DE102014003177A1 - Vorrichtungen und Verfahren zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers - Google Patents
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Abstract
Eine Überwachungsvorrichtung (W) zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers (ES) und/oder eines elektrischen Anschlusses (EA) des Energiespeichers (ES) umfasst einen Sensor (SI1, SI2, SU2) zum Erfassen (110) einer ersten Spannungs- und/oder Stromänderung an einem Anschluss (QA1, QA2) einer elektrischen Energiequelle (Q) und eine Auswertevorrichtung (AV) zum Erzeugen (120) eines Auswerteergebnisses (AE) einer Stärke der ersten Spannungs- und/oder Stromänderung. Der Sensor (SI1, SI2, SU2) ist auch zum Regeln einer Ausgangsspannung (U2) und/oder zum Regeln eines Ausgangsstroms (I2) der elektrischen Energiequelle (Q) vorgesehen.
Außerdem stellt die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers (ES) und/oder eines elektrischen Anschlusses (EA) des Energiespeichers (ES), sowie einen entsprechenden Wandler (Q) und ein Fahrzeug (FZ) mit der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung (W) bereit.
Außerdem stellt die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers (ES) und/oder eines elektrischen Anschlusses (EA) des Energiespeichers (ES), sowie einen entsprechenden Wandler (Q) und ein Fahrzeug (FZ) mit der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung (W) bereit.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers und/oder eines elektrischen Anschlusses des Energiespeichers. Der Energiespeicher ist typischerweise eine Batterie, insbesondere eine Niedervoltbatterie (beispielsweise eine 12-V-Batterie).
- Außerdem betrifft die Erfindung einen Wandler.
- Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug.
- Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers und/oder eines elektrischen Anschlusses des Energiespeichers.
- In Hybridfahrzeugen wird der Start eines Verbrennungsmotors typischerweise über eine Traktions-E-Maschine durchgeführt (anstelle des sonst üblichen 12 V-Starters). Auf 12 V-Starter, die in anderen Fahrzeugtypen für den 12 V-Start vorgesehen sind, wird aus Aufwands-, Gewichts- und Platzgründen in Hybrid-Fahrzeugen verzichtet. Um in Elektrofahrzeugen (insbesondere Hybridfahrzeugen) Verbrauchssysteme über das Niedervoltnetz zu versorgen, ist in Elektrofahrzeugen für die Ladung der 12 V-Batterie typischerweise ein Hochvolt-DC/DC-Wandler vorgesehen. Weil sicherheitsrelevante Verbrauchssysteme auch in Elektrofahrzeugen (insbesondere Hybridfahrzeugen) über das Niedervoltnetz versorgt werden, wird in solchen Fahrzeugen (die typischerweise keinen 12 V-Starter mehr aufweisen) ein Ersatz für die gleichen Diagnosefunktionen des Niedervoltnetzes benötigt, die Fahrzeuge mit 12 V-Starter aufweisen.
- Die
DE 199 44 517 A1 undDE 10 2004 004 172 A1 beschreiben Verfahren zum Erkennen einer defekten Batterie oder eines batterielosen Zustands mittels Strommessung. - Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überwachungsvorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem der Aufwand für das Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers und/oder eines Zustandes eines elektrischen Anschlusses des Energiespeichers gegenüber dem bekannten Stand der Technik verringert wird. Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen entsprechenden Wandler und ein entsprechendes Fahrzeug bereitzustellen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Überwachungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, durch einen Wandler gemäß Anspruch 6, ein Fahrzeug gemäß Patentanspruch 9 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers und/oder eines elektrischen Anschlusses des Energiespeichers umfasst einen Sensor zum Erfassen einer ersten Spannungs- und/oder Stromänderung an einem Anschluss einer elektrischen Energiequelle und eine Auswertevorrichtung zum Erzeugen eines Auswerteergebnisses (Auswertungsergebnisses) einer Stärke der ersten Spannung- und/oder Stromänderung.
- Entsprechend umfasst der erfindungsgemäße Wandler den Sensor zum Erfassen der ersten Spannungs- und/oder Stromänderung für eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung und bildet zugleich die dort genannte elektrische Energiequelle.
- Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung oder einen erfindungsgemäßen Wandler auf.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers und/oder eines elektrischen Anschlusses des Energiespeichers umfasst folgende Schritte. In einem ersten Schritt wird mittels eines Sensors eine erste Spannungs- und/oder Stromänderung an einem Anschluss einer elektrischen Energiequelle erfasst. In einem zweiten Schritt wird ein Auswerteergebnis mittels eines Auswertens einer Stärke der ersten Spannungs- und/oder Stromänderung erzeugt. In einem dritten Schritt wird das Auswerteergebnis beim Durchführen einer Folgehandlung verwendet. Der Sensor ist auch zum Regeln einer Ausgangsspannung und/oder zum Regeln eines Ausgangsstroms der elektrischen Energiequelle vorgesehen.
- Dadurch, dass das Erfassen der ersten Spannungs- und/oder Stromänderung mittels eines Sensors durchgeführt wird, welcher auch zum Regeln einer Ausgangsspannung und/oder zum Regeln eines Ausgangsstroms der elektrischen Energiequelle genutzt wird, kann der Aufwand für eigene Sensoren zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers und/oder eines elektrischen Anschlusses des Energiespeichers eingespart werden.
- Es kann von Vorteil sein, wenn die Auswertevorrichtung dazu vorbereitet ist, ein Regelabweichungssignal auszuwerten, das Rückschlüsse auf ein aktuelles Regelungsverhalten der Energiequelle ermöglicht. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Auswertung in der Auswertevorrichtung auf einer Datenbasis erfolgt, die auf eine Funktionsweise des Sensors und der Energiequelle abgestimmt ist.
- Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Überwachungsvorrichtung einen Modulator zum Herbeiführen einer zweiten Spannungs- und/oder Stromänderung an dem erfindungsgemäßen und/oder an einem anderen Anschluss der elektrischen Energiequelle aufweist. Hierdurch kann das Speiseverhalten der elektrischen Energiequelle in einer Weise beeinflusst werden, die durch Verbrauchsverhalten von (elektrischen) Verbrauchern, die an dem Niedervoltnetz angeschlossen sind, typischerweise nicht verursacht wird. Dies ermöglicht die Ermittlung eines Korrelationsgrads einer beobachteten Änderung im Speiseverhalten der elektrischen Energiequelle zu einer zweiten Spannungs- und/oder Stromänderung an demselben oder einem anderen Anschluss einer elektrischen Energiequelle, die durch den Modulator herbeigeführt wurde.
- Eine Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass die Auswertevorrichtung einen Demodulator zum Ermitteln einer Korrelation der erfassten ersten Spannungs- und/oder Stromänderung zu der mittels des Modulators herbeigeführten zweiten Spannungs- und/oder Stromänderung aufweist. Aus einem so ermittelten Korrelationsgrad kann auf den Zustand des elektrischen Energiespeichers und/oder des elektrischen Anschlusses des Energiespeichers rückgeschlossen werden.
- Vorteilhaft ist, wenn der Modulator zum Durchführen einer Amplituden-, Frequenz-, Phasen- und/oder Quadraturamplitudenmodulation vorgesehen ist. Hierdurch kann ein an sich bekanntes Modulationsverfahren mit seinen spezifischen Vorteilen genutzt werden.
- Der erfindungsgemäße Wandler kann dadurch weitergebildet sein, dass der Sensor dazu vorgesehen ist, die erste Spannungs- und/oder Stromänderung an einem Anschluss des Wandlers zu erfassen, an dem der zu überwachende elektrische Energiespeicher angeschlossen ist. Hierdurch wird die erste Spannung- und/oder Stromänderung in der Nähe ihres Entstehungsortes erfasst.
- Alternativ oder zusätzlich kann es auch zweckmäßig sein, wenn der Sensor dazu vorgesehen ist, die erste Stromänderung an einem Anschluss des Wandlers zu erfassen, an dem der zu überwachende elektrische Energiespeicher nicht angeschlossen ist. Hierdurch kann das erfinderische Konzept auch dann genutzt werden, wenn an dem Anschluss, an dem der Energiespeicher angeschlossen ist, kein Spannungs- oder Stromsensor vorhanden ist, der zum Erkennen des Zustands des elektrischen Energiespeichers verwendet werden kann.
- Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs; und -
2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers. - Die nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
- Das in
1 gezeigte elektrische Bordnetz BN eines Fahrzeugs FZ umfasst ein Hochvoltnetz HVN, ein Niedervoltnetz NN und einen Wandler Q als elektrische Energiequelle Q für das Niedervoltnetz NN. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Wandler Q ein Hochvolt-DC/DC-Wandler. Der Wandler Q ist dazu vorgesehen, aus dem Hochvoltnetz HN elektrische Energie zu beziehen und dem Niedervoltnetz NN zuzuführen. An dem Wandler Q ist in dem Niedervoltnetz NN über einen elektrischen Anschluss EA ein elektrischer Energiespeicher ES angeschlossen. Der Energiespeicher ES ist typischerweise eine Niedervoltbatterie, insbesondere eine 12-V-Batterie. Typischerweise ist in dem Niedervoltnetz NN auch mindestens ein Verbraucher V angeschlossen. - Der Wandler Q umfasst eine Wandlerschaltung WS zur Wandlung einer Hochvolt-Spannung U1 (von beispielsweise 400 V) in eine Niedervolt-Spannung U2 (von beispielsweise 12 V). In einer ersten Ausführungsform weist der Wandler Q einen Spannungssensor SU2 zum Erfassen einer Ausgangsspannung U2 an einem Ausgangsanschluss QA2 des Wandlers Q auf. Alternativ oder zusätzlich weist der Wandler Q einen zweiten Stromsensor SI2 zum Erfassen eines Ausgangsstroms I2 an dem Ausgangsanschluss QA2 des Wandlers Q auf. Alternativ oder zusätzlich weist der Wandler Q einen ersten Stromsensor SI1 zum Erfassen eines Eingangsstroms I1 an einem Eingangsanschluss QA1 des Wandlers Q auf. Die Sensoren SI1, SI2, SU2 sind (soweit sie im Einzelnen überhaupt vorhanden sind) jeweils auch zum Regeln einer Ausgangsspannung U2 und/oder zum Regeln eines Ausgangsstroms I2 der elektrischen Energiequelle Q vorgesehen.
- Der Wandler Q umfasst eine Überwachungsvorrichtung W zum Erkennen eines Zustandes des elektrischen Energiespeichers ES und/oder des elektrischen Anschlusses EA des Energiespeichers ES. In einer ersten Ausführungsform umfasst die Überwachungsvorrichtung W den Spannungssensor SU2 zum Erfassen einer Ausgangsspannung U2 an dem Ausgangsanschluss QA2 des Wandlers Q. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Überwachungsvorrichtung W den zweiten Stromsensor SI2 zum Erfassen eines Ausgangsstroms I2 an dem Ausgangsanschluss QA2 des Wandlers Q. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Überwachungsvorrichtung W den ersten Stromsensor SI1 zum Erfassen eines Eingangsstroms I1 an dem Eingangsanschluss QA1 des Wandlers Q. Die Überwachungsvorrichtung W kann, aber muss nicht Teil des Wandlers Q sein.
- Die Überwachungsvorrichtung umfasst eine Auswertevorrichtung AV, die dazu vorbereitet ist, ein Auswerteergebnis AE mittels eines Auswertens einer Stärke der ersten Spannungs- und/oder Stromänderung zu erzeugen. Die Auswertevorrichtung AV wertet ein aktuelles Regelungsverhalten des Reglers R des Wandlers Q wie folgt daraufhin aus, ob der Energiespeicher ES (hier die Niedervoltbatterie) intakt oder defekt ist. Wenn der Regler R des Wandlers Q überwiegend geringe Regeleingriffe ausführt, schließt die Auswertevorrichtung AV daraus, dass der Energiespeicher ES und dessen Anschluss EA am Niedervoltnetz intakt ist. Wenn der Regler R des Wandlers Q überwiegend große Regeleingriffe ausführt, schließt die Auswertevorrichtung AV daraus, dass der Energiespeicher ES oder dessen Anschluss EA am Niedervoltnetz defekt ist.
