DE10109049A1 - Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Batterie - Google Patents

Abstract

Für eine möglichst einfache und sichere Erkennung der Funktionsfähigkeit einer Batterie ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit der Batterie zur Bereitstellung einer Bordnetzspannung für ein Bordnetz, insbesondere eines Fahrzeugs, vorgesehen, bei dem die Bordnetzspannung (U) erfaßt wird, wobei innerhalb eines vorgebbaren Zeitfensters (Z) für einen vorgebbaren Betriebsmodus Bordnetzspannung (U) und Bordnetzstrom (I) derart überwacht werden, daß die Bordnetzspannung (U) am Ende des Zeitfensters (Z) in Abhängigkeit von dem während des Betriebsmodus abgegebenen Bordnetzstrom (I) einen vorgebbaren Grenzwert (G) überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Leis­ tungsfähigkeit einer Batterie zur Bereitstellung einer Bord­ netzspannung für ein Bordnetz, insbesondere in einem Fahrzeug. Desweiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Bestim­ mung der Leistungsfähigkeit.

In Fahrzeugen werden zunehmend sicherheitsrelevante Funktionen elektrisch betrieben, wie z. B. elektrische Bremsen. Um sicher­ zustellen, daß die Funktionsfähigkeit derartiger sicherheitsre­ levanter Komponenten gewährleistet ist, müssen diese permanent mit elektrischer Energie versorgt werden. Hierzu ist es be­ kannt, im Fahrzeug zwei Energiequellen, nämlich eine Batterie und einen Generator, vorzusehen.

Da die Lebensdauer einer konventionellen Blei-Säure-Batterie im Regelfall geringer ist als die Lebensdauer eines Fahrzeugs, kann es vorkommen, daß nur noch eine der beiden Energiequellen funktionstüchtig ist. Aus der DE 195 17 709 ist ein Verfahren zur Überwachung des Funktionszustandes einer Batterie mittels deren Batteriespannung bekannt, wobei in Abhängigkeit vom Er­ gebnis der Überwachung entschieden wird, ob eine an die Batte­ rie angeschlossene Maschine für einen weiteren Arbeitsgang freigegeben wird oder nicht.

Für den Fall, daß eine Batterie leer oder defekt und somit funktionsuntüchtig ist, kann es auch zu einem Schaden oder zu einer Überlastung der zweiten Energiequelle, dem Generator, kommen. Dies kann dazu führen, daß die Versorgung der Verbraucher nicht mehr sichergestellt ist. Darüber hinaus kann das Fahrzeug in einen sicherheitskritischen Zustand gelangen. Aus diesem Grunde sind Maßnahmen erforderlich, die auf der einen Seite den Fahrer warnen, auf der anderen Seite aber auch das Bordnetz und damit das Fahrzeug möglichst lange in einem be­ triebssicheren Zustand halten. Dazu können beispielsweise nur sicherheitsrelevante Verbraucher ein- bzw. zugeschaltet werden. Aus Betriebs- oder Sicherheitsgründen ist daher sicherzustel­ len, daß ein minimaler Strombedarf für die wenigen sicherheits­ relevanten Verbrauchern auch im Fall eines Generatorausfalls gedeckt wird. Darüber hinaus ist neben dem Strom auch ein mini­ males Spannungsniveau sicherzustellen.

