BR102016016472A2

BR102016016472A2 - BATTERY MONITORING SYSTEM AND METHOD

Info

Publication number: BR102016016472A2
Application number: BR102016016472-9A
Authority: BR
Inventors: Tadeu Martins Cyrne Luciano
Original assignee: Fca Fiat Chrysler Automoveis Brasil Ltda
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2018-02-06

Abstract

sistema e método de monitoramento de bateria. é descrito um sistema de monitoramento de bateria, em particular para uma bateria veicular, o qual compreende as etapas de: calcular, a partir da tensão da bateria (1), os parâmetros de estado de saúde (soh), estado de carga (soc) e a corrente de stand-by (iod); comparar os parâmetros de estado de saúde (soh), estado de carga (soc) e corrente de stand-by (iod) com respectivos limites previamente estabelecidos; e fornecer um alerta quando qualquer dos parâmetros esteja fora do respectivo limite previamente estabelecido. o sistema permite um acompanhamento da bateria (1) do veículo desde a sua instalação e fornece indicações ao condutor sobre a necessidade de manutenção ou substituição da mesma exclusivamente em função da tensão da bateria, tomada em momentos específicos de funcionamento do veículo.battery monitoring system and method. A battery monitoring system is described, in particular for a vehicle battery, which comprises the steps of: calculating from the battery voltage (1) the parameters of health status (soh), charge state (soc ) and the standby current (iod); compare the parameters of health status (soh), load state (soc) and standby current (iod) with their previously established limits; and provide an alert when any of the parameters are outside their previously established limit. The system allows the vehicle battery (1) to be monitored from the moment of its installation and provides the driver with the need to maintain or replace it solely on the basis of the battery voltage taken at specific times of vehicle operation.

Description

(54) Título: SISTEMA E MÉTODO DE MONITORAMENTO DE BATERIA (51) Int. Cl.: G01R 31/36 (73) Titular(es): FCA FIAT CHRYSLER AUTOMÓVEIS BRASIL LTDA (72) Inventor(es): LUCIANO TADEU MARTINS CYRNE (57) Resumo: SISTEMA E MÉTODO DE MONITORAMENTO DE BATERIA. É descrito um sistema de monitoramento de bateria, em particular para uma bateria veicular, o qual compreende as etapas de: calcular, a partir da tensão da bateria (1), os parâmetros de estado de saúde (SoH), estado de carga (SoC) e a corrente de Stand-By (IOD); comparar os parâmetros de estado de saúde (SoH), estado de carga (SoC) e corrente de Stand-By (IOD) com respectivos limites previamente estabelecidos; e fornecer um alerta quando qualquer dos parâmetros esteja fora do respectivo limite previamente estabelecido. O sistema permite um acompanhamento da bateria (1) do veículo desde a sua instalação e fornece indicações ao condutor sobre a necessidade de manutenção ou substituição da mesma exclusivamente em função da tensão da bateria, tomada em momentos específicos de funcionamento do veículo.(54) Title: BATTERY MONITORING SYSTEM AND METHOD (51) Int. Cl .: G01R 31/36 (73) Owner (s): FCA FIAT CHRYSLER AUTOMÓVEIS BRASIL LTDA (72) Inventor (s): LUCIANO TADEU MARTINS CYRNE (57) Abstract: BATTERY MONITORING SYSTEM AND METHOD. A battery monitoring system is described, in particular for a vehicle battery, which comprises the steps of: calculating, from the battery voltage (1), the parameters of health status (SoH), state of charge (SoC ) and the Stand-By Current (IOD); compare the parameters of health status (SoH), state of charge (SoC) and Stand-By current (IOD) with respective previously established limits; and provide an alert when any of the parameters are outside the respective previously established limit. The system allows the vehicle's battery (1) to be monitored from the moment it is installed and provides the driver with information about the need to maintain or replace it solely depending on the battery voltage, taken at specific times when the vehicle is operating.

1/191/19

SISTEMA E MÉTODO DE MONITORAMENTO DE BATERIA [001] A presente invenção se refere a um sistema e a um método para o monitoramento de baterias veiculares, e mais em particular a um sistema embarcado de monitoramento que calcule parâmetros de baterias automotivas, particularmente de chumbo-ácido, quais: estado de saúde, estado de carga e corrente de stand-by.BATTERY MONITORING SYSTEM AND METHOD [001] The present invention relates to a system and method for monitoring vehicle batteries, and more particularly to an embedded monitoring system that calculates automotive battery parameters, particularly lead-batteries. acid, which: health status, charge state and stand-by current.

[002] Mais em particular, a presente invenção se refere a um sistema de monitoramento dos parâmetros da bateria baseado exclusivamente na tensão da bateria, obtida em momentos e condições específicas da bateria, bem como apto a fornecer ao condutor um alerta relativo a uma condição de degradação, iminência de falha ou de uso inapropriado da bateria, passível de comprometer os sistemas veiculares.[002] More particularly, the present invention relates to a monitoring system of the battery parameters based exclusively on the battery voltage, obtained at specific times and conditions of the battery, as well as able to provide the driver with an alert regarding a condition degradation, imminent failure or improper use of the battery, which could compromise the vehicle systems.

Estado da Arte [003] A bateria automotiva possui funções primordiais para o funcionamento do veículo. São elas:State of the Art [003] The automotive battery has essential functions for the operation of the vehicle. Are they:

- com o motor ligado, estabilizar a tensão do alternador atuando como um filtro para absorver as flutuações de tensão, já que estas podem causar danos ao sistema eletroeletrônico do veículo;- with the engine running, stabilize the alternator voltage by acting as a filter to absorb voltage fluctuations, as these can cause damage to the vehicle's electronics system;

- complementação da energia do alternador quando a capacidade de geração deste for aquém daquela necessária e o balanço elétrico for negativo;- complementation of the alternator energy when its generation capacity is below that required and the electrical balance is negative;

- fornecimento de energia para o motor de partida e sistema de ignição para a partida do motor de combustão interna (MCI); e- power supply for the starter engine and ignition system for starting the internal combustion engine (MCI); and

- com o MCI desligado, alimentar as cargas elétricas do veículo que possuam corrente de stand-by (IOD).- with the MCI off, supply the vehicle's electrical loads with stand-by current (IOD).

[004] O envelhecimento natural de uma bateria compromete a sua capacidade de carga e, portanto, a sua funcionalidade. Assim, é imperativo monitorar o estado de saúde da bateria a fim de evitar surpresas para o condutor. Tal situação é particularmente crítica em veículos dotados de sistemas de partida a frio (motores a álcool ou flex), nos quais antes da partida do MCI, a bateria deve fornecer energia suficiente para o aquecimento preliminar do combustível.[004] The natural aging of a battery compromises its charging capacity and, therefore, its functionality. Thus, it is imperative to monitor the health status of the battery in order to avoid surprises for the driver. This situation is particularly critical in vehicles equipped with cold start systems (alcohol or flex engines), in which, before the MCI starts, the battery must provide sufficient energy for the preliminary heating of the fuel.

[005] Já em relação a IOD, esta representa um risco para a bateria, pois caso seja elevado, pode drenar energia da bateria impossibilitando a partida do MCI. Desta forma,[005] Regarding IOD, this represents a risk for the battery, because if it is high, it can drain energy from the battery making it impossible to start the MCI. Thus,

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 6/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 6/35

2/19 existe a necessidade de monitorar este parâmetro com o intuito de evitar inconvenientes para o condutor devido à descarga da bateria.2/19 there is a need to monitor this parameter in order to avoid inconvenience to the driver due to battery discharge.

[006] Componentes eletrônicos específicos, chamados sensores inteligentes de bateria (IBS), já são aplicados pela indústria automotiva global para, além de calcular a IOD através de sensor de corrente específico, também avaliar o estado de carga e o estado de saúde da bateria. O mercado e os bancos de patentes apresentam alguns sistemas que medem estes parâmetros da bateria tais como estado de carga: US 7.423.408 e US 8.386.199; o estado de saúde: US 7.741.849; e o afundamento de tensão na partida: US 8.386.199. Contudo, nas buscas realizadas não foram encontrados documentos relativos à determinação da corrente de stand-by ou da capacidade de carga da bateria sem utilização de sensores e módulos específicos. O afundamento de tensão pode ser definido como a diferença, em Volts, entre a tensão nominal da bateria e a tensão mínima (tensão de afundamento) verificada durante a partida do MCI. Não obstante, não foram verificados, na arte, documentos que vinculem a tensão de afundamento da bateria com os parâmetros operacionais do veículo, de modo a fornecer uma indicação precisa da viabilidade de uso desta em um veículo específico.[006] Specific electronic components, called intelligent battery sensors (IBS), are already applied by the global automotive industry so that, in addition to calculating the IOD through a specific current sensor, it also evaluates the charge state and the health status of the battery . The market and the patent banks have some systems that measure these battery parameters such as state of charge: US 7,423,408 and US 8,386,199; the state of health: US 7,741,849; and the voltage sink at the start: US 8,386,199. However, in the searches carried out, no documents were found regarding the determination of the stand-by current or battery charging capacity without using specific sensors and modules. The voltage sink can be defined as the difference, in Volts, between the nominal battery voltage and the minimum voltage (sink voltage) verified during the start of the MCI. However, no documents have been verified in the art that link the sinking voltage of the battery with the operational parameters of the vehicle, in order to provide an accurate indication of the feasibility of using it in a specific vehicle.

[007] Esses sensores são responsáveis por verificar e informar o diagnóstico integral da bateria, requisito mandatório para sistemas como, por exemplo, o Start&Stop, que utiliza essas informações para desligar o MCI do veículo. Neste sistema o módulo de controle recebe diversos parâmetros da bateria, através do IBS, para garantir que ela será capaz de acionar o motor de partida novamente para ligar o MCI, promovendo segurança e confiabilidade ao sistema. Isso otimiza o desempenho do veículo no que tange as questões ambientais, proporcionando redução de consumo de combustível e reduzindo, conseqüentemente, o nível de emissões.[007] These sensors are responsible for checking and informing the integral battery diagnosis, a mandatory requirement for systems such as, for example, Start & Stop, which uses this information to turn off the vehicle's MCI. In this system, the control module receives several battery parameters, through the IBS, to ensure that it will be able to start the starter motor again to turn on the MCI, promoting safety and reliability to the system. This optimizes the performance of the vehicle with regard to environmental issues, providing a reduction in fuel consumption and, consequently, reducing the level of emissions.

