器，电阻器R_参考、R1、R2、……、Rn中的至少一个，具体地用于测量电池电压的电压传感器，通信接口，用于控制电流源C1、C2的装置，其他电流源，时钟发生器，具体地用于存储与电流测量装置相关的校准数据、例如在制造最终测试中确定的R_参考的值、或R_参考的温度系数的易失性和/或非易失性数据存储器，具体地用于计算电池的物理变量或用于计算温度模型、具体地用于计算电池温度、装置的环境温度或用于计算所使用的电阻器R_参考、R1、……、Rz中的一个或多个的温度的微处理器。

整体安排或装置的任何期望子集可以安装在例如具有或不具有集成连接器的塑料或金属外壳中，或者可以使用塑料注入成型。

整体安排或所述装置的任何期望子集，具体地测量用电阻器或分流电阻器R1、……、Rz，可以集成到电池极端中、集成到电缆终端套管中、集成到电池缆线中或集成到电池中。

电路还可以包含用于在电阻器R_参考、R1、……、Rz处分接出的电压的一个或多个斩波器。

电路还可以包含用于在电阻器R_参考、R1、……、Rz处分接出的电压或者用于那里分接出或放大的电压的一个或多个采样保持元件。

最后，除了使用I_参考的电压测量之外，还可以使用电流测量方法来测量校准电流I_参考，例如使用霍尔传感器或其他基于磁体的测量方法。

下文还给出了对上述公式的推导。参照上文关于单独变量的含义的描述。

|I_参考,1|+|I_参考,2|＝I_参考

I1＝I_负载+|I_参考,1|

I2＝I_负载-|I_参考,2|

U1＝R1*g₁*(I_负载+|I_参考,1|)

U2＝R2*g₂*(I_负载+|I_参考,2|)

a*R1*g₁＝R2*g₂

U2＝a*R1*g₁*(I_负载-|I_参考,2|)

R2*g₂＝a*R1*g₁

根据本发明的方法的所提及步骤可以以所指示的顺序来执行。然而，这些步骤还可以以不同的顺序来执行。在其实施例之一中，例如，通过特定的步骤组合，可以以不执行其他步骤的方式执行根据本发明的方法。然而，原则上，还可以执行其他步骤，甚至是未提及类型的步骤。

作为本申请的一部分的权利要求书不代表放弃获得进一步的保护。

如果在这些程序的过程中显现出一个特征或一组特征不是绝对必要的，则申请人现在就渴求用于至少一项不再具有该特征或该组特征的独立权利要求的措辞。举例来讲，这可以是在提交之日存在的权利要求的子组合或者可以是在提交之日存在的权利要求的、受其他特征限制的子组合。这种需要重新措辞的权利要求书或特征组合也可以理解为由本申请的披露涵盖。

此外应指出的是，在不同的实施例或示例性实施例中描述的和/或在附图中示出的本发明的改进、特征、和变体可以任何方式相互组合。单个或多个特征能够以任何方式相互交换。由此产生的特征的组合也可以理解为也被本申请的披露内容覆盖。

在从属权利要求中的前述引用不旨在被理解为放弃实现对前述引用从属权利要求的特征的独立的、实质的保护。这些特征还可以以任何方式与其他特征组合。

仅在说明书中披露的特征、或仅在说明书或权利要求中披露的特征结合其他特征，基本上可以具有对本发明而言必不可少的自主意义。因此，为了区别于现有技术，它们也可以单独地包括在权利要求书中。

为了更好的可读性，一些附图标记在权利要求书中以缩写的形式来表示。因此第一操作参数标示为a，第二操作参数标示为R*g，并且增益因数标示为g。在这种情况下，省略了以上描述中使用的索引号。

Claims (15)

1.一种用于确定流过一组测量用电阻器的负载电流(I_负载)的方法，

-其中，该测量用电阻器组具有多个支路，并且每个支路具有至少一个对应的第一测量用电阻器(R1)和一个对应的第二测量用电阻器(R2)，

-其中，该方法针对这些支路中的每一个支路具有以下步骤：

-测量第一测量电压(U1)和第二测量电压(U2)，该第一测量电压在该第一测量用电阻器(R1)的两端下降，该第二测量电压在该第二测量用电阻器(R2)的两端下降，

-基于该第一测量电压(U1)和该第二测量电压(U2)来计算第一操作参数(a)，

-至少基于该第二测量电压(U2)和第二操作参数(R*g)来计算该负载电流(I_负载)，

-其中，该方法仅在对应的校准周期期间具有以下步骤：

-将校准电流(I_参考)传导到该测量用电阻器组的该支路中，其中，该校准电流(I_参考)被分流成流过该第一测量用电阻器(R1)的第一校准部分电流(I_参考，1)和流过该第二测量用电阻器(R2)的第二校准部分电流(I_参考，2)，以及

