本發(fā)明涉及一種裝置，其包括具有多個蓄電池單元的蓄電池和用于冗余地確定流經(jīng)蓄電池的極的蓄電池電流的傳感器系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及一種用于冗余地確定流經(jīng)蓄電池的極的蓄電池電流的方法。

背景技術(shù)：
作為儲能器，蓄電池達(dá)到了持續(xù)增長的重要性，尤其是用于車輛的驅(qū)動系統(tǒng)。為了確定蓄電池的充電狀態(tài)并且還出于安全緣由將測量流入和流出蓄電池的電流或者還測量單個的蓄電池單元的電流。因為故障的電流傳感器不僅會危及車輛驅(qū)動的正確的功能，而且會帶來安全風(fēng)險，所以必須持續(xù)地監(jiān)控該電流傳感器。通常地，將測量電阻(分流器)用于電流測量。這樣的分流器-電流傳感器測量電壓降，然后借助于歐姆定律能夠確定流過該分流器的電流。因為在電路中大的附加的電阻是不理想的，所以將分流器的電阻選為比負(fù)載小很多。因此，通過該小的電阻，在其上下降的電壓也僅是微不足道的。借助于電子電路能夠放大并且分析該小的電壓降。為了能夠識別出該分流器或者測量電子裝置的故障并對此作出反應(yīng)，需要考慮成熟的監(jiān)控策略。對于機動車中與安全相關(guān)的電氣的和/或電子的系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)ISO26262是有效的。其中，汽車安全完整性水平(ASIL)以A至D的分級來表示由ISO26262所指定的、在機動車中的安全相關(guān)系統(tǒng)的安全要求級別。ASILD描述了對于安全具有最高要求的安全要求級別。例如根據(jù)ASILC開發(fā)的傳感器的現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成冗余的或者多元化的測量路徑。能夠例如通過使用其他的結(jié)構(gòu)型式的第二傳感器來確保諸如電流的多元化的測量值的測量。這樣的裝置如圖1所示。相應(yīng)地，將借助于兩個相互獨立的電流傳感器來測量電流。其中，第一電流傳感器10能夠被構(gòu)造為具有測量電阻(分流器)的電流傳感器。測量信號將在電流測量ASIC12(Application-SpecificIntegratedCircuit：專用集成電路)中被分析。此外，第一電流傳感器10包括自己的診斷單元14和微控制器16，該診斷單元監(jiān)控該第一電流傳感器10的功能性并且該微控制器準(zhǔn)備用于輸出的第一電流測量值IMS。與第一電流傳感器10相反，第二電流傳感器20被構(gòu)造為具有霍爾傳感器的電流傳感器。測量信號將再次在電流測量ASIC22中被分析。此外，第二電流傳感器20也包括自己的診斷單元24和微控制器26，該診斷單元監(jiān)控第二電流傳感器20的功能性并且該微控制器準(zhǔn)備用于輸出的第二電流測量值IMH。第一電流傳感器10的電流測量值IMS和第二電流傳感器20的電流測量值IMH將被傳遞至分析單元30。該分析單元30包括另外的微控制器32，其比較并使得電流測量值IMS和IMH合格。該分析單元30將合格的電流輸出值IQ提供為輸出量。另外的方法是在電流傳感器中集成比較器。其中，一方面，分流器上的電壓將被引入至測量IC(IntegratedCircuit：集成電路)，另一方面，將該電壓與閾值電壓作比較。如果超過了該閾值，那么上級的控制器能夠賦值硬件信號并且采取措施。DE10343179A1描述了一種用于確定車輛蓄電池的電流的裝置。電流照常輸送入熔斷器盒并且在那并行地流過幾個熔斷器。將測量在這些熔斷器上的電壓降，以確定總電流，將通過蓄電池狀態(tài)識別來考慮該總電流。能夠檢驗流過單個的熔斷器的部分電流，從而在超過極限電流時推斷誤差。DE102011080703.2描述了一種用于測量電流的方法。其中，待測電流被分開在至少兩個并行地設(shè)置的路徑上。接下來，流經(jīng)每個路徑的部分電流由一個電流傳感器來測量。為了確定總電流，將兩個部分電流相加。為了檢驗所測量的部分電流的真實性將形成這兩個部分電流的關(guān)系。這個關(guān)系例如能夠與在明確的正常的狀態(tài)下所記錄的并且相同地形成的關(guān)系作比較。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