[008] Devido à importância do diagnóstico da bateria, sobretudo em veículos que possuem uma complexa arquitetura eletroeletrônica e requerem maior confiabilidade da bateria, o IBS se torna um componente mandatório. Não obstante a sua importância, o IBS agrega um alto custo ao veículo além de introduzir mais um componente, potencialmente passível de falha. Ademais, o sensor IBS também é utilizado, como dito, em sistemas Start&Stop, o que aumenta o custo do veículo devido a sua complexidade,[008] Due to the importance of battery diagnosis, especially in vehicles that have a complex electro-electronic architecture and require greater battery reliability, IBS becomes a mandatory component. Despite its importance, IBS adds a high cost to the vehicle in addition to introducing another component, potentially liable to failure. In addition, the IBS sensor is also used, as stated, in Start & Stop systems, which increases the cost of the vehicle due to its complexity,

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 7/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 7/35

3/19 além de requerer sensores adicionais e lógicas de redundância para garantir a confiabilidade e segurança do sistema.3/19 in addition to requiring additional sensors and redundancy logic to ensure system reliability and security.

[009] Os veículos atualmente comercializados no Brasil, e em outros países, são dotados de diversas centrais eletrônicas, que podem ou não ser agrupadas em um único componente. Estas centrais estão relacionadas com as funcionalidades do veículo como controle de vidros, abertura de portas, controle de iluminação, controle integrado do MCI, entre outras.[009] The vehicles currently marketed in Brazil, and in other countries, are equipped with several electronic centrals, which may or may not be grouped into a single component. These centrals are related to the vehicle's functionalities such as window control, door opening, lighting control, integrated MCI control, among others.

Objetivos da Invenção [0010] Constitui assim um primeiro objetivo da presente invenção um sistema de monitoramento das condições de saúde, armazenamento e funcionamento da bateria instalada em um veículo, de forma simples, prática e principalmente sem a necessidade do emprego dos sensores IBS de alto custo.Objectives of the Invention [0010] Thus, a first objective of the present invention is a system for monitoring the health conditions, storage and operation of the battery installed in a vehicle, in a simple, practical way and mainly without the need to use high-level IBS sensors. cost.

[0011] Constitui um outro objetivo da invenção um sistema de monitoramento da bateria atuante exclusivamente a partir de medições da tensão fornecida pela bateria.[0011] Another objective of the invention is a battery monitoring system acting exclusively from measurements of the voltage supplied by the battery.

Síntese da Invenção [0012] Foi surpreendentemente descoberto, e constitui o objeto da presente invenção, que as condições de saúde da bateria, de capacidade de carga, bem como da corrente de stand-by podem ser todas monitoradas exclusivamente a partir de medições da tensão da bateria, medições estas feitas em momentos específicos e a partir de metodologias particulares.Synthesis of the Invention [0012] It was surprisingly discovered, and it is the object of the present invention, that the health conditions of the battery, of the charging capacity, as well as of the stand-by current can all be monitored exclusively from voltage measurements of the battery, measurements made at specific times and from particular methodologies.

[0013] Para tanto, a presente invenção compreende um sistema de monitoramento de bateria, em particular para uma bateria veicular, dito sistema compreendendo um medidor de tensão conectado nos terminais da bateria e ao menos uma central eletrônica apta a realizar as etapas de: A) calcular, a partir da tensão da bateria, o estado de saúde (SoH), o estado de carga (SoC) e a corrente de Stand-By (IOD) a partir da tensão da bateria; B) comparar os parâmetros calculados de SoH, SoC e IOD com respectivos limites previamente estabelecidos; e C) fornecer um alerta quando qualquer dos parâmetros estiver fora do respectivo limite previamente estabelecido. Mais em particular, a etapa A) compreende a dita central eletrônica: A1) informar ao dito medidor de tensão os momentos específicos de captura da tensão da dita bateria; A2) receber os valores de[0013] For this purpose, the present invention comprises a battery monitoring system, in particular for a vehicle battery, said system comprising a voltage meter connected to the battery terminals and at least one electronic control unit capable of performing the steps of: A ) calculate, from the battery voltage, the state of health (SoH), the state of charge (SoC) and the Stand-By current (IOD) from the battery voltage; B) compare the calculated parameters of SoH, SoC and IOD with respective previously established limits; and C) provide an alert when any of the parameters are outside the respective previously established limit. More particularly, step A) comprises said electronic control unit: A1) informing said voltage meter the specific moments of voltage capture of said battery; A2) receive the values of

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 8/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 8/35

4/19 tensão capturados da bateria; e A3) calcular os valores relativos ao SoH, ao SoC ou a IOD a partir das respectivas fórmulas.4/19 voltage captured from the battery; and A3) calculate the values for SoH, SoC or IOD from the respective formulas.

[0014] Mais em particular, o referido processador da central eletrônica está assim apto a: detectar a intenção de partida do condutor e ativar o medidor de tensão; detectar o desligamento do veículo e ativar o temporizador, de modo que o dito temporizador possa medir os tempos; receber os valores digitais relativos aos valores das tensões nos terminais da bateria, capturados pelo medidor de tensão; calcular os valores de estado de saúde (SoH), de estado de carga (SoC) e da corrente de Stand-By (IOD) a partir das equações, tabelas, parâmetros e leituras armazenados na memória; comparar os parâmetros calculados de SoH, SoC e IOD com respectivos limites armazenados na memória; e registrar e/ou enviar um alerta, via I/O, caso qualquer dos parâmetros esteja fora de um respectivo limite previamente estabelecido e armazenado na memória.[0014] More particularly, the aforementioned electronic central processor is able to: detect the driver's intention to start and activate the voltage meter; detect the vehicle shutdown and activate the timer, so that said timer can measure the times; receive the digital values related to the voltage values at the battery terminals, captured by the voltage meter; calculate the values of health status (SoH), state of charge (SoC) and Stand-By current (IOD) from the equations, tables, parameters and readings stored in memory; compare the calculated parameters of SoH, SoC and IOD with respective limits stored in memory; and register and / or send an alert, via I / O, if any of the parameters is outside a respective previously established limit and stored in memory.

[0015] De forma complementar, a dita memória da central eletrônica está igualmente apta a: armazenar os valores limites de forma permanente; armazenar os valores de tensão relativos às leituras feitas pelo medidor de tensão, de forma temporária; armazenar os parâmetros de cálculo das formulas de determinação do SoH, do SoC e da IOD, de forma permanente; e armazenar os tempos, de forma permanente.[0015] In a complementary way, the said central memory is also able to: store the limit values permanently; store the voltage values related to the readings made by the voltage meter, temporarily; store the calculation parameters of the SoH, SoC and IOD determination formulas, permanently; and store the times, permanently.

[0016] A presente invenção compreende ainda métodos específicos de cálculo para os parâmetros SoH, SoC e IOD, tal como definidos em respectivas reivindicações independentes, e de acordo com os respectivos detalhamentos estabelecidos nas respectivas reivindicações dependentes.[0016] The present invention further comprises specific calculation methods for the SoH, SoC and IOD parameters, as defined in the respective independent claims, and in accordance with the respective details set out in the respective dependent claims.

[0017] O sistema de monitoramento proposto visa diagnosticar parâmetros vitais da bateria, agregando a uma central eletrônica mais esta função. Para atingir esse objetivo, é importante que o sistema proposto informe com precisão o estado da bateria.[0017] The proposed monitoring system aims to diagnose vital battery parameters, adding this function to an electronic control panel. To achieve this goal, it is important that the proposed system accurately reports the battery status.

[0018] Como resultado, o sistema da presente invenção objetiva e é capaz de diagnosticar dados como o estado de carga, o estado de saúde, além de calcular a IOD que depende da interação da bateria com as cargas elétricas do veículo que possuem funcionamento em stand-by. Com as informações fornecidas pelo sistema, surgem diversas oportunidades para a conectividade do sistema eletroeletrônico do veículo, de forma que o condutor possa, por exemplo, ser solicitado a procurar assistência técnica para uma manutenção[0018] As a result, the system of the present invention aims at and is able to diagnose data such as the state of charge, the state of health, in addition to calculating the IOD that depends on the interaction of the battery with the electrical loads of the vehicle that have operation in stand-by. With the information provided by the system, several opportunities arise for the connectivity of the vehicle's electronic system, so that the driver can, for example, be asked to seek technical assistance for maintenance.

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 9/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 9/35

5/19 preventiva, caso haja uma alta IOD, evitando assim a descarga da bateria. Outra interação seria emitir um alerta de troca da bateria, caso a mesma esteja em uma iminência de falha por comprometimento de suas funções vitais.5/19 preventive, if there is a high IOD, thus avoiding battery discharge. Another interaction would be to issue a battery change alert, if it is on the verge of failure due to impairment of its vital functions.

Descrição das Figuras [0019] O objeto da presente invenção será melhor compreendido à luz da descrição detalhada que segue, trazida a título ilustrativo e não limitativo da invenção, a qual é suportada pelas figuras ilustrativas em anexo, nas quais:Description of the Figures [0019] The object of the present invention will be better understood in the light of the detailed description that follows, given by way of illustration and not limitation of the invention, which is supported by the illustrative figures in the annex, in which:

- a figura 1 é um diagrama esquemático ilustrando o circuito de medição da tensão da bateria e a central eletrônica do veículo;- figure 1 is a schematic diagram illustrating the battery voltage measurement circuit and the vehicle's electronic control panel;

- a figura 2 é um fluxograma ilustrando as etapas do algoritmo de cálculo do IOD;- figure 2 is a flow chart illustrating the steps of the IOD calculation algorithm;

- a figura 3 é um gráfico da tensão em função do tempo ilustrando a tensão mínima de partida do MCI;- figure 3 is a graph of the voltage versus time illustrating the minimum starting voltage of the MCI;

- a figura 4 é um gráfico ilustrando o estado de carga a partir da tensão de repouso;figure 4 is a graph showing the state of charge from the resting voltage;

- as figuras 5A, 5B e 5C são gráficos ilustrando o IOD em função do tempo para três condições específicas de estado de carga e temperatura de uma bateria;- Figures 5A, 5B and 5C are graphs illustrating the IOD as a function of time for three specific conditions of charge status and temperature of a battery;

- a figura 6 é um gráfico ilustrando a relação do estado de saúde com a tensão mínima e a temperatura; e- figure 6 is a graph illustrating the relationship between health status and minimum voltage and temperature; and

- a figura 7 é um gráfico ilustrando a tensão de repouso em função do tempo.- figure 7 is a graph showing the resting tension as a function of time.