Häufig wird zur Ermittlung der Voraussetzungen des Notbetriebs, der Ladezustand sowie der Alterungszustand der Batterie be­ stimmt. Derartige Verfahren bedingen üblicherweise sogenannte Ruhespannungsmessungen. Dabei müssen zur Messung der Ruhespan­ nung relativ lange Ruhezeiten des Fahrzeugs eingehalten werden. Diese können insbesondere bei einem fahrenden Fahrzeug nicht eingehalten werden. Darüber hinaus ist im Fall einer externen Batterieladung oder eines Batterietauschs, z. B. Batterie mit einer anderen Nennkapazität, eine Bestimmung des momentanen Batteriezustands nicht ermöglicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Batterie anzugeben, die eine möglichst einfache und sichere Erkennung der Funkti­ onsfähigkeit der Batterie ermöglicht. Darüber hinaus soll eine besonders einfache und kostengünstige Anordnung zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit der Batterie angegeben werden.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Batterie, welche für ein Bordnetz eine Bordnetzspannung bereitstellt, bei dem die Bordnetzspannung erfaßt wird, wobei innerhalb eines vorgebbaren Zeitfensters für einen vorgebbaren Betriebsmodus Bordnetzspannung und Bordnetzstrom darauf überwacht werden, ob die Bordnetzspannung am Ende des Zeitfensters in Abhängigkeit von dem während des Betriebsmodus abgegebenen Bordnetzstrom ei­ nen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Die Erfindung geht da­ bei von der Überlegung aus, daß für eine Beurteilung der Leistungs- und somit Funktionsfähigkeit der Batterie geprüft werden sollte, ob die Batterie bei einem bestimmten Spannungs­ niveau einen vorgegebenen Strom abgeben kann. Dazu ist eine durch eine Spannungs-Strom-Kennlinie charakterisierende Belas­ tungssituation, z. B. ein vorgebbarer Betriebsmodus eines Fahr­ zeugs, auf Einhaltung der betreffenden Spannungs-Strom- Kennlinie, insbesondere innerhalb eines vorgebbaren Zeitfens­ ters, zu überwachen.

Zweckmäßigerweise wird innerhalb des Zeitfensters geprüft, ob die Bordnetzspannung bei einem für den betreffenden Betriebsmo­ dus charakterisierenden Bordnetzstrom absinkt und wieder an­ steigt. In besonders bevorzugter Ausführungsform wird während des Betriebsmodus geprüft, ob sich die Bordnetzspannung inner­ halb eines wenige Sekunden, insbesondere 3 oder 15 Sekunden, andauernden Zeitfensters erhöht. Vorzugsweise wird als Be­ triebsmodus ein Startvorgang eines Fahrzeugs vorgegeben. Dabei werden beispielsweise während eines Startvorgangs Strom und Spannung im Bordnetz erfaßt und überwacht. Insbesondere während des Startvorgangs eines Fahrzeugs fließt ein besonders hoher Strom. Der Strombedarf während des Startvorgangs ist dabei grö­ ßer als der Strombedarf während einer Notbetriebsphase. Somit ist der Betriebsmodus "Startvorgang" für eine Beurteilung der Leistungsfähigkeit, insbesondere der Beurteilung der Einsatzfä­ higkeit der Batterie im Notbetrieb, besonders geeignet.

Dabei wird davon ausgegangen, daß wenn aufgrund der erfaßten und bewerten Spannungs-Strom-Kennlinie des Startvorgangs eine ausreichende Leistungsfähigkeit der Batterie bestimmt wird, die Minimalanforderungen für den Notbetrieb erfüllt sind. Hierzu wird insbesondere der Verlauf der Bordnetzspannung während des Startvorgangs überwacht. Steigt die Bordnetzspannung am Ende des Startvorgangs wieder an und erreicht somit einen das untere Spannungsniveau kennzeichnenden Schwellenwert, so sind die Be­ dingungen für einen Notbetrieb der Batterie erfüllt. Sinkt hin­ gegen die Bordnetzspannung unter einen Schwellenwert ab, so sind die Bedingungen für einen Notbetrieb nicht erfüllt, wel­ ches beispielsweise dem Fahrer durch Ausgabe eines Signals an­ gezeigt wird.

