DE10056972A1 - Battery, especially a motor vehicle battery, has at least one battery cell with electrolyte and partially integral device for battery condition detection, especially in battery housing - Google Patents
Battery, especially a motor vehicle battery, has at least one battery cell with electrolyte and partially integral device for battery condition detection, especially in battery housingInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, sowie ein Verfahren zur Erkennung des Zustandes einer Batterie, insbesondere einer Fahrzeugbatterie.The present invention relates to a battery in particular a vehicle battery and a method for Detection of the state of a battery, especially one Vehicle battery.
In einem Kraftfahrzeug (oder einem anderen primär aus einem Verbrennungsmotor energieversorgten System) ist die Funktionsfähigkeit der Starterbatterie des Verbrennungsmotors eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Sicherstellung der Betriebsfähigkeit. Üblicherweise wird der Verbrennungsmotor durch einen elektrischen Anlasser gestartet, welcher die Energie für den Startvorgang aus der Starterbatterie bezieht. Der Anlasser muß dazu für kurze Zeit ein Drehmoment aufbringen, welches in der Lage ist, den Verbrennungsmotor bei einer gewissen Mindestdrehzahl durchzudrehen. Dazu muß durch den Anlasser ein genügend großer Strom fließen, bzw. an dem Anlasser eine ausreichend hohe Spannung anliegen. Ist die Starterbatterie sehr kalt, teilweise entladen oder stark gealtert, kann ihr Innenwiderstand so hoch werden, daß Strom und Spannung nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen, um den Startvorgang sicherzustellen. Eine derartige Problematik ist beispielsweise in der DE 197 05 634 C2 beschrieben.In a motor vehicle (or another primarily from a Combustion engine power system) is the Functionality of the starter battery of the Internal combustion engine one of the most important requirements for ensuring operability. Usually the internal combustion engine is powered by an electric Starter started, which the energy for the Starting process from the starter battery. The ignition must apply a torque for a short time, which is able to the internal combustion engine at a certain To turn the minimum speed. This must be done by the starter a sufficiently large current is flowing, or at the starter there is a sufficiently high voltage. Is the Starter battery very cold, partially discharged or very strong aged, their internal resistance can become so high that Sufficient current and voltage for Are available to ensure the startup process. A Such problems are, for example, in DE 197 05 634 C2 described.
Während des Fahrbetriebes dient die Fahrzeugbatterie, welche mittels eines elektrischen Generators, auch Lichtmaschine genannt, aufgeladen wird, zur Versorgung der elektrischen Anlagen mit elektrischer Energie. Der Generator wird meist mit einem Keilriemen von der Kurbelwelle des Motors angetrieben und ist somit an die. Motordrehzahl gekoppelt.The vehicle battery is used during driving, which by means of an electric generator, too Alternator called, is charged to supply the electrical systems with electrical energy. The The generator is usually fitted with a V-belt from the Crankshaft of the engine is driven and is therefore at the. Engine speed coupled.
Es ist darauf zu achten, daß bei höhen Drehzahlen die Verbraucher vor Überspannungen geschützt und eine Überladung der Batterie verhindert wird. Andererseits kann die Batterie aufgrund von Alterungs- bzw. Verschleißerscheinungen einen Zustand annehmen, in dem eine ausreichende Energie zur Gewährleistung des Startvorgangs bzw. zur Versorgung der Verbraucher nicht mehr gewährleistet ist. Es ist daher insbesondere bei modernen Kraftfahrzeugen, welche eine Vielzahl von elektrisch unterstützten Teilsystemen aufweisen, notwendig, einen ausreichend leistungsfähigen Batteriezustand aufrechtzuhalten bzw. einen nicht mehr ausreichenden Batteriezustand möglichst unmittelbar zu erkennen und dem Fahrzeugführer anzuzeigen.Make sure that at high speeds the Protected consumers from surges and one Overcharging of the battery is prevented. On the other hand, can the battery due to aging or Signs of wear assume a state in which a sufficient energy to ensure the starting process or to supply consumers no longer is guaranteed. It is therefore particularly useful in modern Motor vehicles that have a variety of electrical have supported subsystems, necessary a sufficiently powerful battery condition maintain or an insufficient one Recognize the battery status as immediately as possible and that Display driver.