依據(jù)本發(fā)明提供了一種裝置，所述裝置包括具有多個蓄電池單元的蓄電池和用于冗余地確定流經(jīng)所述蓄電池的極的蓄電池電流的傳感器系統(tǒng)，其中，所述蓄電池系統(tǒng)包括用于獲取所述蓄電池電流并且提供電流測量值的電流測量裝置。此外，所述蓄電池系統(tǒng)包括電壓測量裝置，其用于單獨地獲取至少一個蓄電池單元的單個單元電壓的時間曲線并且提供電壓測量值的至少一個時間曲線。再者，所述蓄電池系統(tǒng)包括分析單元，其被設(shè)置為根據(jù)所述電壓測量值的所述至少一個時間曲線確定所述蓄電池電流。此外，所述分析單元被設(shè)置為提供相應(yīng)的電流值并且將所述電流值與所述電流測量值作比較。將如此地提供所述電流測量值、所述電流值和所述電壓測量值，使得這些值至少提供給所述分析單元。所述電壓測量裝置能夠被構(gòu)造為單獨地獲取所述蓄電池的多個蓄電池單元的或者優(yōu)選地所有的蓄電池單元的所述單個單元電壓的時間曲線。根據(jù)所述裝置的設(shè)計方案，所述電流測量裝置也能獲取所述蓄電池電流的時間曲線并且提供所述電流測量值的時間曲線。所述分析單元能夠確定所述蓄電池電流的時間曲線并且提供所述電流值的時間曲線。接下來，所述分析單元能夠?qū)⑺鲭娏鳒y量值的所述時間曲線與所述電流值的所述時間曲線作比較。本發(fā)明基于以下知識，即通過結(jié)合合適的分析單元來應(yīng)用電流測量裝置(例如電流傳感器)和電壓測量裝置(例如至少一個電壓傳感器)能夠?qū)崿F(xiàn)蓄電池電流的多元化的冗余的確定。這是可能的，因為在蓄電池單元處能夠根據(jù)其所獲得的或者所供給的電流來測量另外的單個單元電壓，其中，所述單個單元電壓應(yīng)該理解為這樣的電壓，即在所述蓄電池單元的極間量取的電壓。此外，所述蓄電池單元在其所獲得的或者所供給的電流改變時具有其單個單元電壓的有代表性的時間曲線。因此能夠借助于通常包括蓄電池模型的所述分析單元根據(jù)所獲取的所述單個單元電壓的時間曲線推斷所流經(jīng)的電流。為此，所述電壓測量裝置應(yīng)該是高精度的，以便根據(jù)所述電壓測量值的所述曲線能夠計算出足夠精確的蓄電池電流。所述蓄電池模型通常是所述至少一個蓄電池單元的數(shù)學(xué)模型，將測量至少一個蓄電池單元的所述單個單元電壓的時間曲線。所述電壓測量值的至少一個時間曲線至少用作所述蓄電池模型的輸入量，所述蓄電池模型至少將所述電流值提供為輸出量。根據(jù)所述電壓測量值的所述至少一個時間曲線確定的、與所述蓄電池電流相對應(yīng)的電流值現(xiàn)在能夠與所述電流測量值作比較。由此能夠?qū)崿F(xiàn)所述電流測量值的真實性檢查。例如，當(dāng)所述電流值位于圍繞所述電流測量值的預(yù)定義的容差范圍內(nèi)時，電流測量值被視為真實的。隨后能夠由所述分析單元輸出合格的電流輸出值。通過本發(fā)明能夠在不損失安全性的情況下，所述蓄電池電流的冗余的測量將變得開銷更小、更靈活并且更合算。為此僅需要唯一的電流測量裝置，所述電壓測量裝置通常存在于所述蓄電池之中，由此在價格以及空間需求方面具有優(yōu)點。本發(fā)明的主要的優(yōu)點在于提高了的靈活性，因為通過靈活的軟件能夠削減(abgebildet)主要花費。優(yōu)選地，所示至少一個電流傳感器被用作電流測量裝置。