- Der Wandler Q muss deutlich höhere Spannungsschwankungen und Stromänderungen des Niedervoltnetzes NN ausgleichen, wenn der Energiespeicher ES oder dessen Anschluss EA defekt ist. Die Höhe der Spannungsschwankungen und Stromänderungen ist dann typischerweise vom Verbrauchsverhalten eines Verbrauchers V oder einer Vielzahl von Verbrauchern V (12 V-Verbrauchern) abhängig, die im Niedervoltnetz angeschlossen sind. Der Arbeitsbereich, der vom Regler R des Wandlers Q unterstützt wird, ist dann vergleichsweise groß.
- Um eine Überwachung des Energiespeichers ES und/oder dessen Anschlusses EA zu ermöglichen, die von dem Verbrauchsverhalten der Verbraucher V weitgehend unabhängig ist, kann die Überwachungsvorrichtung W einen Modulator M zum Herbeiführen
105 einer charakteristischen zweiten Spannungs- und/oder Stromänderung an dem Ausgangsanschluss QA2 der elektrischen Energiequelle Q aufweisen. Der Modulator M kann beispielsweise zum Durchführen einer Amplituden-, Frequenz-, Phasen- und/oder Quadraturamplitudenmodulation vorgesehen sein. Außerdem kann die Auswertevorrichtung AV einen dazu passenden Demodulator DM zum Ermitteln einer Korrelation der erfassten ersten Spannungs- und/oder Stromänderung zu der mittels des Modulators M herbeigeführten zweiten Spannungs- und/oder Stromänderung aufweisen. - In einer weiteren alternativ oder zusätzlich realisierbaren Weiterbildung wertet die Auswertevorrichtung AV eine Änderung des Stromflusses I2 aus dem Wandler Q aus. Wenn nur kleine Änderungen des Ausgangsstroms I2 festgestellt werden, schließt die Auswertevorrichtung AV daraus, dass der Energiespeicher ES und dessen Anschluss EA am Niedervoltnetz NN intakt ist. Wenn große Änderungen des Ausgangsstroms I2 festgestellt werden, schließt die Auswertevorrichtung AV daraus, dass der Energiespeicher ES oder dessen Anschluss EA am Niedervoltnetz NN defekt ist.
- In einer alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung wertet die Auswertevorrichtung AV eine Änderung des Stromflusses I1 aus der Hochvoltbatterie ESHV aus. Beim intakten Energiespeicher ES und intakten Anschluss EA des Energiespeichers ES ist eine Stärke von Änderungen des HV-Eingangsstromes I1 des Wandlers Q klein, während sie bei defektem Energiespeicher ES und/oder defektem Anschluss EA des Energiespeichers hoch ist.
- Für jede der vorgenannten Alternativen kann für das Erkennen des aktuellen Regelungsverhaltens des Reglers R durch die Auswertevorrichtung AV jeweils ein direktes oder ein indirektes Verfahren vorgesehen sein. Im direkten Verfahren stellt der Regler R der Auswertevorrichtung AV ein Regelabweichungssignal MRA bereit, das der Auswertevorrichtung AV Rückschlüsse auf das aktuelle Regelungsverhalten des Reglers R ermöglicht. Das Regelabweichungssignal MRA kann beispielsweise eine Regelabweichung abbilden oder eine Größe repräsentieren, die von einer Regelabweichung abgeleitet ist. Im indirekten Verfahren werden Messsignale MI1, MI2, MU2 aus einem oder mehreren der vorgenannten Sensoren SI1, SI2, SU2 durch die Auswertevorrichtung AV direkt ausgewertet, um daraus das aktuelle Regelungsverhalten des Reglers zu ermitteln, das Rückschlüsse auf einen Zustand des Energiespeichers ES und dessen Anschlusses EA ermöglicht. Das Messsignal MI1 kann als 'erstes Strommesssignal' bezeichnet werden, das Messsignal MI2 als 'zweites Strommesssignal' und das Messsignal MU2 als 'Spannungsmesssignal'.
