DE102008017685A1

DE102008017685A1 - Verfahren zur Ermittlung und Anzeige eines Batteriezustandes

Info

Publication number: DE102008017685A1
Application number: DE102008017685A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Budig (FH)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2008-12-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und Anzeige eines Batteriezustandes, bei dem ein Ladezustand (SOC) einer Batterie ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird der Ladezustand (SOC) mit einem Schwellwert (S) verglichen, wobei bei einer dauerhaften Unterschreitung des Schwellwertes (S) eine Aufforderung (A) zur Ladung der Batterie mittels einer Anzeigeinheit ausgegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und Anzeige eines Batteriezustandes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 102 56 588 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Batteriezustandserkennung bekannt. Der Batteriezustand wird durch Messen einer Spannung einer Kraftfahrzeugbatterie beim Startvorgang über einen vorbestimmten Zeitraum, Ermitteln eines minimalen Spannungspegels der Kraftfahrzeugbatterie während des vorbestimmten Zeitraums des Messvorgangs, Bewerten des Ladezustands der Fahrzeugbatterie auf der Grundlage des minimalen Spannungspegels und Steuern eines Generators abhängig von der Bewertung des Ladezustands der Kraftfahrzeugbatterie erkannt, so dass eine ausreichende Versorgung des Bordnetzes und eine ausreichende Ladung der Kraftfahrzeugbatterie gewährleistet wird und zugleich der Kraftstoffverbrauch und der Emissionsausstoß optimiert werden. Die Ansteuerung des Generators erfolgt abhängig vom ermittelten Ladezustand und optional abhängig von der Umgebungstemperatur, indem entweder ein Sollwert der Ladespannung auf normalem Ladeniveau, ein Sollwert der Ladespannung zur Motorentlastung, ein Sollwert der Ladespannung auf reduziertem Bordnetzniveau oder ein Sollwert der Ladespannung auf Rekuperationsniveau vorgegeben wird.
Weiterhin kann einem Nutzer der Ladezustand der Batterie bzw. ein Bewertungsergebnis des Ladezustandes optisch angezeigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung und Anzeige eines Batteriezustandes anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung und Anzeige eines Batteriezustandes wird ein Ladezustand einer Batterie ermittelt. Erfindungsgemäß wird der Ladezustand mit einem Schwellwert verglichen, wobei bei einer dauerhaften Unterschreitung des Schwellwertes eine Aufforderung zur Ladung der Batterie mittels einer Ausgabeeinheit ausgegeben wird. Die Aufforderung kann dabei optisch und/oder akustisch ausgegeben werden. Durch diese Aufforderung ist es möglich, dass ein Fahrzeugnutzer oder Wartungspersonal gezielt eine Nachladung der Batterie ausführen, wodurch eine Schädigung der Batterie vermieden und eine Lebensdauer dieser erhöht wird.
Ferner werden mehrere Ladezustände innerhalb einer Zeitperiode gespeichert, so dass die Unterschreitung dann als dauerhaft erkannt werden kann, wenn sie über einen Zeitbereich, der länger als die Zeitperiode ist, andauert.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden anhand des Ladezustandes automatisch eine Ladespannung und/oder ein Ladestrom eingestellt. Somit erfolgt stets eine optimale Nachladung der Batterie, was wiederum zu einer Erhöhung der Lebensdauer führt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung und Anzeige eines Batteriezustandes.
Die einzige 1 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung und Anzeige eines Batteriezustandes. Dieses Verfahren wird vorzugsweise in einem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges zur Ermittlung des Batteriezustandes einer Fahrzeugbatterie und zur Ausgabe des Batteriezustandes an einen Fahrzeugnutzer und/oder Wartungspersonal eingesetzt.
Innerhalb des Bordnetzes muss dabei im Allgemeinen über eine Auswahl der Fahrzeugbatterie, eines Generators zum Laden dieser und anderer nicht näher dargestellter Bordnetzverbraucher eine ausgeglichene Ladebilanz der Fahrzeugbatterie sichergestellt werden, d. h., dass der Fahrzeugbatterie stets soviel elektrische Energie zugeführt wird, wie dieser durch die Verbraucher entnommen wird, so dass die Fahrzeugbatterie in idealer Weise stets vollständig geladen ist.
Aufgrund sehr leistungsstarker Verbraucher und aufgrund eines häufigen Kurzstreckenbetriebes des Fahrzeuges ist es oftmals nicht möglich, während dieser kurzen Betriebszeit die Fahrzeugbatterie vollständig zu laden. Wird die Fahrzeugbatterie über einen längeren Zeitraum nicht vollständig geladen, können deren Kapazität und Lebensdauer sinken.
