DE102018200541A1 - Überwachung eines elektrischen Energiespeichers - Google Patents

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Abstract

Ein elektrischer Energiespeicher an Bord eines Kraftfahrzeugs ist mittels einer Kapselung umschlossen. Ein Verfahren zum Überwachen des elektrischen Energiespeichers umfasst Schritte des Abtastens eines akustischen Signals im Bereich der Kapselung; des Vergleichens des Signals mit einem vorbestimmten Signal; und des Bereitstellens eines Warnsignals, falls das abgetastete Signal dem vorbestimmten Signal entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher für einen Fahrantrieb eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Überwachung des Energiespeichers bezüglich einer mechanischen Beschädigung.
  • Ein Kraftfahrzeug umfasst einen elektrischen Antrieb, der mit Energie aus einem elektrischen Energiespeicher betrieben werden kann. Der Energiespeicher umfasst üblicherweise eine aufladbare Batterie aus mehreren Zellen und ist wegen seiner Größe und seines Gewichts häufig im Bodenbereich des Kraftfahrzeugs angebracht. Eine Zelle speichert elektrische Energie in chemischer Form, wozu sie allgemein zwei Elektroden und ein dazwischen angebrachtes Elektrolyt umfasst. Dabei sind viele unterschiedliche Ausführungsformen bekannt, die von Zellen mit festem Elektrolyt bis zu Redox-Flusszellen reichen, deren Elektrolyt im Betrieb umgewälzt wird.
  • Chemische Energiespeicher sind üblicherweise mechanisch gekapselt, um einerseits eine Umweltverschmutzung durch einen austretenden Bestandteil und andererseits einen Schaden am Energiespeicher durch einen eintretenden Stoff zu verhindern. Wird die Kapselung verletzt, so kann beispielsweise Luft oder Wasser in den Energiespeicher eindringen und seine Funktionsfähigkeit beeinträchtigen. Durch Oxidation kann die Kapazität des Energiespeichers abnehmen, durch eindringendes Wasser eine Brandgefahr entstehen. Ein eindringendes Objekt kann einen internen Kurzschluss verursachen, der zu einer lokalen Überhitzung und einer weiteren Beschädigung des Speichers führen kann.
  • Trifft ein anderes Objekt in horizontaler Richtung auf das Kraftfahrzeug, so ist eine Beschädigung, die auch die Kapselung des Energiespeichers betreffen kann, meist leicht erkennbar. Erfolgt jedoch ein Stoß von der Unterseite des Kraftfahrzeugs aus, beispielsweise durch Steinschlag, so kann die Kapselung auch unbemerkt beschädigt werden.
  • Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Energiespeicher an Bord eines Kraftfahrzeugs verbessert bezüglich einer Integrität seiner Kapselung zu überwachen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
  • Ein elektrischer Energiespeicher an Bord eines Kraftfahrzeugs ist mittels einer Kapselung umschlossen. Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Überwachen des elektrischen Energiespeichers Schritte des Abtastens eines akustischen Signals im Bereich der Kapselung; des Vergleichens des Signals mit einem vorbestimmten Signal; und des Bereitstellens eines Warnsignals, falls das abgetastete Signal dem vorbestimmten Signal entspricht.
  • Das Warnsignal kann beispielsweise ein elektrisches oder nachrichtentechnisches Signal umfassen oder ein von einem Menschen wahrnehmbares Signal, insbesondere akustisch, optisch oder haptisch. Es wurde erkannt, dass ein sicherheitsrelevantes Ereignis, das eine Dichtheit der Kapselung gefährdet, mit einem charakteristischen Geräusch verbunden sein kann, das automatisiert abgetastet und erkannt werden kann. Dadurch kann die Integrität der Kapselung auf einfache und wirkungsvolle Weise überwacht werden. Insbesondere kann auf der Basis des Vergleichens ein Ereignis erfasst werden, das eine Dichtheit der Kapselung gefährden könnte. Das Warnsignal kann bereitgestellt werden, wenn ein Schaden oder möglicher Schaden, der anderweitig nicht oder nur schwer erkennbar ist, eingetreten ist. Eine Unterscheidung eines sicherheitsrelevanten Ereignisses kann mit hoher Sicherheit von einem sicherheitstechnisch unwesentlichen Ereignis getroffen werden.