此外優(yōu)選地，所述至少一個電流傳感器為具有測量電阻(分流器)的電流傳感器。分流器-電流傳感器由于其屬性是適用于汽車應(yīng)用的。此外，優(yōu)選地，也能夠使用其工作方式基于霍爾效應(yīng)的電流傳感器。此外，優(yōu)選地，所述電流測量裝置包括電流測量ASIC。所述電流測量ASIC根據(jù)所述在測量電阻上下降的電壓來確定或者計算所述電流測量值。相似地，所述電壓測量裝置包括電壓測量ASIC，其確定或者計算所述電壓測量值。此外，優(yōu)選地，所述傳感器系統(tǒng)包括用于監(jiān)控所述電流測量裝置的功能性的電流測量診斷單元和/或用于監(jiān)控所述電壓測量裝置的功能性的電壓測量診斷單元。這些診斷單元被構(gòu)造為監(jiān)控所述電流測量裝置和/或所述電壓測量裝置的硬件。例如，這些診斷單元能夠經(jīng)由所述測量電阻發(fā)送測試電流，以便檢驗所述測量電阻是否工作。特別優(yōu)選地，所述電壓測量診斷單元包括對所述電壓測量裝置的測量精度的監(jiān)控，由此所述電壓測量診斷單元尤其是被構(gòu)造為監(jiān)控所述電壓測量裝置的測量精度。由此，能夠在運行時間上檢測所述電壓測量裝置的測量精度的改變。此外，優(yōu)選地，所述電流測量診斷單元和/或所述電壓測量診斷單元分別包括一個看門狗(watchdog)。所述看門狗例如被構(gòu)造為監(jiān)控所述電流測量ASIC或者所述電壓測量ASIC或者尤其是在軟件方面監(jiān)控微控制器。例如，軟件能夠定期或者以先前已知的間隔通知所述看門狗該軟件是正常的。當(dāng)這樣的通知缺席時，所述看門狗能夠引入重置或者重新啟動該軟件。特別優(yōu)選地，所述電流測量診斷單元和所述電壓測量診斷單元包括共同的看門狗。所述共同的看門狗承擔(dān)所述電壓測量診斷單元的看門狗的任務(wù)和所述電流測量診斷單元的看門狗的任務(wù)。有利地，所述分析單元包括微控制器，其也是由所述電流測量診斷單元和/或所述電壓測量診斷單元可利用的。此外，優(yōu)選地，所述電流測量診斷單元和/或所述電壓測量診斷單元是所述分析單元的組成部分，其中，所述分析單元和所述微控制器被如此地構(gòu)造，使得所述微控制器能夠由所述電流測量診斷單元和/或所述電壓測量診斷單元來使用。通過這樣的設(shè)計方案，能夠?qū)⒃驹诟髯缘脑\斷單元的分離的微控制器上實施的任務(wù)在同一個微控制器上實施。通過這樣的設(shè)計方案，在所述電流測量裝置和/或所述電壓測量裝置中的諸如另外的微控制器的多個組成部分能夠被省略，這樣能夠下降至更低的價格。優(yōu)選地，所述蓄電池為包括多個鋰離子蓄電池單元(可充電單元)的鋰離子蓄電池。鋰離子蓄電池通過高能量密度和功率密度是優(yōu)秀的，由此尤其是在電力牽引領(lǐng)域具有另外的優(yōu)點。此外提供了一種具有依據(jù)本發(fā)明所述的裝置的機動車。所述蓄電池通常被設(shè)置為為所述車輛的電驅(qū)動系統(tǒng)供能。此外提供了一種用于冗余地確定流經(jīng)蓄電池的極的蓄電池電流的方法。所述方法包括提供具有多個蓄電池單元的蓄電池和包括電流測量裝置、電壓測量裝置和分析單元的傳感器系統(tǒng)的第一步驟。所述方法還包括借助于所述電流測量裝置獲取所述蓄電池電流并且提供電流測量值的第二步驟。此外，所述方法包括借助于所述電壓測量裝置同時獲取至少一個蓄電池單元的單個單元電壓的時間曲線并且提供所述電壓測量值的至少一個時間曲線的第三步驟。在第四步驟中進(jìn)行借助于所述分析單元根據(jù)所述電壓測量值的所述至少一個時間曲線確定所述蓄電池電流并且提供相應(yīng)的電流值。在第五步驟中利用所述分析單元進(jìn)行將所述電流測量值與所述電流值的作比較。如此地進(jìn)行所述電流測量值、所述電流值和所述電壓測量值的提供，從而使得這些值至少被提供給所述分析單元。