- Das in
2 gezeigte Verfahren100 zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers ES und/oder eines elektrischen Anschlusses EA des Energiespeichers ES umfasst folgende Schritte. In einem ersten Schritt110 wird eine erste Spannungs- und/oder Stromänderung an einem Anschluss QA1, QA2 einer elektrischen Energiequelle Q erfasst, an der der elektrische Energiespeicher ES angeschlossen ist. Der Sensor SI1, SI2, SU2 ist auch zum Regeln einer Ausgangsspannung U2 und/oder zum Regeln eines Ausgangsstroms I2 der elektrischen Energiequelle Q vorgesehen. In einem zweiten Schritt120 wird ein Auswerteergebnis AE mittels eines Auswertens einer Stärke der ersten Spannungs- und/oder Stromänderung erzeugt. In einem dritten Schritt130 wird ein Auswerteergebnis AE beim Durchführen einer Folgehandlung verwendet. Die Folgehandlung kann beispielsweise ein Anzeigen einer Warnmeldung für einen Nutzer und/oder ein Speichern eines Wartungshinweises umfassen. Hierdurch kann ein Nutzer oder eine Werkstatt des Fahrzeugs FZ frühzeitig eine Wartungsmaßnahme einleiten, um einem Ausfall des Energiespeichers ES und/oder des Niedervoltnetzes NN vorzubeugen. - Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist grundsätzlich auch anwendbar, wenn die elektrische Energiequelle Q kein Wandler oder eine andere Art von Wandler, beispielsweise ein AC/DC-Wandler ist, der einen der genannten Sensoren SI1, SI2, SU2 zum Regeln einer Ausgangsspannung U2 und/oder zum Regeln eines Ausgangsstroms I2 der elektrischen Energiequelle Q aufweist. Auch ist für eine Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht zwingend, dass die Energiequelle Q überhaupt einen Wandler umfasst.
- Unabhängig davon ist das Konzept der vorliegenden Erfindung entsprechend anwendbar, wenn der zu überwachende Energiespeicher ES nicht auf einer Niederspannungsseite einer Energiequelle Q sondern auf einer Hochspannungsseite der Energiequelle Q angeschlossen ist.
- 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 19944517 A1 [0006]
- DE 102004004172 A1 [0006]
Claims (10)
- Überwachungsvorrichtung (W) zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers (ES) und/oder eines elektrischen Anschlusses (EA) des Energiespeichers (ES), wobei die Überwachungsvorrichtung (W) umfasst: – einen Sensor (SI1, SI2, SU2) zum Erfassen (
110 ) einer ersten Spannungs- und/oder Stromänderung an einem Anschluss (QA1, QA2) einer elektrischen Energiequelle (Q); – eine Auswertevorrichtung (AV) zum Erzeugen (120 ) eines Auswerteergebnisses (AE) einer Stärke der ersten Spannungs- und/oder Stromänderung; dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (SI1, SI2, SU2) auch zum Regeln einer Ausgangsspannung (U2) und/oder zum Regeln eines Ausgangsstroms (I2) der elektrischen Energiequelle (Q) vorgesehen ist. - Überwachungsvorrichtung (W) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (AV) dazu vorbereitet ist, ein Regelabweichungssignal (MRA) auszuwerten, das Rückschlüsse auf ein aktuelles Regelungsverhalten der Energiequelle (Q) ermöglicht.
- Überwachungsvorrichtung (W) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (W) einen Modulator (M) zum Herbeiführen (
105 ) einer zweiten Spannungs- und/oder Stromänderung an dem in Anspruch 1 erwähnten und/oder an einem anderen Anschluss der elektrischen Energiequelle (Q) aufweist. - Überwachungsvorrichtung (W) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (AV) einen Demodulator (DM) zum Ermitteln einer Korrelation der erfassten ersten Spannungs- und/oder Stromänderung zu der mittels des Modulators (M) herbeigeführten zweiten Spannungs- und/oder Stromänderung aufweist.
- Überwachungsvorrichtung (W) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator (M) zum Durchführen einer Amplituden-, Frequenz-, Phasen- und/oder Quadraturamplitudenmodulation vorgesehen ist.
- Wandler (Q), dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (Q) den Sensor (SI1, SI2, SU2) zum Erfassen der ersten Spannungs- und/oder Stromänderung für eine in den Ansprüchen 1 bis 5 genannte Überwachungsvorrichtung (W) umfasst und zugleich die dort genannte elektrische Energiequelle (Q) bildet.
- Wandler (Q) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (SI2, SU2) dazu vorgesehen ist, die erste Spannungs- und/oder Stromänderung an einem Anschluss (QA2) des Wandlers (Q) zu erfassen, an dem der zu überwachende elektrische Energiespeicher (ES) angeschlossen ist.