Deshalb werden im Rahmen eines aus dem Stand der Technik bekannten Batteriemanagementsystems batterierelevante Größen, wie z. B. ein Ladezustand SOC (SOC = state of charge), ein Alterungszustand SOH (= state of health) und eine Leistungsfähigkeit SOF (= state of function) ermittelt. Diese Größen werden üblicherweise aus einem gemessenen Batteriestrom, einer gemessenen Batteriespannung und einer gemessenen Batterietemperatur berechnet. Mittels dieser Größen werden anschließend und in Abhängigkeit von einer Temperatur T eine optimale Ladespannung U_Lade und ein optimaler Ladestrom I_Lade ermittelt und die Batterie wird bis zu einem Ladezustand SOC von 100% geladen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird zumindest der Ladezustand SOC der Fahrzeugbatterie mittels einer nicht näher dargestellten Ausgabeeinheit angezeigt, so dass ein Fahrzeugnutzer Informationen über den Zustand der Fahrzeugbatterie erhält.
Da jedoch die vollständige Ladung der Fahrzeugbatterie aufgrund des bereits erwähnten Kurzstreckenbetriebes oder ein Betrieb des Fahrzeugs mit einem niedrigen Drehzahlniveau auch mit der Verwendung des Batteriemanagementsystems nicht sichergestellt werden kann, wird erfindungsgemäß der Ladezustand SOC mit einem Schwellwert S verglichen, wobei bei einer dauerhaften Unterschreitung des Schwellwertes S eine Aufforderung A zur Ladung der Batterie mittels einer Ausgabeeinheit ausgegeben wird.
Dazu werden mehrere Ladezustände SOC innerhalb einer Zeitperiode t_ZP gespeichert. Diese Zeitperiode t_ZP kann einen oder mehrere Tage, aber auch längere Zeiträume, wie z. B. einen oder mehrere Monate, umfassen. Unterschreitet der Ladezustand SOC den Schwellwert S dauerhaft, d. h. ist der Ladezustand SOC über einen größeren Zeitbereich t_ZB als die vorgegebene Zeitperiode t_ZP geringer als der Schwellwert S, wird die Aufforderung A zur Ladung der Batterie ausgegeben. Der Schwellwert S kann beispielsweise 90%, 80% von einem vollständigen Ladezustand betragen oder ein anderer Prozentwert sein. Der Schwellwert S sollte dabei aber derart ausgebildet sein, dass eine Unterschreitung des Schwellwertes S über die Länge der Zeitperiode t_ZP die Batterie nicht schädigt.
Die Aufforderung A kann dabei optisch und/oder akustisch ausgegeben werden. Durch diese Aufforderung A ist es möglich, dass der Fahrzeugnutzer oder Wartungspersonal gezielt eine Nachladung der Batterie ausführen kann, wodurch eine Schädigung der Batterie vermieden und eine Lebensdauer erhöht wird. Diese Nachladung kann beispielsweise durch ein geändertes Fahrprofil oder durch eine externe Ladung der Batterie durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin möglich, Hinweise zur Nachladung, wie beispielsweise Hilfestellungen zum Anschluss von Ladekabeln, oder Empfehlungen zu einer geänderten Fahrweise mittels der Anzeigeeinheit auszugeben.
Gemäß weiterer nicht näher dargestellter Ausführungen der Erfindung kann das erfindungsgemäße Verfahren mit weiteren Verfahren, wie z. B. einen elektrischen Energiemanagement, kombiniert werden, mittels welchem beispielsweise die Nachladung der Batterie derart gesteuert wird, dass ein möglichst geringer Kraftstoffverbrauch und ein daraus resultierender geringer Emissionsausstoß erzielbar sind.

A: Aufforderung
I_Lade: Ladestrom
S: Schwellwert
SOC: Ladezustand
SOF: Alterungszustand
SOH: Leistungsfähigkeit
T: Temperatur
t_ZB: Zeitbereich
t_ZP: Zeitperiode
U_Lade: Ladespannung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10256588 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Ermittlung und Anzeige eines Batteriezustandes, bei dem ein Ladezustand (SOC) einer Batterie ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladezustand (SOC) mit einem Schwellwert (S) verglichen wird, wobei bei einer dauerhaften Unterschreitung des Schwellwertes (S) eine Aufforderung (A) zur Ladung der Batterie mittels einer Anzeigeinheit ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ladezustände (SOC) innerhalb einer Zeitperiode (t_ZP) gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschreitung dann als dauerhaft erkannt wird, wenn diese über einen Zeitbereich (t_ZB), der länger als die Zeitperiode (t_ZP) ist, andauert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufforderung zur Ladung der Batterie optisch und/oder akustisch ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Ladezustandes (SOC) automatisch eine Ladespannung (U_Lade) und/oder ein Ladestrom (I_Lade) eingestellt werden.