DE102012220117A1

DE102012220117A1 - Batterie-Pulser

Info

Publication number: DE102012220117A1
Application number: DE201210220117
Authority: DE
Inventors: Mirko KRESS; Volker STEIGERWALD
Original assignee: Magna Electronics Europe GmbH and Co OHG
Current assignee: Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2014-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Batterie-Pulser für eine Kraftfahrzeugbatterie, wobei die Pole der Fahrzeugbatterie (B) mit einer Elektronik (AS) verbunden sind, durch welche die Fahrzeugbatterie (B) mit der Entsulfatierung dienenden Impulsen beaufschlagbar ist, wobei das Beaufschlagen der Fahrzeugbatterie (B) mit den Strom-Spannungspulsen durch im Wesentlichen eine Elektronik (AS) erfolgt, deren Bausteine einer im Fahrzeug vorhandenen und einem anderen Zweck dienenden Schaltung ausgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Batterie-Pulser für ein Kraftfahrzeug nach der Art von Anspruch 1.
Bleibatterien im Kraftfahrzeugbereich neigen bei längeren Stillstandzeiten, geringer Stromentnahme zur Sulfatierung, d.h. das durch die Entladung an den Platten entstehende Bleisulfat lagert sich statt in amorpher Struktur in Form von Kristallen ab. Dadurch reduziert sich die Batteriekapazität, da die aktive Masse der Batterie abnimmt. Durch einen herkömmlichen Ladevorgang sind die Sulfatkristalle nicht in Blei und Sulfationen zu spalten. Um dem Sulfatieren und dem dadurch bedingten Kapazitätsverlust entgegen zu wirken, werden Batteriepulser verwendet, welche als separate Bauteile an die Batterie angeschlossen werden. Diese Pulser werden aus der Batteriespannung betrieben und erzeugen kurze Stromimpulse, durch welche die Sulfatkristalle aufgelöst werden. Die Impulse sind dabei derartig gewählt, dass dadurch die Kristalle in ihre Resonanzfrequenz versetzt werden, was ein Auflösen der Kristallstruktur bewirkt. Die so freigesetzten Bestandteile des Gitters stehen wieder für die Eingliederung in den Elektrolyten bzw. die aktive Masse zur Verfügung.
Die DE 10 2004 003 945 A1 beschreibt ein netzbetriebenes Ladegerät für Bleiakkumulatoren, welches eine Einrichtung, eine Funktion zur Entsulfatierung enthält.
Aus der DE 394 858 C ist eine Schaltung zur Begrenzung des Ladens eines Bleiakkumulators über eine Lichtmaschine bekannt. Vorgesehen ist ein Entsulfatisierungsrelais.
Die DE 101 53 083 B4 beschreibt eine Ladeeinrichtung in Schienenfahrzeugen mit einer Anlagenbatterie.
Die im Kraftfahrzeugbereich verwendbaren Pulser sind als separate Schaltungen, in Form von nachrüstbaren bzw. in einem Batterielader integrierte Schaltungen ausgebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Batterie-Pulser in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Ausführung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen, bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Beaufschlagen der Fahrzeugbatterie mit den dem Entsulfatieren dienenden Strom-Spannungspulsen durch im Wesentlichen eine Elektronik erfolgt, deren Bausteine einer im Fahrzeug vorhandenen und einem anderen Zweck dienenden Schaltung ausgeführt wird.
Vorzugsweise wird hierzu eine Elektronik verwendet, welche über ein Dauerplus mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist.
Insbesondere kann eine Elektronik verwendet werden, deren Funktion bzw. die Funktion einiger Bausteine über eine in einem Speicherbaustein abgelegte und über wenigstens einen Prozessor zur Ausführung gebrachte Software gesteuert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Pulser-Funktion durch die Leistungskomponenten einer Motorsteuerung, insbesondere die Steuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors (BLDC) ausgeübt. Vorzugsweise kann hierzu die Steuerung eines Motors der Kühlerlüftung verwendet werden. Dieser Motor, dessen Steuerung ist über ein Dauerplus mit der Fahrzeugbatterie verbunden, so dass das Pulsen der Batterie ohne zusätzliche Schaltung bzw. Schaltmittel, welche die Elektronik mit der Batterie verbinden (Fahrzeug ausgeschaltet), ausgeführt werden kann.
Des Weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnung.
Die Figur zeigt einen Kühlerventilator KV, der über einen zugeordneten bürstenlosen Gleichstrommotor BLDC angetrieben wird. Der Motor BLDC steht mit einer Antriebssteuerung AS in Verbindung, welche die Bestromung der Statorwicklungen vornimmt und dazu insbesondere entsprechende Motorsignale auswertet, aus welchen die Lage des Rotors ermittelt und die phasenrichtige Bestromung der Statorwicklungen vorgenommen wird.
Die Antriebssteuerung AS ist über eine Dauerplusleitung DP mit dem Pluspol einer Fahrzeugbatterie B verbunden. Der Minuspol der Batterie B wirkt – wie angedeutet – über die Fahrzeugmasse auf die Antriebssteuerung AS. Die besagte Antriebssteuerung AS steht ferner mit einer Fahrzeugsteuerung FS in Signalverbindung und erhält über diese die Befehle zum Betreiben des Kühlerventilators KV.
Die Fahrzeugsteuerung FS betreibt den Kühlerventilator insbesondere in Abhängigkeit der Motortemperatur bzw. der Kühlwassertemperatur und steht dazu mit entsprechend zugeordneten Sensoren in Signalverbindung. Da die Antriebssteuerung AS des Kühlerventilators KV über Dauerplus DP mit der Fahrzeugbatterie B verbunden ist, kann der Kühlerventilator auch nach Abstellen des Fahrzeuges betrieben werden, bis z.B. die Kühlwassertemperatur unter einen vorgegebenen Temperaturwert ist.
Die Antriebssteuerung AS des Motors BLDC weist Leistungsendstufen auf, über welche die Wicklungen des Motors BLDC bestromt werden. Die Schaltung der Antriebssteuerung AS ist an sich bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung. Die Antriebssteuerung weist einen Prozessor P auf, der mit einem Programmspeicher PS zusammenwirkt. Der Programmspeicher PS enthält die für den Betrieb der Antriebssteuerung AS wesentlichen Abläufe, steuert somit den Betreib der Leistungsendstufen zum Betreiben des Motors BLDC.
Der Programmspeicher PS weist ferner eine Programmroutine auf, welche die Leistungsendstufen der Antriebssteuerung AS auch zum Erzeugen von kurzen Hochstrompulsen zu betreiben vermag. Die Abstände zwischen einzelnen Pulsen, die Pulsdauer sowie die Pulshöhe sind entsprechend gewählt, so dass einer Sulfatierung der Fahrzeugbatterie entgegengewirkt werden kann, in dem Sinne, dass die in der Batterie entstandenen Bleisulfatkristalle aufgelöst werden. Die Parameter der Pulserzeugung (Frequenz, Pulsdauer, Pulshöhe) für den so startbaren Entsulfatierungsprozess sind vorgebbar.
Über die Fahrzeugsteuerung FS erfolgt das Aktivieren der Puls-Funktion, d.h. der entsprechende Programmteil im Programmspeicher PS wird über den Prozessor P zur Ausführung gebracht. Dies erfolgt über die Fahrzeugsteuerung FS in Abhängigkeit des Fahrzeugzustandes. Vorzugsweise wird ein länger andauernder Pulsbetrieb Bei Stand des Fahrzeuges – Motor aus – vermieden. Vorgesehen kann nach Abstellen des Motors eine kurze, eine Vielzahl Einzelpulse umfassende Pulsphase, welche in vorgebbaren Zeitabständen wiederholt wird. Nach einer maximalen Standzeit wird die Wiederholung der Pulsphasen abgebrochen und so eine Belastung der Fahrzeugbatterie B beendet. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass während des Fahrzeugbetriebes der Pulsbetrieb gestartet wird, und zwar genau in den Phasen, in welchen der Kühlerventilator nicht betrieben, benötigt wird. Die entsprechenden Befehle zur Aktivierung der Pulsfunktion gibt die Fahrzeugsteuerung FS vor.
Bezugszeichen