Descrição de uma Forma Preferenciai de Realização da Invenção [0020] De acordo com o preceito base da presente invenção, é possível manter um rígido controle sobre as condições da bateria de um veículo sem o emprego de sensores específicos, que apresentam alto custo, conhecidos como IBS. Para tanto, a presente invenção se utiliza apenas de um circuito medidor de tensão (2) que, eletricamente acoplado entre a bateria (1) e uma central eletrônica (3), conforme ilustrado na figura 1, permite que a dita central eletrônica (3) esteja apta a avaliar constantemente as condições da bateria (1).Description of a Preferred Form of Carrying Out the Invention [0020] In accordance with the basic precept of the present invention, it is possible to maintain strict control over the condition of a vehicle's battery without the use of specific sensors, which are expensive, known as IBS. For this purpose, the present invention uses only a voltage measuring circuit (2) that, electrically coupled between the battery (1) and an electronic central (3), as shown in figure 1, allows the said electronic central (3 ) is able to constantly assess the condition of the battery (1).

[0021] Para tanto, o dito medidor de tensão (2) compreende um filtro (21) que recebe a tensão fornecida pela bateria (1) diretamente dos polos (11) da bateria. Dito filtro (21) é ligado a um divisor de tensão (22), destinado a reduzir proporcionalmente a tensão da bateria (1), e é ligado, na saída, a um conversor A/D (23), o qual transforma o valor[0021] For this purpose, said voltage meter (2) comprises a filter (21) that receives the voltage supplied by the battery (1) directly from the poles (11) of the battery. Said filter (21) is connected to a voltage divider (22), designed to proportionally reduce the battery voltage (1), and is connected, at the output, to an A / D converter (23), which transforms the value

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 10/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 10/35

6/19 analógico proporcional da tensão em um sinal digital. Em uma forma alternativa de realização da presente invenção, o referido medidor de tensão (2), composto por filtro (21), divisor de tensão (22) e conversor A/D (23) é parte integrante da central eletrônica (3).6/19 proportional analog voltage on a digital signal. In an alternative embodiment of the present invention, said voltage meter (2), composed of filter (21), voltage divider (22) and A / D converter (23) is an integral part of the electronic control unit (3).

[0022] O referido sinal digital gerado, na saída, pelo medidor de tensão é alimentado em uma respectiva entrada digital da linha (34) de uma central eletrônica (3) embarcada no veículo (não ilustrado). Mais em particular, a dita central eletrônica (3) compreende, entre outros, ao menos um processador (31), ao menos uma memória (32) e ao menos um temporizador (33), além das usuais conexões de I/O (35). No tocante em particular as ditas conexões de I/O (35) da central eletrônica (3), e de acordo com o nível de automação do veículo, estas podem ser discretas ou individualizadas (conexões exclusivas para sensores, atuadores, etc.), ou pode ser prevista uma conexão com uma rede CAN ou Ethernet do veículo, na qual trafegam todos os dados dos diversos sensores do veículo bem como os sinais de comando para os diversos atuadores individuais existentes no veículo. Desta forma, e de acordo com a infra-estrutura do veículo, o sinal digital fornecido pelo medidor de tensão (2) pode ser diretamente alimentado na central eletrônica (3) a partir de uma entrada digital (34), ou a partir da conexão de I/O (35) da central eletrônica (3) com a rede CAN/Ethernet (não ilustrada) do veículo.[0022] The said digital signal generated, at the output, by the voltage meter is fed into a respective digital input of the line (34) of an electronic central (3) embedded in the vehicle (not shown). More particularly, said electronic control unit (3) comprises, among others, at least one processor (31), at least one memory (32) and at least one timer (33), in addition to the usual I / O connections (35 ). With regard in particular to the I / O connections (35) of the electronic control unit (3), and according to the level of automation of the vehicle, these can be discrete or individualized (exclusive connections for sensors, actuators, etc.), or a connection to a vehicle's CAN or Ethernet network can be provided, in which all the data from the different sensors of the vehicle travel as well as the control signals to the various individual actuators in the vehicle. In this way, and according to the vehicle's infrastructure, the digital signal provided by the voltage meter (2) can be directly fed into the control panel (3) from a digital input (34), or from the connection I / O (35) of the control panel (3) with the CAN / Ethernet network (not shown) of the vehicle.

[0023] Assim, o sinal digital fornecido pelo medidor de tensão (2) é recebido pela central eletrônica (3), a qual processa o mesmo de acordo com os procedimentos metodológicos previamente estabelecidos. Em particular, a dita central eletrônica (3) utiliza a sua memória (32) para armazenar os parâmetros e as variáveis lidas, ou previamente alimentadas, de modo a operacionalizar as rotinas de análise, as quais serão detalhadamente descritas a seguir.[0023] Thus, the digital signal provided by the voltage meter (2) is received by the electronic central (3), which processes it according to the previously established methodological procedures. In particular, the said electronic central (3) uses its memory (32) to store the parameters and variables read, or previously fed, in order to operationalize the analysis routines, which will be described in detail below.

[0024] Ademais, e de forma alternativa, o sistema da presente invenção pode ser implementado em um veículo não dotado de uma central eletrônica. Neste caso, as etapas metodológicas de análise das condições da bateria podem ser processadas por meio de um ou mais circuitos eletrônicos não dotados de processadores ou similares, mas tão somente compostos por componentes eletrônicos discretos.[0024] In addition, and alternatively, the system of the present invention can be implemented in a vehicle that does not have an electronic control panel. In this case, the methodological steps of analyzing the battery conditions can be processed by means of one or more electronic circuits not equipped with processors or similar, but only composed of discrete electronic components.

[0025] A fim de determinar o estado de carga, o estado de saúde e a IOD, alguns[0025] In order to determine the state of charge, health status and IOD, some

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 11/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 11/35

7/19 conceitos foram desenvolvidos e posteriormente validados em veículo e laboratório. Serão descritos abaixo os conceitos relativos aos parâmetros compreendidos pelo sistema proposto.7/19 concepts were developed and later validated in vehicle and laboratory. The concepts related to the parameters understood by the proposed system will be described below.

Estado de Saúde - SoH [0026] O estado de saúde é uma indicação de degradação e envelhecimento da bateria, que representa, em porcentagem, a capacidade de uma bateria em relação a sua condição nominal. Desta forma, o estado de saúde influencia diretamente na quantidade de energia que pode ser armazenada pela bateria, proveniente do alternador, e posteriormente fornecê-la para os sistemas eletro-eletroeletrônicos do veículo.Health status - SoH [0026] Health status is an indication of battery aging and degradation, which represents, in percentage, the capacity of a battery in relation to its nominal condition. In this way, the state of health directly influences the amount of energy that can be stored by the battery, coming from the alternator, and subsequently supplying it to the vehicle's electro-electronic systems.

[0027] O sistema desenvolvido considera as mudanças nas propriedades da bateria chumbo-ácido ao longo da sua vida útil. Reações irreversíveis e degradação são atribuídas ao envelhecimento, bem como corrosão de elementos internos, perda de água por gaseificação, e perda de material ativo devido à ciclagem. Além disso, as baterias podem apresentar estratificação de ácido e sulfatação, que também degradam o estado de saúde. [0028] O método desenvolvido considera a tensão da bateria durante a partida do MCI, onde a mínima tensão encontrada durante a partida (tensão de afundamento) será proporcional ao estado de saúde da bateria, de acordo com a figura 3.[0027] The developed system considers changes in the properties of the lead-acid battery over its useful life. Irreversible reactions and degradation are attributed to aging, as well as corrosion of internal elements, loss of water by gasification, and loss of active material due to cycling. In addition, batteries can present stratification of acid and sulfation, which also degrade health status. [0028] The developed method considers the battery voltage during the MCI start, where the minimum voltage found during the start (sinking voltage) will be proportional to the health status of the battery, according to figure 3.

[0029] O afundamento de tensão apresentado se deve ao incremento abrupto da densidade de corrente, promovendo uma migração dos íons de sulfato (SO4’²) da solução do ácido sulfúrico, em direção às placas. Uma vez esgotado, o eletrólito não consegue difundir-se rapidamente para manter a tensão da bateria. Em função da natureza instantânea desta descarga, apenas uma quantidade limitada de SO4^-2 é transformada em PbSO4. Ultrapassada esta fase de descarga intensa e instantânea, o eletrólito se restabelece e a tensão retorna ao patamar anterior. Em outras palavras, a velocidade das reações químicas na bateria não é suficiente para suprir a corrente demandada durante a partida, razão pela qual ocorre uma redução na tensão dos terminais (11) da bateria (1), redução esta conhecida como “afundamento de tensão.[0029] The voltage drop presented is due to the abrupt increase in the current density, promoting a migration of the sulfate ions (SO4 ' ² ) of the sulfuric acid solution, towards the plates. Once depleted, the electrolyte is unable to diffuse rapidly to maintain battery voltage. Due to the instantaneous nature of this discharge, only a limited amount of SO4 ^-2 is transformed into PbSO4. Once this phase of intense and instantaneous discharge is overcome, the electrolyte is restored and the voltage returns to the previous level. In other words, the speed of the chemical reactions in the battery is not sufficient to supply the current demanded during the start, which is why there is a reduction in the voltage of the terminals (11) of the battery (1), a reduction known as “voltage sink .