Es wurde vorgeschlagen, den Batteriezustand auf der Grundlage von Messungen der Batteriespannung, des Batteriestroms und der Batterietemperatur zu berechnen. Zu diesem Zwecke eingesetzte Meßinrichtungen sind über Kabelverbindungen mit entsprechenden Sensoren verbunden, welche die gewünschten Meßsignale liefern. Es ist festzustellen, daß aufgrund der relativ langen Kabelverbindungen Fehlereinflüsse durch Feldeinstreuungen zu beobachten sind. Ferner erweist sich eine Messung der Batterietemperatur mittels eines außerhalb der Batterie angeordneten Sensors oftmals als relativ ungenau.It has been suggested to check the battery status on the Basis of measurements of the battery voltage, the To calculate battery current and battery temperature. To measuring devices used for this purpose are over Cable connections connected to corresponding sensors, which deliver the desired measurement signals. It is find that due to the relatively long Cable connections Fault influences due to field interference can be observed. A measurement of the Battery temperature using an outside of the battery arranged sensor often as relatively inaccurate.
Die Erfindung strebt daher an, eine einfache Möglichkeit zur Batteriezustandserkennung zur Verfügung zu stellen.The invention therefore aims to be a simple possibility to provide for battery status detection.
Dieses Ziel wird erreicht durch eine Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Erkennung des Zustands einer Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.This goal is achieved by a battery with the Features of claim 1 and a method for Detection of the state of a battery with the characteristics of the Claim 7.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine Einrichtung zur Batteriezustandserkennung wenigstens teilweise innerhalb der Batterie, insbesondere eines Gehäuses der Batterie, auszubilden. Eine derartige Einrichtung zur Batteriezustandserkennung weist insbesondere ein Steuergerät, beispielsweise einen Controller, sowie mit diesem Steuergerät zusammenwirkende Sensoreinrichtungen auf. Für den Fall, daß sowohl die Steuereinrichtung als auch die Sensoreinrichtungen, beispielsweise zur Messung von Batteriestrom, Batteriespannung oder Batterietemperatur, unmittelbar in der Batterie angeordnet sind, sind kurze Kabelverbindungen zwischen den einzelnen Komponenten realisierbar, was zu sehr geringen Fehlereinflüssen beispielsweise durch Feldeinstreuungen führt. According to the invention, a device for Battery status detection at least partially within the battery, in particular a housing of the battery, train. Such a device for Battery status detection has in particular Control device, for example a controller, and with this control device interacting sensor devices on. In the event that both the control device and also the sensor devices, for example for measurement of battery current, battery voltage or Battery temperature, arranged directly in the battery are short cable connections between the individual Components realizable, which is very low Error influences, for example, through field interference leads.
Bei einer derartig ausgebildeten Batterie ist es möglich, den Batteriezustand auch bei aus dem Fahrzeug ausgebauter Batterie zu erfassen, ohne Meßgeräte an die Batterie anschließen zu müssen. So können Änderungen des Ladezustands- der Batterie durch Ent- oder Aufladung außerhalb des Fahrzeugs unmittelbar von der in die Batterie integrierten Zustandserkennung mit erfaßt werden.With such a battery it is possible to the battery status even when removed from the vehicle Detect battery without measuring devices attached to the battery to have to connect. So changes of the State of charge of the battery by discharging or charging outside of the vehicle directly from the to the battery integrated status detection can be detected with.
Als besonders vorteilhaft erweist sich, daß gegebenenfalls Verlustwärme des in die Batterie integrierten Steuergeräts zum Erwärmen bzw. Aufheizen, und damit zur Leistungserhöhung der Batterie insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen genutzt werden kann.It proves to be particularly advantageous that, if appropriate Heat loss from the control unit integrated in the battery for heating or heating, and thus for Increased performance of the battery, especially at low Ambient temperatures can be used.