- Wandler (Q) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (SI1) dazu vorgesehen ist, die erste Stromänderung an einem Anschluss (QA1) des Wandlers (Q) zu erfassen, an dem der zu überwachende elektrische Energiespeicher (ES) nicht angeschlossen ist.
- Fahrzeug (FZ), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (FZ) eine Überwachungsvorrichtung (W) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder einen Wandler (Q) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 umfasst.
- Verfahren (
100 ) zum Erkennen eines Zustandes eines elektrischen Energiespeichers (ES) und/oder eines elektrischen Anschlusses (QA) des Energiespeichers (ES), wobei das Verfahren (100 ) folgende Schritte umfasst: – Erfassen (110 ) einer ersten Spannungs- und/oder Stromänderung an einem Anschluss (QA2) einer elektrischen Energiequelle (Q) mittels eines Sensors (SI1, SI2, SU2), wobei der Sensor (SI1, SI2, SU2) auch zum Regeln einer Ausgangsspannung (U2) und/oder zum Regeln eines Ausgangsstroms (I2) der elektrischen Energiequelle (Q) vorgesehen ist; – Erzeugen (120 ) eines Auswerteergebnisses (AE) mittels eines Auswertens einer Stärke der ersten Spannungs- und/oder Stromänderung; und – Verwenden (130 ) des Auswerteergebnisses (AE) beim Durchführen einer Folgehandlung.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2314149C3 (de) * | 1973-03-21 | 1979-11-15 | Preussag Ag Feuerschutz, 2060 Bad Oldesloe | Schaltungsanordnung zur Überwachung einer batteriegepufferten Gleichstromquelle |
DE19846319C1 (de) * | 1998-10-08 | 2000-02-17 | Daimler Chrysler Ag | Energieversorgungsschaltung für ein Kraftfahrzeugbordnetz mit zwei Spannungsversorgungszweigen |
DE19944517A1 (de) | 1998-09-18 | 2000-05-25 | C K Electronics Sdn Bhd | Verfahren und Vorrichtung für die Zustandsbestimmung von Automobilbatterien |
DE102004004172A1 (de) | 2004-01-28 | 2005-08-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Erkennen einer defekten Batterie oder eines batterielosen Zustands mittels Strommessung |
DE102010043523A1 (de) * | 2010-11-05 | 2012-05-10 | Power Innovation Stromversorgungstechnik Gmbh | Batterie |
WO2013079636A2 (de) * | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Vorrichtung zur erfassung des zustands eines zu prüfenden akkumulators |
DE102012215755A1 (de) * | 2012-09-05 | 2014-03-06 | Robert Bosch Gmbh | Niedervoltnetz mit Gleichspannungswandler und Verfahren zum Testen einer Niedervoltbatterie |
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2314149C3 (de) * | 1973-03-21 | 1979-11-15 | Preussag Ag Feuerschutz, 2060 Bad Oldesloe | Schaltungsanordnung zur Überwachung einer batteriegepufferten Gleichstromquelle |
DE19944517A1 (de) | 1998-09-18 | 2000-05-25 | C K Electronics Sdn Bhd | Verfahren und Vorrichtung für die Zustandsbestimmung von Automobilbatterien |
DE19846319C1 (de) * | 1998-10-08 | 2000-02-17 | Daimler Chrysler Ag | Energieversorgungsschaltung für ein Kraftfahrzeugbordnetz mit zwei Spannungsversorgungszweigen |
DE102004004172A1 (de) | 2004-01-28 | 2005-08-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Erkennen einer defekten Batterie oder eines batterielosen Zustands mittels Strommessung |
DE102010043523A1 (de) * | 2010-11-05 | 2012-05-10 | Power Innovation Stromversorgungstechnik Gmbh | Batterie |
WO2013079636A2 (de) * | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Vorrichtung zur erfassung des zustands eines zu prüfenden akkumulators |
DE102012215755A1 (de) * | 2012-09-05 | 2014-03-06 | Robert Bosch Gmbh | Niedervoltnetz mit Gleichspannungswandler und Verfahren zum Testen einer Niedervoltbatterie |
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