  • Das vorbestimmte Signal kann insbesondere auf eine Beschädigung der Kapselung hinweisen. Unterschiedlichen Beschädigungen können unterschiedliche vorbestimmte Signale zugeordnet sein. So können beispielsweise eine Perforation, eine Penetration, ein Bruch oder ein Aufplatzen der Kapselung bestimmt werden. Ferner kann ein Klappern im Bereich der Kapselung bestimmt werden, die auftreten kann, wenn sich ein Teil der Kapselung gelöst hat und das Kraftfahrzeug Erschütterungen, etwa bei der Fahrt über eine Unebenheit, ausgesetzt ist. Außerdem können unterschiedlichen Stellen der Kapselung, an denen das akustische Signal abgetastet werden kann, unterschiedliche vorbestimmte Signale zugeordnet sein.
  • Das Vergleichen kann ein Bestimmen umfassen, ob ein Charakteristikum des Signals einem vorbestimmten Charakteristikum entspricht oder dieses übersteigt. Beispielsweise können eines oder mehrere Charakteristika wie eine Frequenz, eine Bandbreite, eine Signalstärke oder eine Signaldauer mit jeweils vorbestimmten Schwellenwerten verglichen werden. Die Schwellenwerte können vorbestimmt sein und das Warnsignal kann ausgegeben werden, falls eines oder mehrere Charakteristika näher als vorbestimmt an einem zugeordneten Schwellenwert liegen oder wenn es den Schwellenwert - in positiver oder negativer Richtung - übersteigt. Die Schwellenwerte können Charakteristika eines vorbestimmten Signals entsprechen, wobei das vorbestimmte Signal beispielsweise als Kombination von Charakteristika oder auch als Repräsentation einer akustischen Aufnahme vorliegen kann.
  • Das Warnsignal wird bevorzugt nur dann bereitgestellt, wenn zusätzlich eine Signalstärke des akustischen Signals einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Die Signalstärke kann beispielsweise einem Schalldruck entsprechen, der von der Stärke eines Aufpralls eines Gegenstands auf die Kapselung abhängig sein kann. Ein Aufprall mit niedriger Energie, der die Integrität der Kapselung nicht gefährdet, kann so nicht zum Bereitstellen des Warnsignals führen.
  • Ein Spektrum des akustischen Signals kann mit einem Spektrum des vorbestimmten Signals verglichen werden. Das Spektrum ist bevorzugt auf einen vorbestimmten Frequenzbereich beschränkt und gibt Signalstärken in Abhängigkeit von Frequenzen an. Der Vergleich kann beispielsweise parametrisch erfolgen, sodass eine Kurvenform, welche das Spektrum des abgetasteten Signals repräsentiert, mit einer Kurvenform verglichen werden kann, welche das vorbestimmte Signal repräsentiert.
  • Bevorzugt werden in einer vorbestimmten Anzahl voneinander verschiedener Frequenzbereiche jeweils Signalstärken des abgetasteten Signals mit Signalstärken des vorbestimmten Signals verglichen. Dazu können bevorzugt zueinander paarweise disjunkte, aneinander angrenzende Frequenzbereiche gebildet werden. Grenzen der Frequenzbereiche können logarithmisch verteilt sein und die Signalstärken in den Frequenzbereichen können insbesondere mittels Fourier-Transformation, wahlweise diskret oder mittels Fast-Fourier, bestimmt werden. So kann rasch bestimmt werden, in wie weit das abgetastete Signal dem vorbestimmten Signal entspricht.