Der erfindungsgemäß vorgesehenen Einrichtung zur Batteriezustandserkennung sind die Batterieparameter zweckmäßigerweise bekannt , so daß lediglich die durch Alterung und Verschleiß veränderlichen Parameter von Zeit zu Zeit adaptiert werden müssen. Nach einem Batterietausch müssen die Batterieparameter nicht von externen Einrichtungen jeweils neu ermittelt werden.The device provided according to the invention for Battery status detection are the battery parameters appropriately known, so that only by Aging and wear changing parameters of time have to be adapted at the time. After replacing the battery the battery parameters do not have to be from external Facilities are determined anew each time.
Zweckmäßigerweise weist die erfindungsgemäße Batterie wenigstens einen, in dem Elektrolyten bzw. der Batteriesäure wenigstens einer Batteriezelle angeordneten Temperatursensor auf. Mit einem derart angeordneten Temperatursensor sind besonders genaue Temperaturmessungen der Batterie durchführbar. Zweckmäßigerweise wird die Batterietemperatur hierbei in einer der mittleren Batteriezellen durch einen säuredichten, in den Elektrolyten eingetauchten Temperaturfühler gemessen. The battery according to the invention expediently has at least one in the electrolyte or Battery acid arranged at least one battery cell Temperature sensor on. With one so arranged Temperature sensors are particularly accurate temperature measurements the battery feasible. The expediently Battery temperature in one of the middle ones Battery cells through an acid-tight in the Electrolyte immersed temperature sensor measured.
Zweckmäßigerweise ist ferner eine Einrichtung zur Messung der Elektrolyt- bzw. Säuredichte der Batterie vorgesehen, wobei die Elektrolytdichte insbesondere in einer Batteriezelle, in der auch ein Temperatursensor angeordnet ist, vorzusehen ist. Mittels einer derartigen Einrichtung kann in einfacher Weise eine Plausibilitätsprüfung und Verbesserung der Ladezustandsbestimmung zur Verfügung gestellt werden. Derartige Elektrolytdichtesensoren sind in einfacher Weise in eine Batterie integrierbar.A device for measurement is also expedient the electrolyte or acid density of the battery is provided, the electrolyte density in particular in a Battery cell in which a temperature sensor is also arranged is to be provided. By means of such a device can a plausibility check and Improvement of the state of charge is available be put. Such electrolyte density sensors are in easy to integrate into a battery.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie sind Einrichtungen zur Messung von Batteriestrom und/oder Batteriespannung und/oder Innenwiderstand der gesamten Batterie und/oder einzelner Batteriezellen vorgesehen. Durch eine derartige Beobachtung einzelner Zellen können beispielsweise Defekte innerhalb der Batterie lokalisiert werden.According to a particularly preferred embodiment of the Batteries according to the invention are devices for measurement of battery current and / or battery voltage and / or Internal resistance of the entire battery and / or individual Battery cells provided. Through such an observation Individual cells can, for example, defects within the battery.
Zweckmäßigerweise wird zur Messung des Batteriestroms eine elektrische Verbindung zwischen zwei Batteriezellen als Shunt verwendet.It is expedient to use a for measuring the battery current electrical connection between two battery cells as Shunt used.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie ist diese mit einer in dem Batteriegehäuse, insbesondere im Gehäusedeckel, angeordneten Anzeigevorrichtung ausgebildet. Mittels einer derartigen Anzeigevorrichtung kann auch bei einem Ausbau der Batterie bzw. außerhalb des Fahrzeugs ohne zusätzliche Meßvorrichtung bzw. Anzeigevorrichtung eine Information über den Batteriezustand eingeholt werden.According to a further preferred embodiment of the The battery according to the invention is one in which Battery housing, especially in the housing cover, arranged display device is formed. By means of a Such a display device can also be used during an expansion the battery or outside the vehicle without additional Measuring device or display device an information about the battery status.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Überwachung von Zustandsinformationen einzelner Batteriezellen (1, . . . 6), insbesondere von Spannung, Ladezustand oder Innenwiderstand, auf der Grundlage einer Erkennung von Zellkurzschlüssen und -unterbrechungen durchgeführt. Eine derartige Überwachung erweist sich als relativ einfach durchführbar und als sehr zuverlässig.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, status information of individual battery cells ( 1 ,... 6 ) is monitored, in particular of voltage, state of charge or internal resistance, on the basis of a detection of cell short-circuits and interruptions. Such monitoring proves to be relatively easy to carry out and very reliable.
Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtThe invention will now be more preferred based on Embodiments with reference to the accompanying Drawing explained in more detail. In this shows
Fig. 1 eine schematische seitliche Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie, und Fig. 1 is a schematic side sectional view of a preferred embodiment of the battery according to the invention, and
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer im Rahmen der erfindungsgemäßen Batterie eingesetzten bevorzugten Ausführungsform einer Einrichtung zur Batteriezustandserkennung. Fig. 2 is a schematic block diagram of a preferred embodiment of a device for battery status detection used in the battery according to the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Batterie, welche insgesamt mit 10 bezeichnet ist, weist eine Anzahl von in einem Batteriegehäuse 10a angeordneten Batteriezeilen 1 bis. 6 auf. Man erkennt, daß in der Batteriezelle 3, bzw. der in dieser Batteriezellen enthaltenen Batteriesäure, (schematisch dargestellte) Sensoren 13, 14 zur Bestimmung der Batterietemperatur tbatt bzw. der Säuredichte dbatt angeordnet sind. Bei dem Temperatursensor 13 handelt es sich zweckmäßigerweise um einen säuredichten, in die Batteriesäure bzw. den Elektrolyt eingetauchten Temperaturfühler. Der Säuredichtesensor 14 zur Bestimmung der Säuredichte in der Batteriezelle kann zusätzlich zur Plausibilitätsprüfung und Verbesserung der Ladezustandsbestimmung verwendet werden. Die Meßwerte der Sensoren 13, 14 werden einer Einrichtung 11 zur Batteriezustandserkennung zugeführt, welche aus den empfangenen Meßwerten bzw. Informationen die gewünschte Batteriezustandsinformation berechnet. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, ist diese Einrichtung 11 in das Batteriegehäuse 10a integriert bzw. im Inneren der Batterie vorgesehen. Zusätzlich zu den Meßwerten der Sensoren 13, 14 empfängt die Einrichtung 11 Meßwerte, welche den Batteriestrom und die Batteriespannung bzw. die zwischen einzelnen Batteriezellen vorliegende Spannung darstellen. In der Darstellung der Fig. 1 empfängt die Einrichtung 11 die Informationen bezüglich der Batteriespannung UBatt über Anschlüsse 12a, 12b, die Informationen bezüglich der zwischen benachbarten Batteriezellen jeweils anliegenden Spannungen UZelle1, ... Zelle6 über Anschlüsse 13a, 13b und die Informationen bezüglich des Batteriestromes IBatt über Anschlüsse 14a, 14b. Es sei angemerkt, daß der Anschaulichkeit halber bezüglich der Spannung zwischen zwei Batteriezellen lediglich die Anschlüsse für die Batteriezellen 2 und 3 zur Ermittlung der Spannung UZelle2 mit Bezugsziffern bezeichnet sind. Man erkennt, daß auch die übrigen Batteriezellen mit entsprechenden Anschlüssen ausgebildet sind. Zur Messung des Batteriestroms kann die elektrische Verbindung zwischen zwei Zellen als Shunt verwendet werden, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel bei Bezugszeichen 16 angedeutet.The battery shown in Fig. 1, which is denoted overall by 10, has a number of battery rows 1 a arranged in a battery housing 10 a. 6 on. It can be seen that in the battery cell 3 , or the battery acid contained in these battery cells, sensors 13 , 14 (shown schematically) for determining the battery temperature t batt or the acid density d batt are arranged. The temperature sensor 13 is expediently an acid-tight temperature sensor immersed in the battery acid or the electrolyte. The acid density sensor 14 for determining the acid density in the battery cell can additionally be used for the plausibility check and improvement of the state of charge. The measured values of the sensors 13 , 14 are fed to a device 11 for battery state detection, which calculates the desired battery state information from the received measured values or information. As can be seen in Fig. 1, this device 11 is integrated in the battery housing 10 a or provided in the interior of the battery. In addition to the measured values from the sensors 13 , 14 , the device 11 receives measured values