通過所述方法將獲取至少一個蓄電池單元的所述單個單元電壓的所述時間曲線并且同時獲取所述蓄電池的所述蓄電池電流。如果僅獲取一個蓄電池單元的單個單元電壓，那么將由一個蓄電池單元推斷整個蓄電池。也能夠獲取多個蓄電池單元的單個單元電壓的時間曲線，由此能夠相互地調(diào)節(jié)所述單個單元電壓的時間曲線。優(yōu)選地，在第三步驟中獲取所有的蓄電池單元的單個單元電壓的時間曲線并且提供所有電壓測量值的時間曲線。在第四步驟中將根據(jù)所述電壓測量值的所有的曲線確定所述蓄電池電流。由此能夠減緩(abfangen)由于單個的蓄電池單元的屬性的振蕩所引起的對測量結(jié)果的影響。根據(jù)所述方法的設(shè)計方案，也能夠借助于所述電流測量裝置獲取所述蓄電池電流的時間曲線并且提供所述電流測量值的時間曲線。借助于所述分析單元能夠確定所述蓄電池電流的時間曲線并且提供與所述蓄電池電流的所述時間曲線相對應(yīng)的所述電流值的時間曲線。接下來，借助于所述分析單元能夠?qū)⑺鲭娏鳒y量值的時間曲線與所述電流值的時間曲線作比較。如已經(jīng)描述的那樣，因為蓄電池根據(jù)其所獲得的或者所供給的電流具有另外的單個單元電壓，其中，所述單個單元電壓應(yīng)該理解為能夠在所述蓄電池單元的極之間量取的電壓，所以依據(jù)本發(fā)明所述的方法是可能的。此外，所述蓄電池單元在其所獲得的或者所供給的電流改變時具有其單個單元電壓的有代表性的時間曲線。所以，借助于所述分析單元能夠根據(jù)所獲取的所述單個單元電壓的時間曲線推斷流經(jīng)的電流。依據(jù)所述方法的第四步驟的所述蓄電池電流的確定能夠通過蓄電池模型來實現(xiàn)。所述蓄電池模型通常是至少一個蓄電池單元的數(shù)學(xué)模型，將測量至少一個蓄電池單元的所述單個單元電壓的時間曲線。所述電壓測量值的至少一個時間曲線至少用作所述蓄電池模型的輸入量，所述蓄電池模型將電流值至少提供為輸出量。根據(jù)所述電壓測量值的至少一個時間曲線確定的、與所述蓄電池電流相對應(yīng)的所述電流值，現(xiàn)在能夠與所述電流測量值作比較。由此能夠?qū)崿F(xiàn)所述電流測量值的真實性檢查。例如，當(dāng)所述電流值位于圍繞所述電流測量值的預(yù)定義的容差范圍內(nèi)時，電流測量值被視為真實的。隨后，能夠由所述分析單元輸出合格的電流輸出值。優(yōu)選地，在識別出在所述電壓測量值的所述至少一個時間曲線中的斜度大于預(yù)先給定的臨界斜度時才進(jìn)行所述方法的所述第四步驟。此外，優(yōu)選地，在識別出所述電流測量值的跳躍大于極限跳躍時才進(jìn)行所述方法的所述第四步驟。通過這些設(shè)計方案實現(xiàn)了在期望所述單個單元電壓的足夠具有說服力的時間曲線時才根據(jù)所述電壓測量值的所述至少一個時間曲線來確定所述蓄電池電流。此外，優(yōu)選地，所述方法包括借助于電流測量ASIC分析所述電流測量裝置的測量信號的步驟和/或借助于電壓測量ASIC分析所述電壓測量裝置的測量信號的步驟。所述電流測量ASIC根據(jù)在所述測量電阻上下降的電壓確定或者計算所述電流測量值。相似地，所述電壓測量裝置也能夠包括電壓測量ASIC，其確定或者計算所述電壓測量值。此外，優(yōu)選地，所述方法包括借助于電流測量診斷單元來監(jiān)控所述電流測量裝置的步驟；和/或借助于電壓測量診斷單元來監(jiān)控電壓測量裝置的步驟。特別優(yōu)選地，所述方法包括通過所述電壓測量診斷單元來監(jiān)控所述電壓測量裝置的測量精度的步驟。此外，優(yōu)選地，所述方法包括借助于各自的看門狗或者借助于共同的看門狗監(jiān)控所述電流測量裝置和/或電壓測量裝置的步驟。在從屬權(quán)利要求和說明書中給出了本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案。