  • Außerdem können die Frequenzbereiche gezielt in Bereichen gewählt werden, die eine hohe Aussagekraft für die Unterscheidung eines sicherheitsrelevanten Ereignisses von einem sicherheitstechnisch unwesentlichen Ereignis haben. Dazu zählen insbesondere solche Frequenzbereiche, in denen nur eines der Ereignisse zu relevanten Signalstärken führt und das andere nicht. Beispielsweise kann eine Fahrbahnanregung eines Fahrwerks des Kraftfahrzeugs in einem unteren Frequenzbereich am stärksten sein, ein sicherheitsrelevantes Ereignis in einem mittleren und ein sicherheitstechnisch unwesentlicher Steinschlag in einem oberen Frequenzbereich. Übliche Fahrgeräusche können in allen Frequenzbereichen auftreten. Eine Bestimmung von Signalstärken in allen drei Frequenzbereichen kann eine trennscharfe Unterscheidung ermöglichen.
  • Ein Entsprechen des akustischen Signals mit dem vorbestimmten Signal kann bestimmt werden, falls eine Summe von Quadraten von Abweichungen der Signalstärken kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Diese Vorgehensweise wird auch Methode der kleinsten Fehlerquadrate genannt und unterscheidet vorteilhaft nicht zwischen einer positiven und einer negativen Abweichung der Signale. Große Abweichungen werden durch die Quadrierung besonders stark gewichtet, sodass die Signale nur als einander entsprechend bestimmt werden, wenn tatsächlich eine Entsprechung besteht.
  • Weiter bevorzugt kann ein zeitlicher Verlauf des akustischen Signals mit einem zeitlichen Verlauf des vorbestimmten Signals verglichen werden. Für diese Analyse kann eine Short-Time Fourier-Analyse durchgeführt werden. Dazu kann ein abgetastetes Signal in einem Pufferspeicher abgelegt werden, der beispielsweise als Ringspeicher mit einer vorbestimmten Haltedauer ausgeführt ist („sliding window“: zeitverschiebliches Betrachtungsfenster). Graphisch dargestellt kann so ein Sonogramm des abgetasteten akustischen Signals bereitgestellt werden, auf dessen Basis der Vergleich mit dem vorbestimmten Signal verbessert erfolgen kann. Mit dem vorbestimmten Signal, das bevorzugt in entsprechender Form vorliegt, kann der hierin beschriebene Vergleich durchgeführt werden.
  • Optional werden mehrere akustische Signale an unterschiedlichen Stellen der Kapselung abgetastet und jeweils mit korrespondierenden vorbestimmten Signalen verglichen. Die Abtastung erfolgt bevorzugt zeitgleich oder zeitsynchronisiert, sodass zu einem Ereignis, etwa einem Steinschlag an der Kapselung, mehrere akustische Signale abgetastet werden können.
  • Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst eine Überwachungsvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher, der mittels einer Kapselung umschlossen und an Bord eines Kraftfahrzeugs angebracht ist, einen Sensor zur Abtastung eines akustischen Signals im Bereich der Kapselung; eine Schnittstelle zur Bereitstellung eines Warnsignals; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, das akustische Signal mit einem vorbestimmten Signal zu vergleichen und ein Warnsignal bereitzustellen, falls das abgetastete Signal dem vorbestimmten Signal entspricht.
  • Die Verarbeitungseinrichtung kann einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikroprozessor umfassen. Die Überwachungsvorrichtung oder die Verarbeitungseinrichtung sind bevorzugt dazu eingerichtet, ein hierin beschriebenes Verfahren teilweise oder vollständig durchzuführen. Dazu kann das Verfahren in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen, die auf der Verarbeitungseinrichtung ablaufen oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein können.
  • Die Überwachungsvorrichtung kann eine Sicherheit an Bord des Kraftfahrzeugs erhöhen. Sowohl eine Kontamination eines Umfelds durch ein Medium, das aus dem Energiespeicher durch eine beschädigte Kapselung austritt, als auch ein Defekt am Energiespeicher durch ein eintretendes Medium oder einen eintretenden Gegenstand können auf der Basis des Signals frühzeitig verhindert werden.