which represent the battery current and the battery voltage or the voltage present between individual battery cells. In the illustration of FIG. 1, the device 11 13 receives the information regarding the battery voltage U Batt via terminals 12 a, 12 b, the information regarding the respective adjacent between adjacent battery cell voltages U cell1, ... Zelle6 via terminals 13 a, b and the information regarding the battery current I Batt via connections 14 a, 14 b. It should be noted that for the sake of clarity with regard to the voltage between two battery cells, only the connections for the battery cells 2 and 3 for determining the voltage U cell 2 are designated by reference numerals. It can be seen that the remaining battery cells are also designed with corresponding connections. To measure the battery current, the electrical connection between two cells can be used as a shunt, as indicated at 16 in the exemplary embodiment shown.
Die Anschlüsse 12a, 12b sind mit den Batteriepolen 8 bzw. 9 verbunden.The connections 12 a, 12 b are connected to the battery poles 8 and 9 , respectively.
Die erfindungsgemäße Batterie weist ferner eine Ladezustandsanzeige 17 auf, welche über Leitungen 18 mit der Einrichtung 11 kommuniziert. Die Anzeige 17 ist beispielsweise mit Leuchtdioden 17a, 17b, 17c ausgebildet, welche jeweils einen vorliegenden Batteriezustand anzeigen können. Es ist beispielsweise denkbar, eine grüne Leuchtdiode zur Anzeige einer vollen Batterie, eine gelbe Leuchtdiode zur Anzeige einer halbvollen Batterie, eine rote Leuchtdiode zur Anzeige einer leeren Batterie und eine rot blinkende Leuchtdiode zur Anzeige einer defekten Batterie vorzusehen.The battery according to the invention also has a charge status indicator 17 , which communicates with the device 11 via lines 18 . The display 17 is designed, for example, with light-emitting diodes 17 a, 17 b, 17 c, which can each indicate a present battery condition. For example, it is conceivable to provide a green light-emitting diode to indicate a full battery, a yellow light-emitting diode to indicate a half-full battery, a red light-emitting diode to indicate an empty battery and a red flashing light-emitting diode to indicate a defective battery.
Ferner ist eine serielle Schnittstelle, beispielsweise eine CAN-Schnittstelle 19 vorgesehen, über welche die von der Einrichtung 11 berechneten Größen, beispielsweise Ladezustand, Leistungsfähigkeit, aktueller Innenwiderstand oder Kapazität der Batterie 10, sowie auch Batteriekenngrößen wie beispielsweise Typ, Nennkapazität oder Kälteprüfstrom an externe Geräte, beispielsweise den Generator zur Einstellung einer optimalen Ladespannung oder an ein übergeordnetes Fahrzeug-Energiemanagement übermittelt werden können (Übermittlung über CAN-Bus 19a). Umgekehrt kann ein Energiemanagement die aktuelle Leistungsfähigkeit der Batterie bezüglich einer vorgegebenen Belastung (beispielsweise Start, elektrisches Bremsen, Blinken usw.) ab fragen, um bei kritischem Batteriezustand Maßnahmen zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Batterie, beispielsweise durch Verbraucherabschaltung oder Ladespannungserhöhung, einleiten zu können.Furthermore, a serial interface, for example a CAN interface 19, is provided, via which the variables calculated by the device 11 , for example charge status, performance, current internal resistance or capacity of the battery 10 , and also battery parameters such as, for example, type, nominal capacity or cold test current to external devices , for example the generator for setting an optimal charging voltage or can be transmitted to a higher-level vehicle energy management system (transmission via CAN bus 19 a). Conversely, energy management can query the current performance of the battery with regard to a given load (e.g. start, electrical braking, flashing, etc.) in order to be able to initiate measures to increase the performance of the battery, for example by switching off the consumer or increasing the charging voltage, in the event of a critical battery condition.