附圖說明本發(fā)明的實施例將借助于附圖以及后續(xù)的說明書進(jìn)一步闡述。其中：圖1示出了一個傳感器系統(tǒng)(現(xiàn)有技術(shù))；圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖3示出了單個單元電壓的時間曲線。具體實施方式圖1已經(jīng)在闡述現(xiàn)有技術(shù)時描述過。圖2示意性地示出了傳感器系統(tǒng)70，其是依據(jù)本發(fā)明的裝置的一部分。該傳感器系統(tǒng)70包括電流測量裝置40、電壓測量裝置50和分析單元60。該電流測量裝置40例如是具有測量電阻(分流器)的電流傳感器，并且該電壓測量裝置50例如是電壓傳感器。該電流測量裝置40能夠包括電流測量ASIC42，相似地，電壓測量裝置50能夠包括電壓測量ASIC52。分析單元60通常包括微控制器62，在該微控制器上實施并且根據(jù)微控制器62的類型也能夠存儲蓄電池模型64。此外，電流測量診斷單元44和電壓測量診斷單元54也能夠如此地與該微控制器62相連接，使得該微控制器能夠由電流測量診斷單元44和電壓測量診斷單元54所利用。為了依據(jù)本發(fā)明地冗余地確定蓄電池電流，即流經(jīng)蓄電池的極的電流，電流測量裝置40通過直接的或者間接的測量原理獲取蓄電池電流并且提供用于后續(xù)的處理的電流測量值IM。這例如通過該電流測量ASIC42來實現(xiàn)，其根據(jù)在分流器上下降的電壓計算蓄電池電流。同時，電壓測量裝置50獲取蓄電池單元的單個單元電壓的時間曲線并且通過在該電壓測量ASIC52中的處理提供用于后續(xù)的處理的電壓測量值VM的時間曲線。例如包括看門狗的電流測量診斷單元44監(jiān)控電流測量裝置40并且特別是監(jiān)控電流測量ASIC42。相似地，同樣包括看門狗的電壓測量診斷單元54監(jiān)控電壓測量裝置50并且特別是監(jiān)控電壓測量ASIC52。為了實現(xiàn)蓄電池電流的冗余的確定，分析單元60的蓄電池模型64根據(jù)電壓測量值VM的時間曲線確定電流值IC。為此，該蓄電池模型64是蓄電池單元的數(shù)學(xué)模型，將測量蓄電池單元的單個單元電壓的時間曲線。為了解釋之用，在圖3中示例性地并且定性地示出了單個單元電壓V隨時間t的、在蓄電池單元的不連續(xù)的電流消耗時的曲線。從同樣高的起始單個單元電壓起，在起始電流為IO時，根據(jù)不連續(xù)的消耗的電流的高度得出不同高的最終單個單元電壓。在此，I1描述了一個相對小的電流，I2描述了一個中等的電流并且I3描述了一個相對大的電流，從而使得I3＞I2＞I1＞I0。針對各個不連續(xù)的消耗的電流I1、I2、I3，單個單元電壓隨時間的曲線是有代表性的。借助于蓄電池模型64能夠根據(jù)所選出的基點(Stützpunkt)算回電流，該電流將引起該電壓曲線。以這樣的方式，蓄電池模型確定與蓄電池電流相對應(yīng)的電流值IC。這例如能夠在識別出電流測量值IM的跳躍大于臨界跳躍時才實現(xiàn)。即如果借助于電流測量裝置40識別出蓄電池電流的顯著的變化，那么通過分析單元60借助于蓄電池模型64來確定蓄電池電流。替代地，在識別出該電壓測量值VM的時間曲線中的斜度大于預(yù)先給定的臨界斜度時才進(jìn)行蓄電池電流的確定。所選出的用于通過蓄電池模型確定蓄電池電流的基點例如能夠是電壓測量值VM的時間曲線中的最大或者最小點，該最大或者最小點直接出現(xiàn)在識別出該跳躍或者斜度之前或者之后。這樣的最大或者最小點期望出現(xiàn)在的時間間隔例如取決于所使用的蓄電池單元類型。接下來，分析單元60將電流測量值IM與電流值IC作比較并且在真實性檢查后提供合格的電流輸出值IQ。對于該合格的電流輸出值IQ，例如電流測量值IM或者根據(jù)電流測量值IM和電流值IC形成的平均值能夠是有用的。