[0030] Quando submetida a uma descarga de perfil P(t) que dependa de um tempo t e tenha duração t1, a tensão da bateria apresenta um valor mínimo Vmin. A menor tensão aceitável durante a descarga V1 para uma aplicação específica, e a menor tensão Vnova de[0030] When subjected to a discharge of profile P (t) that depends on a time t and has duration t1, the battery voltage has a minimum value Vmin. The lowest acceptable voltage during V1 discharge for a specific application, and the lowest Vnova voltage of

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 12/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 12/35

8/19 uma bateria nova, são usadas para definir o estado de saúde:8/19 a new battery, are used to define the health status:

Estado de saúde SoH = (Vmin - Vi)/(Vnova - Vi) (equação 1) na qual:Health status SoH = (Vmin - Vi) / (Vnova - Vi) (equation 1) in which:

- SoH é o estado de saúde calculado em função da tensão da bateria durante a partida;- SoH is the health status calculated as a function of the battery voltage during startup;

- Vmin é a menor tensão aceitável para a bateria durante a partida do MCI em função da configuração do veículo;- Vmin is the lowest acceptable voltage for the battery when starting the MCI depending on the vehicle's configuration;

- Vnova é a menor tensão de uma bateria nova; e- Vnova is the lowest voltage of a new battery; and

- Vi é a tensão da bateria medida durante a partida do MCI.- Vi is the battery voltage measured during MCI startup.

[0031] Mais especificamente, o valor obtido para o estado de saúde, calculado em função das tensões da bateria durante uma operação de partida do MCI, é um número que varia entre 0 ei, sendo que os resultados mais próximos de 1 revelam uma bateria em melhores condições de saúde.[0031] More specifically, the value obtained for the state of health, calculated as a function of the battery voltages during a start operation of the MCI, is a number that varies between 0 and i, with results closer to 1 showing a battery in better health.

[0032] O parâmetro Vi, também conhecido como tensão de afundamento da bateria, é relativo à bateria em uso no veículo dotado do sistema, de acordo com a presente invenção. Tal parâmetro revela, como dito, a menor tensão medida nos terminais da bateria durante a operação de partida do MCI. Já o valor V_nova representa o mesmo conceito, porém medido em uma bateria nova. Em particular, o valor relativo à tensão de afundamento de uma bateria nova é um parâmetro previamente informado ao sistema e que é medido em bancada.[0032] The Vi parameter, also known as the battery sink voltage, is related to the battery in use in the vehicle equipped with the system, according to the present invention. This parameter reveals, as stated, the lowest voltage measured at the battery terminals during the MCI start-up operation. The _new V value represents the same concept, but measured in a new battery. In particular, the value related to the sinking voltage of a new battery is a parameter previously informed to the system and which is measured on a bench.

[0033] Por fim, a menor tensão aceitável (V_min) durante a descarga Vi (ou seja, a partida do MCI) é utilizada como limite restritivo para garantir o correto funcionamento dos módulos eletrônicos do veículo, já que os micro controladores que comandam tais módulos possuem uma faixa de tensão de alimentação restrita para se manterem ligados. [0034] No mesmo sentido, em um veículo Start&Stop, o parâmetro estado de saúde da bateria será mais restritivo, em comparação com um veículo convencional (sem Start&Stop), já que neste sistema, a bateria é mais exigida, sofrendo ciclos de carga e descarga constantes, sendo que esta ciclagem irá acelerar a degradação do estado de saúde da bateria.[0033] Finally, the lowest acceptable voltage (V _min ) during the Vi discharge (that is, the start of the MCI) is used as a restrictive limit to guarantee the correct functioning of the vehicle's electronic modules, since the micro controllers that control such modules have a restricted supply voltage range to remain connected. [0034] In the same sense, in a Start & Stop vehicle, the battery health status parameter will be more restrictive, in comparison with a conventional vehicle (without Start & Stop), since in this system, the battery is more required, undergoing load cycles and constant discharge, and this cycling will accelerate the degradation of the battery's health status.

[0035] Assim, o sistema proposto visa diagnosticar o estado de saúde da bateria de[0035] Thus, the proposed system aims to diagnose the health status of the battery

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 13/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 13/35

9/19 acordo com a tensão. Para tanto, detectada a intenção do condutor de dar a partida no MCI, por exemplo, a partir da detecção de movimentação da chave de ignição para a posição de key-on, a central eletrônica (3) ativa o medidor de tensão (2), via linha (34), de modo a receber os sinais provenientes do medidor de tensão (2) relativos as tensões medidas na bateria (1). A fim de se obter a tensão de afundamento (V1) durante a partida do MCI, é necessário apenas que a central eletrônica (3) compare os valores de tensão informados e selecione o menor valor medido pelo medidor de tensão (2).9/19 according to tension. For this purpose, once the driver's intention to start the MCI is detected, for example, by detecting the movement of the ignition key to the key-on position, the control panel (3) activates the voltage meter (2) , via line (34), in order to receive the signals from the voltage meter (2) regarding the voltages measured in the battery (1). In order to obtain the sinking voltage (V1) during the start of the MCI, it is only necessary that the control panel (3) compare the reported voltage values and select the lowest value measured by the voltage meter (2).

[0036] Uma vez detectado o valor da tensão de afundamento (V1) durante a partida do MCI, a central eletrônica (3) recupera os valores de (Vmin) e (Vnova), previamente armazenados na memória (32), procedendo então ao cálculo do valor do estado de saúde (SoH) da bateria (1), de acordo com a equação 1 (também previamente armazenada na memória 32). Por fim, o valor do SoH calculado é comparado com um valor (SoH_L), também previamente armazenado na memória (32). Assim, caso o valor para o SoH calculado seja menor que o valor limite (SoHl), o sistema considera que a bateria (1) do veículo não se encontra mais em perfeitas condições de uso, alertando o condutor deste fato. O referido alerta pode ser feito através de uma indicação de falha no painel de instrumentos (não ilustrado) do veículo. De qualquer forma, e necessariamente, tal indicação de falha gera um log na memória (32), o qual pode ser recuperado a partir da conexão OBDII.[0036] Once the sinking voltage value (V1) is detected during the MCI start, the control panel (3) retrieves the values of (Vmin) and (Vnova), previously stored in memory (32), then proceeding to calculation of the health status value (SoH) of the battery (1), according to equation 1 (also previously stored in memory 32). Finally, the calculated SoH value is compared with a value (SoH _L ), also previously stored in memory (32). Thus, if the value for the calculated SoH is less than the limit value (SoHl), the system considers that the vehicle's battery (1) is no longer in perfect condition, alerting the driver of this fact. This alert can be made through a fault indication on the vehicle's instrument panel (not shown). In any case, and necessarily, such failure indication generates a log in memory (32), which can be retrieved from the OBDII connection.

[0037] Em outras palavras, o método de monitoramento de bateria, em particular para o cálculo do estado de saúde (SoH) de uma bateria (1) instalada em um veículo, a partir do afundamento de tensão (V1), compreendendo as etapas de: identificar a intenção de partida (key-on) do motor a combustão do veículo; medir as tensões da bateria (1) durante a partida; e identificar a tensão de afundamento (V1). Ademais, dito método compreende ainda as etapas de:[0037] In other words, the battery monitoring method, in particular for calculating the health status (SoH) of a battery (1) installed in a vehicle, from the voltage sink (V1), comprising the steps to: identify the intention to start (key-on) the vehicle's combustion engine; measure battery voltages (1) during startup; and identify the sinking voltage (V1). In addition, this method also includes the steps of:

SH1) calcular o valor do estado de saúde (SoH), em função da tensão de afundamento (V1) e da configuração do veículo (Vmin), a partir da fórmula:SH1) calculate the health status value (SoH), depending on the sinking voltage (V1) and the vehicle configuration (Vmin), using the formula:

SoH = (Vmin - V1)/(V nova ^- V1) (equação 1) na qual: SoH é o estado de saúde calculado em função da tensão da bateria durante a partida; Vmin é a menor tensão aceitável para a bateria durante a partidaSoH = (Vmin - V1) / (New V ^- V1) (equation 1) in which: SoH is the state of health calculated as a function of the battery voltage during startup; Vmin is the lowest acceptable voltage for the battery during startup

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 14/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 14/35

10/19 do MCI em função da configuração do veículo; Vnova é a tensão de afundamento de uma bateria nova; e V1 é a tensão de afundamento da bateria, medida durante a partida do MCI;10/19 of the MCI depending on the vehicle configuration; Vnova is the sink voltage of a new battery; and V1 is the sinking voltage of the battery, measured during the start of the MCI;

SH2) comparar o valor calculado do estado de saúde (SoH) da bateria (1) com um valor limite (SoH_L); e [0038] SH3) caso o valor SoH seja menor que o limite SoHl, então registrar e/ou enviar um alerta de falha.SH2) compare the calculated health status (SoH) value of the battery (1) with a limit value (SoH _L ); and [0038] SH3) if the SoH value is less than the SoHl limit, then record and / or send a fault alert.

Estado de Carga (SoC) [0039] O estado de carga trata da quantidade de carga restante na bateria, representado em porcentagem da carga nominal.Charge State (SoC) [0039] The charge state deals with the amount of charge remaining in the battery, represented as a percentage of the nominal charge.

[0040] A determinação do SoC de uma bateria pode ser um problema com maior ou menor complexidade dependendo do tipo de bateria e da aplicação na qual ela é utilizada. [0041] A seguinte equação demonstra o conceito do estado de carga:[0040] The determination of the SoC of a battery can be a problem with more or less complexity depending on the type of battery and the application in which it is used. [0041] The following equation demonstrates the concept of the state of charge:

Estado de carga (SoC) = (Quantidade de carga atual)/(Quantidade de carga total) (equação 3) na qual:Charge state (SoC) = (Current charge quantity) / (Total charge quantity) (equation 3) in which:

- a quantidade de carga atual é um parâmetro calculado a partir da medição da tensão de repouso da bateria, medição esta feita após um tempo TR1 contato a partir do desligamento do MCI; e- the current load quantity is a parameter calculated from the measurement of the battery's resting voltage, measurement taken after a time TR1 contact from the MCI shutdown; and

- a quantidade de carga total corresponde a carga total acumulável pela bateria, na condição nova, ou seja, correspondente a sua carga nominal.- the amount of total charge corresponds to the total charge accumulated by the battery, in the new condition, that is, corresponding to its nominal charge.