-测量第一校准电压(U1)和第二校准电压(U2)，该第一校准电压在流动校准电流(I_参考)和负载电流(I_负载)的情况下在该第一测量用电阻器(R1)的两端下降，该第二校准电压在流动校准电流(I_参考)和负载电流(I_负载)的情况下在该第二测量用电阻器(R2)的两端下降，

-其中，该第二操作参数(R*g)是至少基于该第一校准电压(U1)、该第二校准电压(U2)、该第一操作参数(a)、以及该校准电流(I_参考)的电流强度来计算的。

2.如权利要求1所述的方法，

-其中，该第一校准部分电流(I_参考，1)基于该负载电流(I_负载)的电流方向而与该第二校准部分电流(I_参考，2)不同、具体地相反。

3.如以上权利要求之一所述的方法，

-其中，该第一校准部分电流(I_参考，1)为零。

4.如以上权利要求之一所述的方法，

-其中，该第二操作参数(R*g)对应于该第二测量用电阻器(R2)的电阻值与测量该第二测量电压的电压表(U2)的增益因数(g)的乘积。

5.如以上权利要求之一所述的方法，

-其中，该第二操作参数(R*g)被计算为第一分数与第二分数之间的差，

-其中，该第一分数的分子包含该第二参考电压(U2)，

-其中，该第一分数的分母包含该校准电流(I_参考)的电流强度，

-其中，该第二分数的分子包含该第一参考电压(U1)，并且

-其中，该第二分数的分母包含该第一操作参数(a)与该校准电流(I_参考)的电流强度的乘积。

6.如以上权利要求之一所述的方法，

-其中，该第一操作参数(a)对应于以下项之间的比率：

-该第二测量用电阻器(R2)的电阻值与测量该第二测量电压的电压表(U2)的该增益因数(g)的乘积，以及

-该第一测量用电阻器(R1)的电阻值与测量该第一测量电压的电压表(U1)的该增益因数(g)的乘积。

7.如以上权利要求之一所述的方法，

-其中，该第一操作参数(a)是通过将该第一测量电压(U1)除以该第二测量电压(U2)、或者借助于基于该第一测量电压(U1)和该第二测量电压(U2)的回归分析来计算的。

8.如以上权利要求之一所述的方法，

-其中，该负载电流(I_负载)是在对应的校准周期期间通过从校准周期之外的时间外推负载电流来计算的。

9.如以上权利要求之一所述的方法，

-其中，该第一校准部分电流(I_参考，1)为零，并且

-其中，该负载电流(I_负载)是在对应的校准周期期间基于该第二校准电压(U2)、该第二操作参数(R*g)、以及该校准电流(I_参考)的电流强度来计算的。

10.如以上权利要求之一所述的方法，

-其中，该负载电流(I_负载)是在校准周期之外通过将该第二测量电压(U2)除以该第二操作参数(R*g)来计算的，

和/或

-其中，该负载电流(I_负载)是在校准周期期间通过将该第二校准电压(U2)除以该第二操作参数(R*g)减去一校正值来计算的，其中，该校正值优选地是该校准电流(I_参考)的电流强度，具体地是在该第一校准部分电流(I_参考，1)为零的情况下。

11.如以上权利要求之一所述的方法，

-其中，该校准电流(I_参考)的电流强度是基于具有已知电阻值的参考电阻器(R_参考)处的所测量电压降来确定的，该参考电阻器具体地是温度稳定的和/或长期稳定的参考电阻器(R_参考)。

12.如以上权利要求之一所述的方法，

-其中，该负载电流的误差值是基于该参考电阻器(R_参考)的电流强度来计算的。

13.一种电池传感器，具有：

-一组测量用电阻器，其中，该测量用电阻器组具有多个支路，并且每个支路具有至少一个对应的第一测量用电阻器(R1)和一个对应的第二测量用电阻器(R2)，

-至少一个第一电压表(U1)和一个第二电压表(U2)，其中，该第一电压表(U1)被配置用于测量在该第一测量用电阻器(R1)的两端下降的电压，并且该第二电压表(U2)被配置用于测量在该第二测量用电阻器的两端下降的电压，

-至少一个校准电流源，其被配置用于将校准电流(I_参考)传导通过该测量用电阻器组，以及

-电子控制装置(mC)，其被配置用于执行如以上权利要求之一所述的方法。

14.如权利要求1至12之一所述的方法，或者如权利要求13所述的电池传感器，

-其中，该测量用电阻器组具有单个支路；

或者

-其中，该测量用电阻器组具有多个支路，

-其中，提供了多个多路复用器(Mux)，以便为特定支路分配电压测量和/或该校准电流(I_参考)的传导。

15.如权利要求1至12或14之一所述的方法，或者如权利要求13和14中任一项所述的电池传感器，

-其中，该测量用电阻器组具有多个支路，并且

-其中，该负载电流(I_负载)是以在所有支路上求和的方式来计算的。