Darüber hinaus wird gleichzeitig der Bordnetzstrom erfaßt und überwacht. Hierdurch ist sichergestellt, daß die zur Beurtei­ lung der Leistungsfähigkeit der Batterie erforderliche Belas­ tung dieser erfolgt. Dies wird insbesondere im Betriebsmodus "Startvorgang" erreicht. Vorteilhafterweise werden während ei­ nes vorgebbaren Betriebsmodus ein in die Batterie hineinflie­ ßender Ladestrom und/oder aus der Batterie herausfließende Bordnetzstrom erfaßt, anhand derer eine Ladebilanz bestimmt wird. Dabei wird als Betriebsmodus "Normalbetrieb" (= Fahren des Fahrzeugs) vorgegeben. Während des Normalbetriebs wird bevor­ zugt der in die Batterie hinein- bzw. aus der Batterie hinaus­ fließende Strom bestimmt und bilanziert. Dazu werden die beiden Werte miteinander verglichen. Ist die aus dem Vergleich resul­ tierende Ladebilanz positiv, d. h. Ladestrom < Bordnetzstrom, so ist der Notbetrieb hinreichend abgesichert. Ist hingegen die Ladebilanz negativ, ist diese insbesondere über einen längeren Zeitbereich negativ, so ist der Notbetrieb nicht hinreichend gesichert. Dem Fahrer des Fahrzeugs wird mittels eines ausgege­ benen Signals eine entsprechende Warnung gegeben. Alternativ o­ der zusätzlich kann eine zeitweise negative, den Notbetrieb nicht gefährdende Ladebilanz ausgegeben werden. Dazu wird vor­ teilhafterweise die Ladebilanz auf einen negativen Wert für ei­ nen vorgebbaren ersten Zeitgrenzwert überwacht.

Zusätzlich wird zweckmäßigerweise die verfügbare Ladung der Batterie bestimmt. Darüber hinaus wird vorteilhafterweise die Bordnetzlast erfaßt. Hierdurch ist ermöglicht, daß durch die Ü­ berwachung der verfügbaren Ladung der Batterie der Zeitgrenz­ wert eingestellt werden kann. Dabei gibt der Zeitgrenzwert je­ nen Zeitbereich an, in welchem eine dauerhaft negative Ladebilanz zulässig ist. Wird dieser Zeitbereich überschritten, ist eine für den Notbetrieb erforderliche Leistungsabgabe der Bat­ terie nur begrenzt oder nicht gewährleistet. Dabei wird vor­ zugsweise anhand der erfaßten Bordnetzspannung und der verfüg­ baren Restladung ein Maß für die Belastbarkeit der Batterie be­ stimmt.

Zweckmäßigerweise werden Umgebungstemperatur, z. B. Betriebstem­ peratur der Batterie, und/oder Motortemperatur erfaßt. Da das Verfahren in bevorzugter Ausführungsform bei momentanen Be­ triebstemperaturen ausgeführt werden kann, werden zur Berück­ sichtigung von die Batterie beeinflussenden Alterungsfaktoren, entsprechende Betriebskenngrößen, wie z. B. Betriebs- und/oder Motortemperatur, erfaßt.

Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ei­ ne Anordnung zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit der Batte­ rie, bei der eine zwischen der Batterie und dem Bordnetz ange­ ordnete Überwachungseinheit vorgesehen ist, die mindestens ei­ nen Sensor zur Erfassung der Bordnetzspannung und einen Sensor zur Erfassung des Bordnetzstroms umfaßt, wobei die Überwa­ chungseinheit ein Mittel zur Überwachung von Bordnetzspannung und Bordnetzstrom innerhalb eines vorgebbaren Zeitfensters für einen vorgebbaren Betriebsmodus umfaßt. Zur Erfassung des Zeit­ fensters ist bevorzugt ein Zeitglied vorgesehen.

Zweckmäßigerweise ist der Sensor zur Erfassung des Bordnetz­ stroms derart ausgebildet, daß der aus der Batterie herausflie­ ßende Bordnetzstrom und/oder ein in die Batterie hineinfließen­ der Ladestrom bestimmbar ist. Zur Überwachung und Bewertung der durch die momentane Betriebslast der Batterie beeinflussten Leistungsfähigkeit dieser ist darüber hinaus vorzugsweise ein Mittel zur Ermittlung der Ladebilanz der Batterie vorgesehen. Ferner ist zur Erfassung weiterer die Batterie beeinflussender Kenngrößen ein Sensor zur Ermittlung einer Umgebungstemperatur oder einer Motortemperatur vorgesehen.