  • Die Kapselung kann einen Bereich zwischen dem Energiespeicher und einer Unterseite des Kraftfahrzeugs abdecken, wobei der Sensor in diesem Bereich angebracht ist. Die Kapselung umschließt den Energiespeicher bevorzugt auf allen Seiten und kann hermetisch versiegelt sein. Dabei kann die Kapselung Teil des Energiespeichers sein. Alternativ kann die Kapselung ein Gehäuse oder eine Abdeckung umfassen. Durch das Abtasten des akustischen Signals speziell an einer dem Boden zugewandten Seite der Kapselung kann ein wahrscheinliches Ereignis, das einen externen Gegenstand betrifft, der in die Kapselung einschlägt oder gegen die Kapselung drückt, besonders gut überwacht werden. Ein solches Ereignis kann beispielsweise Steinschlag, ein überfahrenes Hindernis oder Tier oder ein Aufsetzen der Kapselung auf dem Boden, beispielsweise aufgrund einer starken Bodenwelle oder einer Stufe umfassen.
  • Der Sensor kann an der Kapselung angebracht und zur Abtastung von Körperschall eingerichtet sein. Akustische Signale, die mittels Luftschall übertragen werden, können so verbessert unterdrückt werden. Das abgetastete Signal kann verbessert das auf die Kapselung einwirkende Ereignis betreffen.
  • Die Verarbeitungseinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, einen Energieaustausch mit dem Energiespeicher zu reduzieren, entweder auf ein vorbestimmtes Maß oder auf null. Dazu kann insbesondere das Warnsignal zur Abschaltung eines elektrischen Verbrauchers, einer elektrischen Leitung oder der elektrischen Speichervorrichtung verwendet werden. Das Warnsignal kann auch an eine Person ausgegeben werden, insbesondere einen Fahrer des Kraftfahrzeugs, der dann weitere Maßnahmen einleiten kann.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeug einen elektrischen Energiespeicher, der mittels einer Kapselung umschlossen ist, und eine hierin beschriebene Überwachungsvorrichtung.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
    • 1 ein Kraftfahrzeug;
    • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs, und
    • 3 beispielhafte akustische Signale
    illustriert.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100, insbesondere einen Personenkraftwagen, der mittels elektrischer Energie aus einem elektrischen Energiespeicher 105 angetrieben werden kann. In einem oberen Bereich ist eine Ansicht des Kraftfahrzeugs 105 von unten und im unteren Bereich eine seitliche Ansicht dargestellt, wobei die Ansichten nicht notwendig dieselbe Ausführungsform betreffen. Der Energiespeicher 105 kann einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein und ist mittels einer Kapselung 110 umschlossen, die üblicherweise integraler Bestandteil des Energiespeichers 105 ist. Die Kapselung 110 kann beispielsweise eine Metall- oder Kunststoffstruktur umfassen, die bevorzugt eine Dichtigkeit zwischen dem Energiespeicher 105 und einem Umfeld, insbesondere bezüglich eines Fluids wie Luft, Feuchtigkeit oder Wasserdampf sicherstellt. Die Kapselung 110 erstreckt sich bevorzugt zwischen dem Energiespeicher und einem Untergrund, auf dem das Kraftfahrzeug 105 steht oder fährt, sowie weiter bevorzugt auch auf Seiten und einer vom Untergrund abgewandten Seite des Energiespeichers 105.
  • Eine Überwachungsvorrichtung 115 umfasst wenigstens einen Sensor 120 zur Abtastung eines akustischen Signals, eine Verarbeitungseinrichtung 125 und eine Schnittstelle 130, die mit einer Ausgabevorrichtung 135 verbunden sein kann.
  • Der Sensor 120 ist bevorzugt im Bereich der Kapselung 110 angebracht, insbesondere auf einer dem Untergrund zugewandten Seite der Kapselung 110. Dabei kann der Sensor 120 als Mikrofon zur Abtastung von Luftschall oder als Körperschall-Sensor zur Abtastung von Oberflächenwellen an der Kapselung 110 eingerichtet sein. Weiter bevorzugt ist der Sensor 120 auf die Abtastung in einem vorbestimmten Frequenzbereich eingeschränkt, der insbesondere im akustischen Bereich liegen kann. Es können auch mehrere Sensoren 120 vorgesehen sein, die bevorzugt an unterschiedlichen geometrischen Stellen im Bereich der Kapselung 110 angeordnet sind.