KV

Kühlerventilator

BLDC

Motor, bürstenlos, Gleichstrom

B

Batterie, Fahrzeugbatterie

DP

Dauerplus

AS

Antriebssteuerung, Steuerung

P

Prozessor

PS

Programmspeicher

FS

Fahrzeugssteuerung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004003945 A1 [0003]
DE 394858 C [0004]
DE 10153083 B4 [0005]

Claims

Batterie-Pulser für eine Kraftfahrzeugbatterie, wobei die Pole der Fahrzeugbatterie (B) mit einer Elektronik (AS) verbunden sind, durch welche die Fahrzeugbatterie (B) mit der Entsulfatierung dienenden Impulsen beaufschlagbar ist, wobei das Beaufschlagen der Fahrzeugbatterie (B) mit den Strom-Spannungspulsen durch im Wesentlichen eine Elektronik (AS) erfolgt, deren Bausteine einer im Fahrzeug vorhandenen und einem anderen Zweck dienenden Schaltung ausgeführt wird.
Batterie-Pulser nach Anspruch 1, das Pulsen bewirkt eine Elektronik (AS), welche über ein Dauerplus (DP) mit der Fahrzeugbatterie (B) verbunden ist.
Batterie-Pulser nach Anspruch 1 oder 2, das Pulsen bewirkt eine Leistungsendstufen umfassende Elektronik einer Antriebssteuerung (AS) eines Elektromotors, insbesondere eines bürstenlosen Gleichstrommotors (BLDC).
Batterie-Pulser nach Anspruch 3, das Pulsen bewirkt die Elektronik der Antriebssteuerung (AS) eines Kühlerventilators (KV).
Batterie-Pulser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Elektronik (AS) umfasst einen Programmspeicher (PS), in welchem ein Programm zur Ausführung der vorgesehenen Pulse durch die in der Elektronik vorhandenen Bausteine ablegbar ist.
Batterie-Pulser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die das Pulsen bewirkende Elektronik (AS) steht mit einer Fahrzeug- bzw. Motorsteuerung (FS) des Fahrzeuges in Signalverbindung, durch welche das der Entsulfatierung dienende Pulsen in Abhängigkeit des Fahrzeugzustandes auslösbar ist.