In bevorzugter Ausführungsform weist die Überwachungseinheit eine Rechnereinheit, insbesondere einen Mikrocontroller, zur automatischen Erfassung und Überwachung der Bordnetzgrößen, z. B. der Bordnetzspannung, des Bordnetzstroms oder der Batte­ riespannung, des Batteriestroms, auf. Für eine zentrale Überwa­ chung ist die Überwachungseinheit mit einem Datenbus, insbeson­ dere einen CAN-Bus eines Fahrzeugs, verbunden, wobei die Erken­ nung einer Änderung der Bordnetzlast mittels über den Datenbus übertragener Daten erfolgt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß unabhängig von Umgebungsbedingungen der Batterie so­ wie unabhängig vom Batterietyp und deren Nennkapazität eine Aussage über die aktuelle Leistungsfähigkeit der Batterie durch Aufnahme, Überwachung und Bewertung der Spannungs- Stromkennlinie der Batterie während eines vorgegebenen Be­ triebsmodus, insbesondere innerhalb eines vorgegebenen Zeit­ fensters, ermöglicht ist. Insbesondere ist das Verfahren und die Anordnung unabhängig von Ruhezeiten oder sonstigen Randbe­ dingungen, die üblicherweise für die Bewertung des Ladungszu­ stands einer Batterie erforderlich sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeich­ nung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Anordnung mit einer Überwachungsein­ heit zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Bat­ terie, und

Fig. 2A, 2B ein Diagramm mit einer Spannungskennlinie bzw. einer Stromkennlinie für einen vorgebbaren Betriebsmodus.

Einander entsprechende Teile werden in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 1 zeigt eine Anordnung 1 mit einer Batterie 2 zur Be­ reitstellung einer Bordnetzspannung U für ein Bordnetz 4, ins­ besondere eines Fahrzeugs 6. Das Bordnetz 4 wird über den Anschluß 8 mit der Bordnetzspannung U der Batterie 2 versorgt. Zwischen der Batterie 2 und dem Bordnetz 4 ist eine Überwa­ chungseinheit 10 angeordnet. Die Überwachungseinheit 10 umfaßt einen Sensor 12 zur Erfassung der Bordnetzspannung U und einen Sensor 14 zur Erfassung des Bordnetzstroms I. Bei dem Sensor 12 handelt es sich um einen herkömmlichen Spannungssensor, bei dem Sensor 14 um einen herkömmlichen Stromsensor.

Darüber hinaus weist die Überwachungseinheit 10 eine Rechner­ einheit 16 zur automatischen Erfassung, Überwachung und Bewer­ tung der Bordnetzgrößen, insbesondere der Bordnetzspannung U und des Bordnetzstroms I, auf. Als Rechnereinheit 16 dient bei­ spielsweise ein Mikrocontroller oder eine andere Datenverarbei­ tungseinheit. Die Rechnereinheit 16 ist dabei über einen Daten­ bus D, z. B. einen CAN-Bus, mit anderen Steuergeräten oder Sys­ temen des Fahrzeugs 6 verbunden. Insbesondere empfängt die Rechnereinheit 16 über den Datenbus D Daten über eine Verände­ rung der Bordnetzbelastung, welche bei der Ermittlung der Leis­ tungsfähigkeit der Batterie 2 berücksichtigt wird. Die Überwa­ chungseinheit 10 ist ferner mit einem Starter 18 zur Identifi­ zierung eines Startvorgangs des Fahrzeugs 6 verbunden.

Im Betrieb der Anordnung 1 wird mittels der Sensoren 12 und 14 anhand der Rechnereinheit 16 eine für einen vorgebbaren Be­ triebsmodus Spannungs-Strom-Kennlinie bestimmt und analysiert. Dazu werden die Bordnetzspannung U und der Bordnetzstrom I in­ nerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters Z erfaßt und analy­ siert. Zur Bestimmung des Zeitfensters Z umfaßt die Rechnerein­ heit 16 ein Zeitglied 20.

Bevorzugt wird die Spannungs-Strom-Kennlinie für den Betriebs­ modus "Startvorgang" erfaßt, da während des Startvorgangs des Fahrzeugs 6 eine höhere Belastung und somit ein höherer Bord­ netzstrom I fließt, als während einer Normalbetriebsphase, ins­ besondere während einer Notbetriebsphase, erforderlich ist.