  • Der oder die Sensoren 120 sind mit der Verarbeitungseinrichtung 125 verbunden, die einen programmierbaren Mikroprozessor oder Mikrocontroller umfassen kann und bevorzugt mit der Schnittstelle 130 verbunden ist. Die Verarbeitungseinrichtung 125 ist dazu eingerichtet, mittels wenigstens eines der Sensoren 120 ein akustisches Signal abzutasten, das insbesondere von einem Ereignis herrührt, bei dem eine mechanische Beanspruchung des Kapselung 110 erfolgt, die geeignet sein könnte, die Integrität, insbesondere die Dichtheit, der Kapselung 110 zu beeinträchtigen. Ein derartiges Ereignis kann etwa einen Steinschlag, ein Aufsetzen des Unterbodens des Kraftfahrzeugs 105 auf einem Untergrund, ein Überfahren oder Überrollen eines Objekts oder einen Eingriff am Kraftfahrzeug 100, etwa in einer Werkstatt, umfassen.
  • Die Verarbeitungseinrichtung 125 kann das abgetastete akustische Signal in einer Speichervorrichtung 140 zwischenspeichern, wobei bevorzugt nur das Signal eines vorbestimmten, zurückliegenden Zeitbereichs in der Speichervorrichtung 140 gehalten wird. Die Verarbeitungseinrichtung 125 vergleicht das abgetastete akustische Signal bevorzugt mit einem oder mehreren vorbestimmten Signalen, beispielsweise bezüglich seiner spektralen Zusammensetzung, Signalstärke oder zeitlichen Verlauf. Für diesen Vergleich können Methoden der Spracherkennung verwendet werden. Insbesondere kann eine Kurzzeit-Fourier-Transformation („short time Fourier transform“, STFT) auf das abgetastete Signal angewendet werden und das Ergebnis kann mit dem Ergebnis einer weiteren solchen Transformation des vorbestimmten Signals verglichen werden. In einer Ausführungsform liegt das vorbestimmte Signal bereits in transformierter Form vor. Das vorbestimmte Signal kann ebenfalls in der Speichervorrichtung 140 oder auch in einer dedizierten Speichervorrichtung abgelegt sein.
  • Das vorbestimmte Signal kann auf eine Verletzung der Integrität der Kapselung 110 hinweisen, sodass eine Beschädigung der Kapselung 110 bestimmt werden kann, wenn das abgetastete akustische Signal eine ausreichende Ähnlichkeit mit dem vorbestimmten Signal hat. In diesem Fall kann die Verarbeitungseinrichtung 125 ein Warnsignal über die Schnittstelle 130 ausgeben, das beispielsweise an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 105 oder auch an ein System oder Subsystem an Bord des Kraftfahrzeugs 105 gerichtet sein kann. In einer Ausführungsform kann das System auch beeinflusst werden, insbesondere um eine weitere Belastung des Energiespeichers 105 zu reduzieren, zu begrenzen oder zu beenden. Ein Fahrantrieb des Kraftfahrzeugs 105 kann dazu entsprechend gesteuert bzw. abgestellt werden. In entsprechender Weise kann eine Ladesteuerung des Energiespeichers 105 gesteuert oder abgestellt werden.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Überwachen eines elektrischen Energiespeichers 105. Das Verfahren 200 ist weiter bevorzugt zum Ablaufen auf einer Überwachungsvorrichtung 115 und insbesondere deren Verarbeitungseinrichtung 125 eingerichtet. Dabei kann das Verfahren 200 zyklisch durchlaufen werden, gegebenenfalls auch dann, wenn das Kraftfahrzeug 100 nicht in Betrieb ist.
  • In einem Schritt 205 wird ein akustisches Signal im Bereich der Kapselung 110 des Energiespeichers 105 abgetastet. In einem Schritt 210 kann ein Spektrum des abgetasteten Signals bestimmt werden. Dazu kann die Signalstärke des abgetasteten Signals in einem oder mehreren vorbestimmten Frequenzbereichen bestimmt werden. Bevorzugt wird hierzu eine Fourier-Transformation durchgeführt. In einer Ausführungsform wird eine zeitliche Entwicklung der Signalstärken in den vorbestimmten Frequenzbereichen und einem vorbestimmten Zeitfenster bestimmt. In einem Schritt 215 kann eines von mehreren vorbestimmten Signalen ausgewählt werden, mit denen das abgetastete Signal in einem Schritt 220 verglichen wird. Es können auch Vergleiche des akustischen Signals mit mehreren vorbestimmten Signalen durchgeführt werden.