Zur Vermeidung einer Entladung der Batterie 10 aufgrund einer Stromaufnahme durch das integrierte Steuergeräts 11 und/oder die Anzeige 17 kann die Zustandserkennung mittels Steuerbefehl über die serielle Schnittstelle 19 aktiviert bzw. deaktiviert werden. Die Deaktivierung erfolgt auch automatisch bei Unterschreiten eines vorgegebenen Stromschwellwertes, beispielsweise bei Unterschreiten eines derartigen Schwellwertes über einen voreinstellbaren Zeitraum. Außerdem wird die Zustandserkennung bei stromloser Batterie (abgestelltes Fahrzeug oder ausgebaute Batterie) über einen integrierten Timerbaustein, wie er weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert wird, mit geringer Stromaufnahme in einstellbaren Zeitintervallen aktiviert, um den Ladezustand durch Messung der Ruhespannung zu bestimmen.To avoid discharging the battery 10 due to a current draw by the integrated control device 11 and / or the display 17 , the status detection can be activated or deactivated by means of a control command via the serial interface 19 . The deactivation also takes place automatically when a predetermined current threshold value is undershot, for example if such a threshold value is undershot for a presettable period of time. In addition, the status detection with de-energized battery (parked vehicle or removed battery) is activated via an integrated timer module, as will be explained further below with reference to FIG. 2, with low current consumption in adjustable time intervals in order to determine the state of charge by measuring the idle voltage.
Weiterhin ist es möglich, den aktuellen Batteriezustand durch Betätigung eines in den Gehäusedeckel integrierten Tasters 20 über die LED-Anzeige 17 abzufragen.It is also possible to query the current battery status by actuating a button 20 integrated in the housing cover via the LED display 17 .
Die Einrichtung 11 zur Batteriezustandserkennung wird nun anhand der Fig. 2 weiter erläutert.The device 11 for battery state detection will now be explained with reference to FIG. 2.
Man erkennt, daß zusätzlich zu den noch zu erläuternden Komponenten der Einrichtung 11 die Batteriepole 8, 9, sowie die Ladezustandsanzeige 17 und die serielle Schnittstelle 19 dargestellt sind.It can be seen that in addition to the components of the device 11, which are still to be explained, the battery poles 8 , 9 , and the charge status indicator 17 and the serial interface 19 are shown.
Die bereits erwähnten Meßwerte Batteriespannung (UBatt) sowie die Batteriezellenspannungen (UZelle1...Zelle6) Batteriestrom (IBatt), Batterietemperatur (tbatt) und Säuredichte (dbatt) werden zunächst einem A/D-Wandler 30 eines Mikrocontrollers 40 der Einrichtung 11 zugeleitet. Diese Meßwerte werden über den A/D-Wandler mit Multiplexer in einen Controller 31 eingelesen und in diesem ausgewertet, wodurch eine Ladezustandsbestimmung für jede einzelne Zelle und z. B. auch die Detektion defekter Zellen ermöglicht ist.The previously mentioned measured values of battery voltage (U Batt ) and the battery cell voltages (U Cell1 ... Cell6 ), battery current (I Batt ), battery temperature (t batt ) and acid density (d batt ) are first of all converted to an A / D converter 30 of a microcontroller 40 Device 11 forwarded. These measured values are read via the A / D converter with multiplexer into a controller 31 and evaluated in this, thereby determining the state of charge for each individual cell and e.g. B. also the detection of defective cells is made possible.