Beispielhaft ist in Fig. 2 eine ein Testsignal beschreibende Kennlinie des Bordnetzstroms I dargestellt. Dabei wird reprä­ sentativ für einen Startvorgang in einem Zeitfenster Z von ca. 3 s die Batterie 2 mit einem Bordnetzstrom I von -200 A be­ lastet. Üblicherweise dauert ein Startvorgang 0,5 bis 1 s, wo­ bei eine Belastung der Batterie 2 mit einem Bordnetzstrom I von -700 A bis -100 A innerhalb von 3 s möglich ist. Die gemäß Fig. 2 ausgeführte Testbelastung mit einem Bordnetzstrom I von ca. -200 A 3 s lang ist eine Näherung für eine Laboruntersuchung, welche den Startvorgang hinreichend nachbildet. Mittels einer weiteren Testbelastung wird die Batterie 2 mit einem Bordnetz­ strom I von ca. -70 A und einer Zeitdauer von ca. 15 s belastet. Diese Testbelastung von -70 A über 15 s stellt dabei den Bedarf von kritischen Systemen in einem Fahrzeug dar.

Eine aus dem hohen Bedarf während des Startvorgangs resultie­ rende Belastung der Batterie 2 ist ausreichend hoch, um anhand dieser in Abhängigkeit vom zugehörigen Kennlinienverlauf der Bordnetzspannung U die zukünftige Leistungsfähigkeit der Batte­ rie 2 beurteilen zu können. Insbesondere ist durch die Erfas­ sung des Verlaufs der Bordnetzspannung U während des Startvor­ gangs sichergestellt, daß aufgrund des beim Startvorgang beson­ ders hohen Bedarfs eine Beurteilung über das Verhalten der Bat­ terie 2 bei einer eventuellen Stromentnahme von 70 A über einen Zeitraum von ca. 15 s, die in etwa der Stromentnahme von kriti­ schen Systemen entspricht, ermöglicht ist. Somit wird bevorzugt die Strom-Spannungs-Kennlinie während des Startvorgangs erfaßt und analysiert. Dazu ist in Fig. 3 die zugehörige Kennlinie der Bordnetzspannung U während des Startvorgangs, insbesondere im Zeitfenster Z, dargestellt. Im Normalfall, d. h. bei einer möglichst leistungsfähigen Batterie 2, steigt die Bordnetzspan­ nung U, wie in Fig. 3 dargestellt, am Ende des Startvorgangs, insbesondere am Ende des Zeitfensters Z, wieder an. Dabei wird mittels der Rechnereinheit 16 geprüft, ob die Bordnetzspannung U am Ende des Zeitfensters Z in Abhängigkeit vom abgegebenen Bordnetzstrom I einen vorgegebenen Grenzwert G überschreitet.

Mit anderen Worten: Um die Leistungsfähigkeit der Batterie 2, insbesondere die für eine Notbetriebsphase des Fahrzeugs 6 er­ forderliche Leistungsfähigkeit der Batterie 2, beurteilen zu können, wird für eine vorgegebene Belastungssituation, z. B. Be­ triebsmodus "Startvorgang", geprüft, ob die Batterie 2 bei ei­ nem bestimmten Spannungsniveau einen vorgegebenen Strom abgibt. Dazu werden anhand der Überwachungseinheit 10 die mittels der Sensoren 12 und 14 aufgenommenen Kennlinien der Bordnetzspan­ nung U bzw. des Bordnetzstroms I auf Einhaltung der die vorge­ gebene Belastungssituation charakterisierenden Grenzwerte G ü­ berwacht. Steigt, wie im Beispiel in der Fig. 3 für den Start­ vorgang gezeigt, die Bordnetzspannung U am Ende des Zeitfens­ ters Z wieder an und überschreitet das untere Spannungsniveau, insbesondere den unteren Grenzwert G, so sind die Voraussetzun­ gen für die Notbetriebsphase durch die Batterie 2 erfüllt.