[0042] Em uma bateria chumbo-ácido, existe uma dependência conhecida entre a tensão de repouso e o respectivo estado de carga, conforme pode ser visto na figura 4. Entendese por tensão de repouso como sendo a tensão da bateria medida após um tempo de repouso, após o desligamento (key-off) do veículo, suficiente para remover as influências de recargas ou descargas, a qual a bateria tenha se submetida.[0042] In a lead-acid battery, there is a known dependence between the resting voltage and the respective state of charge, as can be seen in figure 4. Resting voltage is understood as the battery voltage measured after a time of rest, after the vehicle has been switched off (key-off), sufficient to remove the influences of recharges or discharges, to which the battery has undergone.

[0043] O sistema proposto utiliza a característica da tensão de repouso, que representa o estado de carga com boa correlação após período de repouso da bateria. Nos testes realizados, constatou-se que o período mínimo de repouso (TR1) da bateria é de cerca de 4 horas, após o key-off. Assim, detectado o desligamento do MCI, o contador de tempo[0043] The proposed system uses the characteristic of the resting voltage, which represents the state of charge with good correlation after the battery's resting period. In the tests performed, it was found that the minimum rest period (TR1) of the battery is about 4 hours, after the key-off. Thus, once the MCI shutdown is detected, the time counter

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 15/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 15/35

11/19 (33) inicia a contagem do tempo transcorrido até que este alcance o valor (Tri) préestabelecido e armazenado na memória (32) da central eletrônica (3). Neste momento, o medidor de tensão (2) captura a tensão de repouso (V_rí) da bateria, convertendo-a em um valor digital, valor este que é alimentado na central eletrônica (3).11/19 (33) starts counting the time elapsed until it reaches the value (Tri) pre-established and stored in the memory (32) of the control panel (3). At this moment, the voltage meter (2) captures the resting voltage (V _rí ) of the battery, converting it into a digital value, which value is fed into the control unit (3).

[0044] Recebido o valor de (V_rí) pela central eletrônica (3), esta calcula então o estado de carga (SoC) da bateria (1) a partir da correlação entre tensão de repouso e estado de carga, tal como ilustrada na figura 4. Para tanto, a memória (32) da central eletrônica (3) é previamente alimentada com as características da curva definida no gráfico da figura 4, o qual, como dito, é elaborado em laboratório a partir de uma bateria nova e com característica similar a da bateria (1) integrante do veículo. Além disto, a referida curva pode ser alimentada na memória (32) quer seja a partir de uma função, ou de um grupo de funções, quer seja a partir de uma tabela. Em uma forma preferencial de realização da invenção, a curva representativa da correlação entre tensão de repouso e estado de carga (figura 4) é armazenada na forma de uma tabela, solução esta que economiza processamento do processador (31).[0044] Received the value of (V _rí ) by the electronic control _panel (3), this then calculates the charge state (SoC) of the battery (1) from the correlation between resting voltage and charge state, as illustrated in figure 4. For this purpose, the memory (32) of the electronic control unit (3) is previously fed with the characteristics of the curve defined in the graph of figure 4, which, as said, is prepared in the laboratory using a new battery and with feature similar to the battery (1) included in the vehicle. In addition, said curve can be fed into memory (32) either from a function, or from a group of functions, or from a table. In a preferred embodiment of the invention, the curve representing the correlation between resting voltage and state of charge (figure 4) is stored in the form of a table, a solution that saves processor processing (31).

[0045] Por fim, o valor do SoC calculado é comparado com um valor (SoC_L), também previamente armazenado na memória (32). Assim, caso o valor para o SoC calculado seja menor que o valor limite (SoCl), o sistema considera que a bateria (1) do veículo não se encontra mais em perfeitas condições de uso, alertando o condutor deste fato. O referido alerta pode ser similarmente feito através de uma indicação de falha no painel de instrumentos (não ilustrado) do veículo, bem como, e necessariamente, gera um log na memória (32), o qual pode ser recuperado a partir da conexão OBDII.[0045] Finally, the calculated SoC value is compared with a value (SoC _L ), also previously stored in memory (32). Thus, if the value for the calculated SoC is less than the limit value (SoCl), the system considers that the vehicle's battery (1) is no longer in perfect condition, alerting the driver of this fact. This alert can similarly be done through a fault indication on the vehicle's instrument panel (not shown), as well as, and necessarily, generates a log in memory (32), which can be retrieved from the OBDII connection.

[0046] Em outras palavras, e de acordo com a presente invenção, o método de monitoramento de bateria, em particular para o cálculo do estado de carga (SoC) de uma bateria (1) instalada em uma veículo, compreende as etapas de:[0046] In other words, and in accordance with the present invention, the battery monitoring method, in particular for calculating the state of charge (SoC) of a battery (1) installed in a vehicle, comprises the steps of:

SC1) identificar o desligamento (key-off) do motor (MCI);SC1) identify the engine key-off (MCI);

SC2) contar e aguardar um tempo de repouso (Trx) após o desligamento do MCI;SC2) count and wait for a rest time (Trx) after the MCI is turned off;

SC3) medir a tensão (Vrx) nos polos (11) da bateria (1);SC3) measure the voltage (Vrx) at the poles (11) of the battery (1);

SC4) calcular o estado de carga (SoC) da bateria, através da fórmula:SC4) calculate the charge state (SoC) of the battery, using the formula:

SoC = (Quantidade de carga atual)/(Quantidade de carga total) (equação 3)SoC = (Current load quantity) / (Total load quantity) (equation 3)

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 16/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 16/35

12/19 na qual: a quantidade de carga atual é um parâmetro calculado a partir da medição da tensão de repouso (Vri) da bateria; e a quantidade de carga total corresponde a carga total acumulável pela bateria, na condição nova, ou seja, correspondente a sua carga nominal;12/19 in which: the current load quantity is a parameter calculated from the measurement of the battery's resting voltage (Vri); and the amount of total charge corresponds to the total charge accumulated by the battery, in the new condition, that is, corresponding to its nominal charge;

SC5) comparar o estado de carga (SoC) calculado da bateria com um valor limite (SoC_L); e SC6) caso o valor SoC seja menor que o limite SoCl, então registrar e/ou enviar um alerta de falha.SC5) compare the calculated state of charge (SoC) of the battery with a limit value (SoC _L ); and SC6) if the SoC value is less than the SoCl limit, then record and / or send a fault alert.

[0047] Além disto, a dita correlação entre a tensão de repouso (Vrx) e a quantidade de carga atual é estabelecida por meio de testes para uma bateria nova. A dita correção tal como ilustrada exemplificativamente na figura 4, pode ser utilizada na forma de uma fórmula de correlação de valores, ou eventualmente a partir de valores tabelados, inseridos na memória (32).[0047] In addition, the said correlation between the resting voltage (Vrx) and the amount of current charge is established through tests for a new battery. Said correction as illustrated by way of example in figure 4, can be used in the form of a value correlation formula, or possibly from tabulated values, inserted in memory (32).

[0048] De acordo com os testes realizados, foi possível determinar que o referido tempo de repouso (Trx) deve ser de cerca de 4 horas, preferencialmente com uma variação de aproximadamente 1 hora.[0048] According to the tests performed, it was possible to determine that the said resting time (Trx) should be about 4 hours, preferably with a variation of approximately 1 hour.

Corrente de Stand-By (IOD) [0049] Apesar de uma descarga profunda em uma bateria não causar sua degradação imediata, haja vista que mesmo em casos de 100% de descarga, uma bateria chumboácido pode manter até 200 ciclos de carga e descarga, entretanto este tipo de comportamento não é aceitável para uma aplicação comercial na indústria automotiva, principalmente no que se refere à confiabilidade das baterias e dos sistemas que ela suporta.Stand-By Current (IOD) [0049] Although a deep discharge in a battery does not cause its immediate degradation, considering that even in cases of 100% discharge, a lead acid battery can maintain up to 200 charge and discharge cycles, however, this type of behavior is not acceptable for a commercial application in the automotive industry, especially with regard to the reliability of the batteries and the systems it supports.

[0050] Portanto é imperativo que o sistema de monitoramento de bateria seja preciso e confiável para um veículo. Para tanto, a IOD é um fator crítico que não está totalmente sob o controle do fabricante de bateria ou da indústria automotiva, pois o usuário pode instalar equipamentos eletroeletrônicos após a compra do veículo, fato este que compromete a especificação inicial da bateria.[0050] Therefore it is imperative that the battery monitoring system is accurate and reliable for a vehicle. Therefore, IOD is a critical factor that is not completely under the control of the battery manufacturer or the automotive industry, since the user can install electronic equipment after the purchase of the vehicle, a fact that compromises the initial specification of the battery.

[0051] Para um melhor entendimento, é importante ressaltar que o estado ideal de tensão de repouso nunca é atingido quando a bateria está conectada ao sistema eletroeletrônico do veículo, isso devido as correntes quiescentes dos módulos eletrônicos que descarregam[0051] For a better understanding, it is important to emphasize that the ideal state of resting voltage is never reached when the battery is connected to the vehicle's electronics system, due to the quiescent currents of the electronic modules that discharge

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 17/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 17/35

13/19 a bateria continuamente. Assim, mesmo com o MCI e a ignição desligados, existe uma corrente elétrica reduzida que descarrega a bateria.13/19 the battery continuously. Thus, even with the MCI and ignition off, there is a reduced electrical current that discharges the battery.

[0052] A metodologia para determinar a IOD analisa o tempo que o veículo permaneceu desligado (key-off) de forma a eliminar qualquer influência de carga ou descarga na bateria. Quando o tempo de repouso (TR2) é atingido, o sistema inicia a avaliação de tensão ao longo do tempo. Aqui é utilizado o parâmetro mV/h (mili volts por hora), que representa a queda de tensão da bateria medido em intervalos de tempo prédeterminados, por exemplo de 1 hora.[0052] The methodology to determine the IOD analyzes the time that the vehicle remained off (key-off) in order to eliminate any influence of charge or discharge on the battery. When the resting time (TR2) is reached, the system starts to assess the voltage over time. Here the parameter mV / h (milli volts per hour) is used, which represents the voltage drop of the battery measured at predetermined time intervals, for example 1 hour.