Die Batteriezustandserkennung wird mit den für die neue Batterie bekannten, in einem Festwertspeicher (ROM/RAM) 32 des Mikrocontrollers 40 abgelegten Parametern (beispielsweise Innenwiderstand, Kapazität usw.) initialisiert. Diese Parameter sind damit schon beim ersten Einbau der Batterie in ein Fahrzeug bekannt, und ein verwendeter Algorithmus muß nur noch die alters- und verschleißbedingten Änderungen dieser Parameter nachführen. Der Mikrocontroller 40 der Einrichtung 11 gibt, wie bereits oben erwähnt, einen berechneten Batteriezustand über entsprechende Leitungen an die serielle Schnittstelle 19 und/oder die Ladezustandsanzeige 17.The battery state detection is initialized with the parameters known for the new battery and stored in a read-only memory (ROM / RAM) 32 of the microcontroller 40 (for example internal resistance, capacitance, etc.). These parameters are therefore already known when the battery is first installed in a vehicle, and an algorithm used only has to track the age-related and wear-related changes to these parameters. As already mentioned above, the microcontroller 40 of the device 11 outputs a calculated battery state via corresponding lines to the serial interface 19 and / or the charge state indicator 17 .
Über eine insgesamt mit 34 bezeichnete Schalteinrichtung ist es möglich, zur Vermeidung einer Entladung der Batterie durch die Stromaufnahme des integrierten Steuergeräts bzw. der Anzeige 17 die Zustandserkennung mittels Steuerbefehl über die serielle Schnittstelle 19 zu deaktivieren (über Leitung 35). Wie bereits erwähnt, kann diese Aktivierung auch automatisch erfolgen. Der bereits erwähnte Timerbaustein 36 dient dazu, die Zustandserkennung bei stromloser Batterie mit geringer Stromaufnahme in einstellbaren Zeitintervallen zu aktivieren, um den Ladezustand durch Messung der Ruhespannung der Batterie zu bestimmen.Using a switching device designated as a whole by 34, it is possible to deactivate the status detection by means of a control command via the serial interface 19 (via line 35 ) in order to avoid discharging the battery due to the current consumption of the integrated control device or the display 17 . As already mentioned, this activation can also take place automatically. The already mentioned timer module 36 serves to activate the status detection in the case of a de-energized battery with low power consumption in adjustable time intervals in order to determine the state of charge by measuring the open circuit voltage of the battery.
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10216637B3 (en) * | 2002-04-15 | 2004-01-22 | Akkumulatorenfabrik Moll Gmbh & Co. Kg | Method and device for determining the state of charge of a battery |
| WO2006005313A1 (en) * | 2004-07-07 | 2006-01-19 | Iq Power Licensing Ag | Vehicle battery arrangement comprising electronic components |
| DE102006046347A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Auto Kabel Managementgesellschaft Mbh | Electrical safety device, particularly for vehicle, has safety plate with two electrically protected discharge lines, formed as common main and battery pole terminal, which are connected with safety plate for connection at battery pole |
| DE202007011399U1 (en) * | 2007-08-14 | 2008-09-18 | Raytheon Anschütz Gmbh | Battery Monitoring System |
| DE102009000225A1 (en) | 2009-01-14 | 2010-07-15 | Robert Bosch Gmbh | Battery for use with energy management system of motor vehicle, has integrated current sensor i.e. flux gate sensor, that is connected with electronic evaluation circuit over resumed measuring lines |
| DE102010062207A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Device for detecting the temperature of an energy store |
| DE102012210258A1 (en) | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Robert Bosch Gmbh | Battery with a battery control unit and integrated temperature sensor |
| WO2014170136A1 (en) | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for determining the state of charge of a battery |
| DE102014008428A1 (en) | 2014-06-06 | 2015-12-17 | Man Truck & Bus Ag | Motor vehicle battery |
| US9520621B2 (en) | 2011-06-09 | 2016-12-13 | Robert Bosch Gmbh | Method for detecting a triggering of a security device |
| EP3168924A1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-17 | Saft | Ni-cd battery with a state-of-charge indicator |
| US9709455B2 (en) | 2012-04-12 | 2017-07-18 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for localizing a defect in an electrochemical store and defect localization system |