  • Der Vergleich kann eine Bestimmung umfassen, ob eines oder mehrere Charakteristika des akustischen Signals, beispielsweise ein frequenzabhängiger Signalstärkenverlauf, ein zeitabhängiger Signalstärkenverlauf oder eine Signaldauer, jeweils vorbestimmten Parametern entsprechen. Eine Entsprechung kann bestimmt werden, wenn das Charakteristikum einen vorbestimmten Abstand zum vorbestimmten Parameter unterschreitet. Werden mehrere Charakteristika mit jeweils zugeordneten Parametern verglichen oder umfasst der Vergleich eines Charakteristikums mit einem Parameter mehrere einzelne Bestimmungen, so können dabei jeweils festgestellte Abweichungen zusammengefasst werden, beispielsweise als Summe von Quadraten der Abweichungen, um ein vereinfachtes Maß für die Entsprechung zu erhalten. Liegt das Maß unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts, so kann die Entsprechung bestimmt werden. In einer anderen Ausführungsform können einer oder mehrere Charakteristika des akustischen Signals auch auf Überschreiten eines vorbestimmten Schwellenwerts überprüft werden. Das Warnsignal kann ausgegeben werden, falls eines oder eine vorbestimmte Anzahl der überprüften Charakteristika ihren jeweils zugeordneten Schwellenwert in einer vorbestimmten Richtung überschreiten.
  • In Abhängigkeit des Bestimmungsergebnisses im Schritt 220 kann in einem Schritt 225 ein Warnsignal ausgegeben werden. Das Warnsignal kann lediglich eine allgemeine Warnung oder eine konkretere Aufforderung, etwa zur weiteren Überprüfung des Energiespeichers 105 oder seiner Kapselung 110 umfassen oder darüber hinaus eine Steuerung des Kraftfahrzeugs 100 beeinflussen.
  • 3 zeigt ein schematisches, beispielhaftes Diagramm 300 einer Frequenzanalyse eines abgetasteten akustischen Signals. In horizontaler Richtung ist eine Frequenz (f), in vertikaler Richtung eine Signalstärke (S) und perspektivisch vom Betrachter weg eine Zeit (t) angetragen. In einer einfachen Ausführungsform wird kein zeitlicher Verlauf des abgetasteten Signals berücksichtigt und die Darstellung reduziert sich auf die dem Betrachter zugewandte Ebene der Signalstärke und der Frequenz.
  • Entlang der horizontalen Achse ist eine vorbestimmte Anzahl Frequenzbereiche 305 vorgesehen, in denen jeweils Signalanteile des abgetasteten Signals in ihrer Stärke bestimmt werden. Die Bereiche grenzen bevorzugt aneinander und können in ihren Breiten logarithmisch verteilt sein, sodass ein niedriger Frequenzbereich 305 absolut eine geringere Bandbreite als ein hoher Frequenzbereich aufweisen kann. Die Verteilung der Signalstärken über die Frequenz ergeben ein Spektrum 310, das charakteristisch für ein im Bereich der Kapselung 110 abgetastetes akustisches Signal während eines Ereignisses sein kann, das auf die Kapselung 110 einwirkt. Beim Vergleichen zweier Spektren 310 miteinander kann ein absoluter Vergleich der Signalstärken in zueinander korrespondierenden Frequenzbereichen 305 durchgeführt werden oder die Form einer Kurve, welche die bestimmten Signalstärken miteinander verbindet, kann mit einer korrespondierenden Kurve des anderen Signals verglichen werden.