[0053] Segue a equação para calcular este parâmetro:[0053] Follow the equation to calculate this parameter:

IOD = (VioDf - VioDi)/(TioDf - Tiodí) (equação 4) na qual:IOD = (VioDf - VioDi) / (TioDf - Tiodí) (equation 4) in which:

- IOD é a corrente consumida da bateria após a ignição desligada- IOD is the current drawn from the battery after the ignition is switched off

- VIODi é a tensão da bateria medida após o repouso- VIODi is the battery voltage measured after resting

- VIODf é a tensão da bateria medida antes de acordar a rede do veículo- VIODf is the battery voltage measured before waking the vehicle network

- TIODi representa o tempo inicial após finalizado o período de repouso, e- TIODi represents the initial time after the rest period has ended, and

- TIODf representa o tempo fínal após finalizado o período de repouso.- TIODf represents the final time after the rest period has ended.

[0054] O fluxograma da figura 2 ilustra as diversas etapas, dentro da metodologia proposta pelo sistema da presente invenção, para adquirir as variáveis da fórmula acima definida. Neste, temos as seguintes etapas:[0054] The flowchart of figure 2 illustrates the various steps, within the methodology proposed by the system of the present invention, to acquire the variables of the formula defined above. In this, we have the following steps:

S200 - InícioS200 - Home

S210 - Motor desligado e em “key offS210 - Engine off and in “key off

S220 - T_R2 horas passadas após ultimo “key off?S220 - T _R2 hours passed after the last “key off?

S230 - V|OD| = Vbat ; T|OD| = Tempo (amostras por hora)S230 - V | OD | = Vbat; T | OD | = Time (samples per hour)

S240 - Rede ligada?S240 - Network connected?

S250 - Passados “x minutos?S250 - After “x minutes?

S260 - F = V|OD| = Vbat ; T|OD| = Tempo S270 - Fim [0055] Desta forma fica estabelecida a base teórica para comprovar a correspondência entre corrente consumida da bateria (1) durante ignição desligada, e a queda de tensão ao longo do tempo em que o veículo permanece com a ignição desligada.S260 - F = V | OD | = Vbat; T | OD | = Time S270 - End [0055] This way, the theoretical basis is established to check the correspondence between the current consumed by the battery (1) during the ignition off, and the voltage drop over the time the vehicle remains with the ignition off.

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 18/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 18/35

14/19 [0056] O sistema de monitoramento proposto utiliza este cálculo para determinar a corrente de repouso do sistema elétrico da bateria que pode descarregar a bateria. Conforme pode ser visto nas figuras 5A, 5B e 5C; existe um comportamento aleatório durante as primeiras horas desta medição. Para tanto, e de conformidade com as análises realizadas dos testes do sistema da presente invenção, estabeleceu-se que o sistema deve aguardar no mínimo 10 horas (Tr2) para utilizar os parâmetros obtidos da equação 4 para diagnosticar o sistema elétrico do veículo, e determinar a magnitude da IOD.14/19 [0056] The proposed monitoring system uses this calculation to determine the resting current of the battery's electrical system that can discharge the battery. As can be seen in figures 5A, 5B and 5C; there is a random behavior during the first hours of this measurement. For that, and in accordance with the analyzes carried out on the tests of the system of the present invention, it was established that the system must wait at least 10 hours (Tr2) to use the parameters obtained from equation 4 to diagnose the vehicle's electrical system, and determine the magnitude of IOD.

[0057] Operacionalmente, e detectado o desligamento do MCI, o contador de tempo (33) inicia a contagem do tempo transcorrido até que este alcance o valor (TR2) préestabelecido e armazenado na memória (32) da central eletrônica (3). Neste momento, o medidor de tensão (2) captura a tensão de repouso (VR2) da bateria, convertendo-a em um valor digital, valor este que é alimentado na central eletrônica (3). Concomitantemente, o temporizador (33) passa a contar o próximo intervalo de tempo para que seja feita a próxima leitura da tensão de repouso (VR2) da bateria (1).[0057] Operationally, and detecting the shutdown of the MCI, the time counter (33) starts counting the elapsed time until it reaches the value (TR2) pre-established and stored in the memory (32) of the control panel (3). At this moment, the voltage meter (2) captures the resting voltage (VR2) of the battery, converting it into a digital value, which value is fed into the control unit (3). Concomitantly, the timer (33) starts counting the next time interval so that the next reading of the resting voltage (VR2) of the battery (1) is made.

[0058] Recebidos todos os valores de (V_r2) pela central eletrônica (3), os quais são devidamente armazenados na memória (32), a dita central eletrônica (3) calcula então a corrente de Stand-By (IOD) da bateria (1) a partir da correlação entre as tensões de repouso medidas (variáveis VIODi e VIODf) e o tempo transcorrido entre a primeira e a última leituras de tensão (variáveis TIODi e TIODf), ou seja o tempo durante o qual o veículo permaneceu em repouso (desligado), tal como ilustrada na equação 4, supra. [0059] Por fim, o valor calculado da IOD é comparado com um valor (IOD_L), também previamente armazenado na memória (32). Assim, caso o valor calculado para a IOD seja maior que o valor limite (IOD_L), o sistema considera que a bateria (1) do veículo está sendo submetida a uma drenagem de corrente excessiva, alertando o condutor deste fato. O referido alerta pode ser similarmente feito através de uma indicação de falha no painel de instrumentos (não ilustrado) do veículo, bem como, e necessariamente, gera um log na memória (32), o qual pode ser recuperado a partir da conexão OBDII.[0058] Received all values of (V _r2 ) by the electronic control panel (3), which are properly stored in memory (32), the said electronic control panel (3) then calculates the Stand-By current (IOD) of the battery (1) from the correlation between the measured resting stresses (VIODi and VIODf variables) and the time elapsed between the first and last voltage readings (TIODi and TIODf variables), that is, the time during which the vehicle remained in (off), as illustrated in equation 4, above. [0059] Finally, the calculated IOD value is compared with a value (IOD _L ), also previously stored in memory (32). Thus, if the value calculated for the IOD is greater than the limit value (IOD _L ), the system considers that the vehicle battery (1) is being subjected to excessive current drainage, alerting the driver of this fact. This alert can similarly be done through a fault indication on the vehicle's instrument panel (not shown), as well as, and necessarily, generates a log in memory (32), which can be retrieved from the OBDII connection.

[0060] Em outras palavras, o método da invenção para monitoramento de bateria, em particular para o cálculo da corrente de stand-by (IOD) de uma bateria (1) instalada em uma veículo, compreende as etapas de:[0060] In other words, the method of the invention for battery monitoring, in particular for calculating the stand-by current (IOD) of a battery (1) installed in a vehicle, comprises the steps of:

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15/1915/19

511) identificar o desligamento (key-off) do motor (MCI);511) identify the engine key-off (MCI);

512) contar e aguardar um tempo de repouso (Tr2) após o desligamento do MCI;512) count and wait for a rest time (Tr2) after the MCI is turned off;

513) medir a tensão (V_R2) nos polos (11) da bateria (1);513) measure the voltage (V _R2 ) at the poles (11) of the battery (1);

514) calcular a corrente de stand-by (IOD) da bateria, através da fórmula:514) calculate the battery stand-by current (IOD), using the formula:

IOD = (ViODf - VIODi)/(TIODf - Tiodí) (equação 4) na qual: IOD é a corrente consumida da bateria após a ignição desligada (Key-off); VIODi é a tensão da bateria medida após o tempo de repouso (TR2); VIODf é a tensão da bateria medida antes de acordar a rede do veículo; TIODi representa o tempo inicial após finalizado o período de repouso; e TIODf representa o tempo final após finalizado o período de repouso;IOD = (ViODf - VIODi) / (TIODf - Tiodí) (equation 4) in which: IOD is the current consumed from the battery after the ignition is switched off (Key-off); VIODi is the battery voltage measured after the resting time (TR2); VIODf is the battery voltage measured before waking up the vehicle network; TIODi represents the initial time after the rest period has ended; and TIODf represents the final time after the rest period has ended;

515) comparar a corrente de stand-by (IOD) calculada da bateria com um valor limite (IODL); e515) compare the calculated stand-by current (IOD) of the battery with a limit value (IODL); and

516) caso o valor IOD seja maior que o limite IOD_L, então registrar e/ou enviar um alerta de falha.516) if the IOD value is greater than the IOD _L limit, then record and / or send a fault alert.

[0061] Mais em particular, a tensão da bateria (V_IODf), medida antes de acordar a rede do veículo (key-on), é obtida por amostragens temporizadas da tensão nos polos da bateria. Além disto, e de forma a evitar a acúmulo desnecessário de dados na memória, capturada uma leitura de tensão (VioDf) em um respectivo tempo (Tiodí), o valor anteriormente amostrado, e o respectivo tempo de amostragem, são descartados.[0061] More particularly, the battery voltage (V _IODf ), measured before waking the vehicle's network (key-on), is obtained by timed sampling of the voltage at the battery poles. In addition, and in order to avoid unnecessary data accumulation in memory, a voltage reading (VioDf) is captured in a respective time (Tiodí), the previously sampled value, and the respective sampling time, are discarded.

[0062] Ditas amostragens temporizadas da tensão da bateria, realizadas em períodos de uma hora, garantem um resultado confiável, tal como determinado nos testes preliminares. Por fim, e também conforme determinado em função dos testes, o tempo de repouso (T_r2) deve ser de cerca de 10 horas, preferencialmente dentro de uma margem de 2 horas. Um tal tempo de repouso garante que os valores de tensão serão coletados com a bateria (1) livre de interferências.[0062] Said timed samplings of the battery voltage, carried out in periods of one hour, guarantee a reliable result, as determined in the preliminary tests. Finally, and also as determined according to the tests, the resting time (T _r2 ) should be about 10 hours, preferably within a 2-hour margin. Such a rest time guarantees that the voltage values will be collected with the battery (1) free from interference.

Resultados ExperimentaisExperimental Results

Determinação do estado de saúde SoH através do afundamento de tensão durante a partida do MCI [0063] A validação da estratégia da captura da tensão mínima, para a estimativa do estado de saúde da bateria, foi obtida por meio de experimentos em uma frota de veículosDetermination of the health status SoH through the sinking of voltage during the start of the MCI [0063] The validation of the strategy of capture of the minimum voltage, for the estimation of the state of health of the battery, was obtained through experiments in a fleet of vehicles

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 20/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 20/35

16/19 controlada. Tais carros foram instrumentados para a aquisição ininterrupta da tensão de bateria durante períodos que variaram de semanas a meses dependendo do veículo. Ressalta-se que os veículos monitorados possuíam diferentes perfis de utilização, garantindo significância nas condições de trabalho das baterias.Controlled 16/19. Such cars were instrumented for the uninterrupted acquisition of battery voltage for periods ranging from weeks to months depending on the vehicle. It is noteworthy that the monitored vehicles had different usage profiles, ensuring significance in the working conditions of the batteries.