Sinkt hingegen die Bordnetzspannung U im betrachteten Zeitraum oder -fenster Z unterhalb des Grenzwerts G oder steigt diese nicht entsprechend stark wieder an, so ist die Batterie 2 nicht mehr für Notbetrieb geeignet. Durch ein derartiges die Leis­ tungsfähigkeit der Batterie 2 identifizierendes Verfahren, wel­ ches unabhängig von Umgebungsbedingungen der Batterie 2, unab­ hängig von Ruhespannungsmessungen und somit Ruhezeiten, unab­ hängig vom Batterietyp sowie unabhängig von der Nennkapazität der Batterie 2 ist, ist sichergestellt, daß die Batterie 2 fortlaufend, während des Betriebs und somit während unter­ schiedlicher Betriebsphasen, auf ihre Leistungsfähigkeit über­ wacht wird. Dabei sind für die unterschiedlichen Betriebsphasen oder Betriebsmodi diese charakterisierende Spannungs-Strom- Kennlinien hinterlegt, welche mittels der Rechnereinheit 16 auf Einhaltung der Grenzwerte G anhand der aktuell erfaßten Werte für die Bordnetzspannung U und den Bordnetzstrom I überwacht werden.

Darüber hinaus kann additiv ein herkömmlicher Sensor 22 zur Er­ mittlung einer Umgebungstemperatur, insbesondere in der Umge­ bung der Batterie 2, oder der Motortemperatur vorgesehen sein.

Hierdurch können die temperaturbedingten Auswirkungen auf die Batterie 2 bei der Beurteilung der Leistungsfähigkeit dieser berücksichtigt werden. Um darüber hinaus weitere Bedingungen zu berücksichtigen, ist der Sensor 14 zur Erfassung des Bordnetz­ stroms I derart ausgebildet, daß der aus der Batterie heraus­ fließende Bordnetzstrom I und/oder ein in die Batterie hinein­ fließender Ladestrom I_L ermittelt wird. Die mittels eines der­ artigen bidirektional messenden Sensors 14 erfaßten Ströme wer­ den anhand der Rechnereinheit 16 bilanziert. Dazu umfaßt die Rechnereinheit 16 ein Mittel 24 zur Ermittlung der Ladebilanz L anhand des über einen Zeitbereich erfaßten Bordnetzstroms I und des erfaßten Ladestroms I_L. Ist diese im Zeitbereich positiv, so ist ein Notbetrieb der Batterie 2 ermöglicht. Ist hingegen die Ladebilanz L der Batterie 2 über einen längeren Zeitbe­ reich, insbesondere länger als ein vorgegebener Zeitgrenzwert, negativ, d. h. die Batterie 2 kann beispielsweise keine Ladung mehr aufnehmen, so ist ein Notbetrieb nicht mehr hinreichend gesichert. Mittels der Rechnereinheit 16 wird ein entsprechen­ des Fehlersignal an den Fahrer des Fahrzeugs 6 ausgegeben. Eine nur kurzzeitig oder temporäre negative Ladebilanz L, welche nicht den Zeitgrenzwert überschreitet, kann mittels eines ent­ sprechenden Signals an den Fahrer des Fahrzeugs 6 ausgegeben werden.

Desweiteren kann die verfügbare Ladung der Batterie 2 bei der Ermittlung der Leistungsfähigkeit der Batterie 2 berücksichtigt werden. Dazu werden die über den Datenbus D übertragenen Daten an die Rechnereinheit 16 über Änderungen der Bordnetzlast u. a. entsprechend ausgewertet und analysiert im Hinblick auf den Batterietyp und deren Nennkapazität. In Abhängigkeit von der verfügbaren Ladung der Batterie 2 kann der Zeitgrenzwert für die negative Ladebilanz L entsprechend eingestellt werden. Dar­ über hinaus ergibt die verfügbare Ladung oder Restladung der Batterie 2 zusammen mit der Batterie-Klemmenspannung ein Maß für die Belastbarkeit der Batterie 2.