| EP3229300A1 (en) | 2016-04-07 | 2017-10-11 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Electrochemical device, such as a microbattery, and method for producing the same |
-
2000
- 2000-11-17 DE DE10056972A patent/DE10056972A1/en not_active Withdrawn
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10216637B3 (en) * | 2002-04-15 | 2004-01-22 | Akkumulatorenfabrik Moll Gmbh & Co. Kg | Method and device for determining the state of charge of a battery |
| WO2006005313A1 (en) * | 2004-07-07 | 2006-01-19 | Iq Power Licensing Ag | Vehicle battery arrangement comprising electronic components |
| DE102006046347B4 (en) * | 2006-09-28 | 2012-06-06 | Auto-Kabel Management Gmbh | Electric safety device and battery with such a safety device |
| DE102006046347A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Auto Kabel Managementgesellschaft Mbh | Electrical safety device, particularly for vehicle, has safety plate with two electrically protected discharge lines, formed as common main and battery pole terminal, which are connected with safety plate for connection at battery pole |
| DE202007011399U1 (en) * | 2007-08-14 | 2008-09-18 | Raytheon Anschütz Gmbh | Battery Monitoring System |
| DE102009000225A1 (en) | 2009-01-14 | 2010-07-15 | Robert Bosch Gmbh | Battery for use with energy management system of motor vehicle, has integrated current sensor i.e. flux gate sensor, that is connected with electronic evaluation circuit over resumed measuring lines |
| DE102010062207A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Device for detecting the temperature of an energy store |
| US9520621B2 (en) | 2011-06-09 | 2016-12-13 | Robert Bosch Gmbh | Method for detecting a triggering of a security device |
| DE102012210258A1 (en) | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Robert Bosch Gmbh | Battery with a battery control unit and integrated temperature sensor |
| DE102012210263A1 (en) | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Robert Bosch Gmbh | Battery cell with a temperature sensor integrated in the battery cell housing |
| DE102012210262A1 (en) | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Robert Bosch Gmbh | Battery with a battery cell with external and integrated temperature sensor and method of operation of the battery |
| WO2013072279A1 (en) | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Robert Bosch Gmbh | Battery comprising a battery cell with an external and an integrated temperature sensor, and a method for operating said battery |
| DE102012210263B4 (en) | 2011-11-18 | 2024-01-11 | Robert Bosch Gmbh | Battery cell with a temperature sensor integrated in the battery cell housing |
| US9748613B2 (en) | 2011-11-18 | 2017-08-29 | Robert Bosch Gmbh | Battery cell having a temperature sensor which is integrated in the battery cell housing |
| US9478831B2 (en) | 2011-11-18 | 2016-10-25 | Robert Bosch Gmbh | Battery comprising a battery cell with an external and an integrated temperature sensor, and a method for operating said battery |
| US9709455B2 (en) | 2012-04-12 | 2017-07-18 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for localizing a defect in an electrochemical store and defect localization system |
| DE102013206896A1 (en) | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for determining the state of charge of a battery |
| WO2014170136A1 (en) | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for determining the state of charge of a battery |
| EP2960965A1 (en) | 2014-06-06 | 2015-12-30 | MAN Truck & Bus AG | Motor vehicle battery with a cover comprising an introduction means for a temperature detector |
| DE102014008428A1 (en) | 2014-06-06 | 2015-12-17 | Man Truck & Bus Ag | Motor vehicle battery |
| EP3168924A1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-17 | Saft | Ni-cd battery with a state-of-charge indicator |
| FR3043849A1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-19 | Accumulateurs Fixes | NI-CD BATTERY WITH CHARGE STATUS INDICATOR |
| US10910676B2 (en) | 2015-11-16 | 2021-02-02 | Saft | Ni—Cd battery with a state of charge indicator |
| EP3229300A1 (en) | 2016-04-07 | 2017-10-11 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Electrochemical device, such as a microbattery, and method for producing the same |
| US10608454B2 (en) | 2016-04-07 | 2020-03-31 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Electrochemical device, such as a microbattery, and fabrication method thereof |
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