[0064] Além de registrar a tensão da bateria continuamente, a aquisição permitiu o registro dos eventos de chave ligada, início de partida, final de partida e chave desligada. A temperatura da água do motor foi registrada juntamente com o evento de inicio de partida. A taxa de aquisição de dados foi ajustada de acordo com o regime de funcionamento, sendo de 1Hz para chave desligada, 100Hz para ignição ligada e 500Hz para o período de partida do motor.[0064] In addition to recording the battery voltage continuously, the acquisition allowed the recording of the events of switch on, start of start, end of start and switch off. The engine water temperature was recorded together with the start-up event. The data acquisition rate was adjusted according to the operating regime, being 1Hz for the key off, 100Hz for the ignition on and 500Hz for the engine starting period.

[0065] A figura 6 mostra o registro das tensões mínimas, obtidas durante a partida em veículos equipados com baterias com mesmo estado de carga, e diferentes estados de saúde, de maneira a observarmos a metodologia proposta. Cada registro de tensão de partida é acompanhado da temperatura da água do motor no instante da partida. A temperatura da água do motor foi medida com intuito de obter uma estimativa da temperatura onde se localiza a bateria, bem como avaliar a correlação entre a mínima tensão de partida e a temperatura no momento da partida.[0065] Figure 6 shows the record of the minimum voltages, obtained during the start in vehicles equipped with batteries with the same state of charge, and different states of health, in order to observe the proposed methodology. Each starting voltage record is accompanied by the engine water temperature at the time of starting. The engine water temperature was measured in order to obtain an estimate of the temperature where the battery is located, as well as to evaluate the correlation between the minimum starting voltage and the temperature at the time of starting.

[0066] Os veículos C1, C2, C3 equipados com uma bateria em 100% de estado de saúde apresentaram os menores afundamentos de tensão durante a partida. Mais abaixo no gráfico, são mostradas as tensões nos veículos com bateria a 85% (veículo C4), 75% (veículos C5 e C6) e 47% (veículo C7) de estado de saúde respectivamente. Nota-se pelo gráfico que, apesar dos desvios observados, a tensão mínima durante a partida está relacionada ao envelhecimento da bateria.[0066] Vehicles C1, C2, C3 equipped with a battery in 100% health status had the lowest voltage sags during startup. Below in the graph, voltages in vehicles with 85% battery (vehicle C4), 75% (vehicles C5 and C6) and 47% (vehicle C7) of health status are shown respectively. The graph shows that, despite the observed deviations, the minimum voltage during the match is related to the aging of the battery.

[0067] Além disto, e de modo a validar o parâmetro “tensão de afundamento medido durante a partida do MCI, o estado de saúde (SoH) de cada uma das baterias foi calculado a partir dos parâmetros usuais da arte, ou seja, a partir da comparação entre as capacidades de carga da bateria, no estado em que estado se encontra (bateria usada), bem como para uma bateria nova (recém produzida).[0067] In addition, and in order to validate the parameter “sinking voltage measured during the start of the MCI, the health status (SoH) of each of the batteries was calculated from the usual parameters of the art, that is, the from the comparison between the battery charging capacities, in the state it is in (used battery), as well as for a new battery (newly produced).

[0068] Assim sendo, e conforme mencionado anteriormente, a mínima tensão na partida é proporcional ao estado de saúde da bateria e também a sua capacidade de carga atual. O[0068] Therefore, and as mentioned earlier, the minimum voltage at the start is proportional to the state of health of the battery and also its current charging capacity. O

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 21/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 21/35

17/19 estado de saúde da bateria, bem como sua capacidade de carga atual, são parâmetros similares que representam a degradação proporcional ao longo da vida útil da bateria. [0069] Especificamente, e a partir dos parâmetros C_nova, que é capacidade referência para uma bateria nova e C_limite que é a mínima capacidade aceitável para a aplicação, pode-se estabelecer o estado de saúde em função da capacidade de carga, de acordo com os preceitos da arte, como segue:17/19 health status of the battery, as well as its current charging capacity, are similar parameters that represent proportional degradation over the life of the battery. [0069] Specifically, and based on the parameters C _new , which is the reference capacity for a new battery and C _limit which is the minimum acceptable capacity for the application, the health status can be established according to the load capacity, according to the precepts of art, as follows:

Estado de saúde = (Catual - Climite)/(Cnova - Climite) (equação 2) na qual:Health status = (Catual - Climite) / (Cnova - Climite) (equation 2) in which:

- C_atual representa a capacidade da bateria instalada no veículo e avaliada pelo sistema de monitoramento proposto;- _Current C represents the capacity of the battery installed in the vehicle and assessed by the proposed monitoring system;

- C_nova é a capacidade de carga de uma bateria nova; e- _New C is the charging capacity of a new battery; and

- Climite é a capacidade de carga mínima aceitável pelo veículo.- Climite is the minimum load capacity acceptable by the vehicle.

[0070] Aplicando as equações 1 e 2 para as condições representadas no gráfico da figura 6, é possível obter boa correspondência entre o estado de saúde da bateria obtida em laboratório e o valor calculado, observando as condições ideais e limítrofes aceitáveis para o funcionamento da bateria no veículo.[0070] Applying equations 1 and 2 to the conditions represented in the graph in figure 6, it is possible to obtain a good correspondence between the health status of the battery obtained in the laboratory and the calculated value, observing the ideal and borderline conditions acceptable for the functioning of the battery in the vehicle.

[0071] Analisando cada condição de estado de saúde isoladamente (vide a figura 6), observa-se que o afundamento de tensão é maior em temperaturas mais baixas. Isto porque em altas temperaturas a viscosidade do óleo do MCI é menor, facilitando a partida através da redução do seu torque inercial. Percebe-se então que a temperatura é proporcional ao afundamento de tensão, porém não apresenta comportamento linear. Determinação do estado de carga SoC por tensão de repouso [0072] Utilizando a mesma base de dados da validação do estado de saúde, também é possível determinar o estado de carga da bateria pela correlação com a tensão de repouso. Para isso, é necessário aguardar um período específico para remover influências de carga e descarga.[0071] Analyzing each health condition separately (see figure 6), it is observed that the voltage drop is greater at lower temperatures. This is because at high temperatures the viscosity of the MCI oil is lower, making it easier to start by reducing its inertial torque. It is then noticed that the temperature is proportional to the voltage sink, but does not show linear behavior. Determination of the SoC charge state by resting voltage [0072] Using the same database as the health status validation, it is also possible to determine the charge state of the battery by correlating it with the resting voltage. For this, it is necessary to wait a specific period to remove loading and unloading influences.

[0073] A figura 7 mostra a curva de tensão da bateria após o desligamento do MCI. Observa-se que após um período específico de inatividade, a tensão alcança um valor estável, que é conhecido como tensão de repouso. Esta tensão reflete diretamente o estado de carga da bateria.[0073] Figure 7 shows the battery voltage curve after the MCI is turned off. It is observed that after a specific period of inactivity, the voltage reaches a stable value, which is known as the resting voltage. This voltage directly reflects the state of charge of the battery.

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 22/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 22/35

18/19 [0074] A relação entre tensão de repouso e estado de carga depende de aspectos físicoquímicos, ou seja, varia de acordo com a capacidade, elementos químicos utilizados nas placas e composição química utilizada no eletrólito da bateria.18/19 [0074] The relationship between resting voltage and state of charge depends on physicochemical aspects, that is, it varies according to capacity, chemical elements used in the plates and chemical composition used in the battery electrolyte.

Determinação da IOD pela taxa de decaimento de tensão [0075] O cálculo da IOD foi obtido através de um experimento que submete a bateria a diferentes correntes de descarga, relacionando-as com a sua queda de tensão. Foram escolhidas as correntes de 34mA, 140mA e 350mA representando assim uma faixa de valores de IOD usualmente encontrados em equipamentos eletroeletrônicos instalados nos veículos no mercado de reposição.Determination of IOD by voltage decay rate [0075] The calculation of IOD was obtained through an experiment that subjects the battery to different discharge currents, relating them to its voltage drop. The currents of 34mA, 140mA and 350mA were chosen, thus representing a range of IOD values usually found in electronic equipment installed in vehicles in the aftermarket.

[0076] Tais valores de corrente foram aplicados em três diferentes condições de operação: bateria em 100% de estado de carga e 25°C, bateria em 100% de estado de carga e 70°C, e bateria em 80% de estado de carga e 25°C. As taxas de variação da tensão, sob as três condições descridas, são mostradas respectivamente nas figuras 5A, 5B e 5C.[0076] These current values were applied in three different operating conditions: battery at 100% charge state and 25 ° C, battery at 100% charge state and 70 ° C, and battery at 80% charge state load and 25 ° C. The rates of change of voltage, under the three conditions described, are shown respectively in figures 5A, 5B and 5C.

[0077] Observa-se pelos gráficos que quanto maior a corrente de descarga, maior é a queda de tensão em mV/h. No entanto, percebe-se que a relação entre estas variáveis não é linear.[0077] The graphs show that the higher the discharge current, the greater the voltage drop in mV / h. However, it is clear that the relationship between these variables is not linear.

[0078] Uma análise comparativa entre as figuras 5A e 5B permite concluir que a taxa de decaimento da tensão cresce com o aumento da temperatura. Este fenômeno pode ser explicado pela auto descarga da bateria que também aumenta com a temperatura.[0078] A comparative analysis between figures 5A and 5B allows us to conclude that the voltage decay rate increases with increasing temperature. This phenomenon can be explained by the self-discharge of the battery, which also increases with temperature.

[0079] Analisando as figuras 5A e 5C, pode-se verificar que a IOD é inversamente proporcional ao estado de carga, já que a bateria com estado de carga de 80% apresentou maior IOD que a bateria com 100% de estado de carga.[0079] Analyzing figures 5A and 5C, it can be seen that the IOD is inversely proportional to the state of charge, since the battery with a state of charge of 80% showed a higher IOD than the battery with 100% of state of charge.