Je nach Art und Ausführung der Überwachungseinheit 10 können weitere Kriterien oder Kenngrößen bei der Ermittlung der Leis­ tungsfähigkeit der Batterie 2 berücksichtigt werden. Basis für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit ist die erfaßte Kennli­ nie von Bordnetzspannung U und Bordnetzstrom I für einen vorge­ gebenen Betriebsmodus, insbesondere für ein vorgegebenen Zeit­ fenster Z während des Betriebsmodus. Hiermit ist ein besonders einfaches und sicheres Verfahren und eine entsprechend einfache und kostengünstige Anordnung 1 gegeben.

Claims (16)

1. Verfahren zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Batte­ rie (2) zur Bereitstellung einer Bordnetzspannung (U) für ein Bordnetz (4), insbesondere eines Fahrzeugs (6), bei dem die Bordnetzspannung (U) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines vorgebbaren Zeitfensters (Z) für einen vorgebbaren Be­ triebsmodus Bordnetzspannung (U) und Bordnetzstrom (I) derart überwacht werden, daß die Bordnetzspannung (U) am Ende des Zeitfensters (Z) in Abhängigkeit von dem während des Betriebs­ modus abgegebenen Bordnetzstrom (I) einen vorgebbaren Grenzwert (G) überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Zeitfensters (Z) geprüft wird, ob die Bordnetzspannung (U) bei einem für den betreffenden Betriebsmodus charakterisieren­ den Bordnetzstrom (I) absinkt und wieder ansteigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebsmodus geprüft wird, ob sich die Bordnetzspannung (U) innerhalb eines wenige Sekunden, insbesondere 3 oder 15 Sekun­ den, andauernden Zeitfensters (Z) erhöht.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während ei­ nes vorgebbaren Betriebsmodus ein in die Batterie (2) hinein­ fließender Ladestrom (I_L) und/oder aus der Batterie (2) heraus­ fließende Bordnetzstrom (I) erfaßt werden, anhand derer eine Ladebilanz (L) bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladebi­ lanz (L) auf einen negativen Wert für einen vorgebbaren ersten Grenzwert (G) überwacht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verfüg­ bare Ladung der Batterie (2) bestimmt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bord­ netzlast erfaßt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Umgebungs­ temperatur und/oder Motortemperatur erfaßt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Be­ triebsmodus ein Startvorgang des Fahrzeugs (6) vorgegeben wird.

10. Anordnung (1) zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Batterie (2) zur Bereitstellung einer Bordnetzspannung (U) für ein Bordnetz (4), insbesondere eines Fahrzeugs (6), dadurch gekennzeichnet, daß eine zwi­ schen der Batterie (2) und dem Bordnetz (4) angeordnete Überwa­ chungseinheit (10) vorgesehen ist, die mindestens einen Sensor (12) zur Erfassung der Bordnetzspannung (U) und einen Sensor (14) zur Erfassung des Bordnetzstroms (I) umfaßt, wobei die Ü­ berwachungseinheit (10) ein Mittel (16) zur Überwachung von Bordnetzspannung (U) und Bordnetzstrom (I) innerhalb eines vor­ gebbaren Zeitfensters (Z) für einen vorgebbaren Betriebsmodus umfaßt.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (14) zur Erfassung des Bordnetzstroms (I) derart ausgebildet ist, daß der aus der Batterie (2) herausfließende Bordnetzstrom (I) und/oder ein in die Batterie (2) hineinfließender Ladestrom (I_L) bestimmbar ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (24) zur Ermittlung einer Ladebilanz (L) der Batterie (2) vor­ gesehen ist.

13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (22) zur Ermittlung einer Umgebungstemperatur oder einer Motor­ temperatur vorgesehen ist.

14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeit­ glied (20) zur Erfassung des Zeitfensters (Z) vorgesehen ist.

15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwa­ chungseinheit (10) eine Rechnereinheit (16), insbesondere einen Mikrocontroller, zur automatischen Erfassung und Überwachung der Bordnetzgrößen aufweist.

16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwa­ chungseinheit (10) mit einem Datenbus (D), insbesondere einen CAN-Bus des Fahrzeugs (6), verbunden ist, wobei die Erkennung einer Änderung der Bordnetzlast mittels über den Datenbus (D) übertragener Daten erfolgt.