  • Wird zusätzlich der zeitliche Verlauf des abgetasteten Signals berücksichtigt, so können insbesondere auch Charakteristika einer Kurve, welche die Signalstärken entlang der Zeitachse miteinander verbindet, mit einer entsprechenden Kurve des anderen Signals verglichen werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Kraftfahrzeug
    105
    elektrischer Energiespeicher
    110
    Kapselung
    115
    Überwachungsvorrichtung
    120
    akustischer Sensor (Mikrofon)
    125
    Verarbeitungseinrichtung
    130
    Schnittstelle
    135
    Ausgabevorrichtung
    140
    Speichervorrichtung
    200
    Verfahren
    205
    Abtasten akustisches Signal
    210
    Spektrum bestimmen
    215
    vorbestimmtes Signal auswählen
    220
    Entsprechung?
    225
    Warnsignal bereitstellen
    300
    Diagramm
    305
    Frequenzbereich
    310
    Spektrum

Claims (14)

  1. Verfahren (200) zum Überwachen eines elektrischen Energiespeichers (105) an Bord eines Kraftfahrzeugs (100), wobei der Energiespeicher (105) mittels einer Kapselung (110) umschlossen ist, wobei das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst: - Abtasten (205) eines akustischen Signals im Bereich der Kapselung (110); - Vergleichen (215) des Signals mit einem vorbestimmten Signal; und - Bereitstellen (220) eines Warnsignals, falls das abgetastete Signal dem vorbestimmten Signal entspricht.
  2. Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei das Vergleichen (215) ein Bestimmen umfasst, ob ein Charakteristikum des Signals einem vorbestimmten Charakteristikum entspricht oder dieses übersteigt.
  3. Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das vorbestimmte Signal auf eine Beschädigung der Kapselung (110) hinweist.
  4. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Warnsignal bereitgestellt (220) wird, wenn zusätzlich eine Signalstärke des akustischen Signals einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
  5. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Spektrum 310 des akustischen Signals mit einem Spektrum (310) des vorbestimmten Signals verglichen wird.
  6. Verfahren (200) nach Anspruch 5, wobei in einer vorbestimmten Anzahl voneinander verschiedener Frequenzbereiche (305) jeweils Signalstärken des abgetasteten Signals mit Signalstärken des vorbestimmten Signals verglichen wird.
  7. Verfahren (200) nach Anspruch 6, wobei ein Entsprechen des akustischen Signals mit dem vorbestimmten Signal bestimmt wird, falls eine Summe von Quadraten von Abweichungen der Signalstärken kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  8. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein zeitlicher Verlauf des akustischen Signals mit einem zeitlichen Verlauf des vorbestimmten Signals verglichen wird.
  9. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mehrere akustische Signale an unterschiedlichen Stellen der Kapselung (110) abgetastet und jeweils mit korrespondierenden vorbestimmten Signalen verglichen werden.
  10. Überwachungsvorrichtung (115) für einen elektrischen Energiespeicher (105), der mittels einer Kapselung (110) umschlossen und an Bord eines Kraftfahrzeugs (100) angebracht ist, wobei die Überwachungsvorrichtung (115) folgendes umfasst: - einen Sensor (120) zur Abtastung eines akustischen Signals im Bereich der Kapselung (110); - eine Schnittstelle (130) zur Bereitstellung eines Warnsignals; und - eine Verarbeitungseinrichtung (125), die dazu eingerichtet ist, das akustische Signal mit einem vorbestimmten Signal zu vergleichen und ein Warnsignal bereitzustellen, falls das abgetastete Signal dem vorbestimmten Signal entspricht.
  11. Überwachungsvorrichtung (115) nach Anspruch 10, wobei die Kapselung (110) einen Bereich zwischen dem Energiespeicher (105) und einer Unterseite des Kraftfahrzeugs (100) abdeckt und der Sensor (120) in diesem Bereich angebracht ist.
  12. Überwachungsvorrichtung (115) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Sensor (120) an der Kapselung (110) angebracht und zur Abtastung von Körperschall eingerichtet ist.
  13. Überwachungsvorrichtung (115) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Verarbeitungseinrichtung (125) dazu eingerichtet ist, einen Energieaustausch mit dem Energiespeicher (105) zu reduzieren.
  14. Kraftfahrzeug (100), umfassend einen elektrischen Energiespeicher (105), der mittels einer Kapselung (110) umschlossen ist, und eine Überwachungsvorrichtung (115) nach einem der Ansprüche 10 bis 13.
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