Conclusão [0080] De acordo com os resultados experimentais obtidos, foi possível comprovar a solução metodológica proposta para calcular parâmetros relacionados à bateria, através da tensão medida em momentos específicos do funcionamento do veículo.Conclusion [0080] According to the experimental results obtained, it was possible to prove the proposed methodological solution for calculating parameters related to the battery, through the voltage measured at specific moments of the vehicle's operation.

[0081] Foi verificado que o afundamento de tensão na partida do MCI está relacionado com o estado de saúde, quando as baterias com maior envelhecimento apresentaram maior afundamento de tensão. Também foi comprovada que para um mesmo estado de[0081] It was verified that the voltage drop at the start of the MCI is related to the state of health, when the batteries with greater aging showed a greater voltage drop. It was also proven that for the same state of

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19/19 saúde, os maiores afundamentos de tensão foram observados nas temperaturas mais baixas, porém de forma não linear.19/19 health, the biggest voltage sags were observed at lower temperatures, however in a non-linear way.

[0082] A aquisição da tensão nos períodos de repouso da bateria demonstrou correspondência com valores de estado de carga tabelados e difundidos pelos fabricantes de bateria. Porém tal relação não é verídica caso a bateria seja previamente submetida a cargas e descargas.[0082] The acquisition of voltage in the rest periods of the battery demonstrated correspondence with values of charge state tabulated and disseminated by the battery manufacturers. However, this relationship is not true if the battery is previously subjected to charges and discharges.

[0083] Enquanto a ignição está desligada, a taxa na qual a tensão decai está diretamente relacionada com a corrente de descarga à qual a bateria é submetida. Tal correlação não é linear, uma vez que aumentando dez vezes a magnitude da corrente, a taxa de decaimento de tensão em mV/h aumenta três vezes aproximadamente. A correspondência entre a taxa de queda de tensão e a corrente de descarga pode ser explorada para calcular a IOD do veículo.[0083] While the ignition is off, the rate at which the voltage decays is directly related to the discharge current to which the battery is subjected. Such correlation is not linear, since increasing the magnitude of the current ten times, the voltage decay rate in mV / h increases approximately three times. The correspondence between the voltage drop rate and the discharge current can be explored to calculate the vehicle's IOD.

[0084] O diagnóstico de baixo custo da bateria cria um novo cenário para interação do condutor que assim pode receber informações de manutenção preventiva do componente e evitar futuras falhas em campo.[0084] The low-cost diagnosis of the battery creates a new scenario for the driver's interaction so that he can receive preventive maintenance information on the component and avoid future failures in the field.

[0085] Por fim, há de se ressaltar que os testes supra reportados comprovam a viabilidade do sistema descrito na presente invenção, ou seja, de que é possível monitorar as condições de uma bateria (1) apenas utilizando metodologias específicas de captura da tensão da bateria (1), em momentos específicos. Assim, a solução ora proposta elimina a necessidade de sensores específicos de alto custo (IBS), os quais monitoram a tensão e a corrente da bateria (1), sem que haja um comprometimento dos resultados alcançados.[0085] Finally, it should be noted that the tests reported above prove the viability of the system described in the present invention, that is, that it is possible to monitor the conditions of a battery (1) only using specific methodologies for capturing the voltage of the battery. battery (1), at specific times. Thus, the proposed solution eliminates the need for specific high cost sensors (IBS), which monitor the battery voltage and current (1), without compromising the results achieved.

Petição 870160036560, de 15/07/2016, pág. 24/35Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 24/35

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Claims

1. Battery monitoring system, in particular for a vehicle battery (1), said system comprising a voltage meter (2) connected to the terminals (11) of the battery (1) and at least one electronic control unit (3), characterized by understanding the steps of:

A) calculate, from the battery voltage, the state of health (SoH), the state of charge (SoC) and the Stand-By current (IOD) from the battery voltage;

B) compare the calculated parameters of health status (SoH), state of charge (SoC) and stand-by current (IOD) with respective limits (SoH _L , SoC _L , IOD _L ) previously established; and

C) provide an alert when any of the parameters are outside the respective previously established limit.

2. System, according to claim 1, characterized by the fact that step A) of calculating, from the battery voltage, the state of health (SoH), the state of charge (SoC) or the Stand current -By (IOD) from the battery voltage, comprises the said electronic control unit (3):

A1) inform said voltage meter (2) the specific moments (key-on; T _R1 ; T _R2 ) of voltage capture (V1; Vrx; Vr2) of said battery (1);

A2) receive the voltage values (V1; Vrx; Vr2) captured from the battery (1); and

A3) calculate the values related to health status (SoH), charge state (SoC) or Stand-By current (IOD) from the respective formulas (equation 1; equation 3; equation 4).

3. System, according to claim 1, characterized by the fact that said electronic central (3) comprises at least one processor (31), at least one memory (32) and at least one timer (33), as well as a line (34) of digital communication with the timer (2) and an I / O (35) for communication, control and reception of signals for the various electronic systems of the vehicle.

4. System, according to claim 3, characterized by the fact that said electronic control unit (3) also comprises a voltage meter (2), said voltage meter comprising at least one filter (21), a voltage divider (22) and one

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2/4 A / D converter (23).

5. System, according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that the processor (31) of the electronic control unit (3) is able to:

- detect the driver's key-on intent and activate the voltage meter (2);

- detecting the vehicle shutdown (key-off) and activating the timer (33), so that said timer (33) can measure the times (Tr1; Tr2);

- receive the digital values, via line (34), related to the voltage values (V1; Vr1; Vr2) at the terminals (11) of the battery (1), captured by the voltage meter (2);

- calculate the values of health status (SoH), state of charge (SoC) and Stand-By current (IOD) from the equations, tables, parameters and readings stored in memory (32);

- compare the calculated parameters of health status (SoH), state of charge (SoC) and stand-by current (IOD) with respective limits (SoHl, SoCl, IODl) stored in memory (32); and

- register and / or send an alert, via I / O (35), if any of the parameters is outside a respective previously established limit and stored in memory (32).

6. System, according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that the memory (32) of the electronic control unit (3) is able to:

- store the limit values (SoH _L ; SoC _L ; IOD _L ) permanently;

- store the voltage values (V1; Vrx; Vr2) related to the readings made by the voltage meter (2), temporarily;

- store the formula calculation parameters (equation 1; equation 3; equation 4) for determining health status (SoH), charge status (SoC) and Stand-By current (IOD), permanently; and

- store the times (Trx; Tr2), permanently.

7. Battery monitoring method, in particular for calculating the health status (SoH) of a battery (1) installed in a vehicle, from the voltage sink (V1), comprising the steps of: identifying the intention to starting (key-on) of the vehicle's combustion engine; measure battery voltages (1) during startup; and identify the sinking voltage (V1),

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3/4 the method being characterized by still understanding the steps of:

SH1) calculate the health status value (SoH), depending on the sinking voltage (V1) and the vehicle configuration (V _min ), using the formula:

SoH = (Vmin - V1) / (Vnova - V1) (equation 1) in which: SoH is the state of health calculated as a function of the battery voltage during startup; Vmin is the lowest acceptable voltage for the battery when starting the MCI depending on the vehicle configuration; Vnova is the sink voltage of a new battery; and V1 is the sinking voltage of the battery, measured during the start of the MCI;

SH2) compare the calculated health status value (SoH) of the battery (1) with a limit value (SoH _L ); and

SH3) if the SoH value is less than the SoHl limit, then record and / or send a fault alert.

8. Battery monitoring method, in particular for calculating the state of charge (SoC) of a battery (1) installed in a vehicle, characterized by the fact that it comprises the steps of:

SC1) to identify the engine key-off (MCI);

SC2) count and wait for a rest time (TR1) after the MCI is turned off;

SC3) measure the voltage (Vrx) at the poles (11) of the battery (1);

SC4) calculate the charge state (SoC) of the battery, using the formula:

SoC = (Current charge quantity) / (Total charge quantity) (equation 3) in which: the current charge quantity is a parameter calculated from the measurement of the battery's resting voltage (VR1); and the total charge amount corresponds to the total charge accumulated by the battery, in the new condition, that is, corresponding to its nominal charge;

SC5) to compare the calculated state of charge (SoC) of the battery with a limit value (SoCl); and SC6) if the SoC value is less than the SoCl limit, then record and / or send a fault alert.

9. Method according to claim 8, characterized by the fact that the resting time (TR1) is about 4 hours.

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10. Method, according to claim 8, characterized by the fact that the said correlation between the resting voltage (Vrx) and the amount of current charge is established through tests for a new battery.

11. Battery monitoring method, in particular for calculating the stand-by current (IOD) of a battery (1) installed in a vehicle, characterized by the fact that it comprises the steps of:

511) identify the engine key-off (MCI);

512) count and wait for a rest time (Tr2) after the MCI is turned off;

513) measure the voltage (V _r2 ) at the poles (11) of the battery (1);

514) calculate the battery stand-by current (IOD) using the formula:

IOD = (VIODf - VIODi) / (TIODf - Tiodí) (equation 4) in which: IOD is the current consumed from the battery after the ignition is switched off (Key-off); Viodí is the battery voltage measured after the resting time (Tr2); VioDf is the battery voltage measured before waking the vehicle's network; TIODi represents the initial time after the rest period has ended; and T _IODf represents the final time after the rest period has ended;

515) compare the calculated stand-by current (IOD) of the battery with a limit value (IODl); and

516) if the IOD value is greater than the IOD _L limit, then record and / or send a fault alert.

12. Method according to claim 11, characterized by the fact that the resting time (T _r2 ) is about 10 hours.

13. Method, according to claim 11, characterized by the fact that the battery voltage (VIODf) measured before waking the vehicle's network (key-on) is obtained by timed sampling of the voltage at the battery poles.

14. Method, according to claim 13, characterized by the fact that the timed sampling of the battery voltage is carried out in periods of one hour.

15. Method, according to claim 13, characterized by the fact that a voltage reading (VIODf) is captured in a respective time (TIODf), the previously sampled value, and the respective sampling time, are discarded.

Petition 870160036560, of 7/15/2016, p. 28/35

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