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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Batterie mittels einer Sensorvorrichtung, eine Batterie mit einer Sensorvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie.
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Als Batterie im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eine sogenannte Hochvolt-Batterie bezeichnet, welche dazu ausgelegt ist, eine elektrische Spannung in einem Bereich von mehr als 60 Volt, bevorzugt in einem Bereich von mehr als 100 Volt, bereitzustellen. Eine solche Batterie ist in der Regel als elektrischer Energiespeicher zum Bereitstellen einer elektrischen Antriebsenergie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug (PHEV - Plug in Hybrid Electric Vehicle oder BEV - Battery Electric Vehicle) im Einsatz. Als solcher umfasst die Batterie in der Regel eine Vielzahl an einzelnen Batteriezellen, welche bevorzugt mechanisch und/oder elektrisch zu sogenannten Batteriemodulen oder Zellstapeln verschaltet und/oder verspannt sind. In der Regel kommen als Batteriezellen Lithium-Ionen-Zellen zum Einsatz. Da derartige Batteriezellen eine verhältnismäßig hohe Leistungsdichte von bis zu mehreren tausend Watt pro Kilogramm (W/kg) bereitstellen können, bergen sie im Schadensfall auch ein entsprechendes Risiko. Aus dem Stand der Technik sind daher verschiedene Maßnahmen bekannt, eine Batterie, welche eine Vielzahl solcher Batteriezellen umfasst, hinsichtlich ihres jeweiligen Zustands zu überwachen.
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In diesem Zusammenhang beschreibt die
CN 204008826 U ein Überwachungssystem zum Überwachen einer Batteriesicherheit in einem Fahrzeug. Auch die
CN 109263491 A beschreibt ein Alarmsystem für ein elektrisches Fahrzeug. Ebenso beschreibt die
KR 19990052352 A ein System zum Erkennen eines Versagens einer Batterie eines hybridelektrischen Fahrzeugs.
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Bekannte Lösungen zur Batterieüberwachung sehen in der Regel eine Vielzahl an Sensoren zum Detektieren vieler möglicher Fehlerszenarien vor. Hierzu gehören beispielsweise ein Gassensor und/oder ein Drucksensor und/oder ein Temperatursensor und/oder allgemein optische Sensoren. Die Vielzahl an Sensoren ermöglicht zwar ein detailliertes Überwachen einer jeweiligen Batterie, birgt jedoch auch ein erhöhtes Wartungsrisiko und erfordert zudem eine aufwendige Weiterverarbeitung und Harmonisierung der unterschiedlichen erfassten Sensordaten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit bereitzustellen, wie verschiedene Fehlerszenarien für eine Batterie mit einem geringen Integrationsaufwand detektiert werden können. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Anzahl vorhandener Sensoren in einer Batterie zu reduzieren und gleichzeitig verschiedene Fehlerszenarien detektieren zu können.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Erfassen einer einzigen Messgröße ausreichend sein kann, um mehrere Fehlerszenarien zu detektieren, sofern zu einem Erfassen eines Verlauf der Messgröße selbst zusätzlich eine Verlaufsänderung aus der Messgröße ermittelt wird. Mit anderen Worten liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass aus einer einzigen erfassten Messgröße durch eine erweiterte Auswertung ein erhöhter Informationsgehalt gezogen werden kann.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Überwachen einer Batterie mittels einer Sensorvorrichtung bereitgestellt. Die Sensorvorrichtung weist zumindest ein Sensorelement und eine Auswerteeinheit auf, wobei das zumindest eine Sensorelement eine elektrisch leitfähige Leiterbahn mit einem feuchteabhängigen elektrischen Widerstand aufweist, die elektrisch leitend mit einer Spannungsquelle verbunden ist. Als elektrische Leiterbahn kann beispielsweise ein elektrisch leitfähiger Draht verwendet werden. Ein solcher Draht mit einem feuchteabhängigen elektrischen Widerstand als Sensorelement ist in der Form eines resistiven Feuchtesensors dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Ein resistiver Feuchtesensor kann beispielsweise auf Basis von kammförmigen Elektroden, welche in einem hygroskopischen Polymer, beispielsweise auf Keramiksubstrat, integriert sind, realisiert sein.
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Die genannte Leiterbahn wird in einem Überwachungsbereich der Batterie angeordnet. Der Überwachungsbereich der Batterie ist bevorzugt ein solcher Bereich, in dem es erfahrungsgemäß oder erwartbar zu einem Auftreten von Feuchtigkeit kommt. Dies kann beispielsweise in der direkten Umgebung von Bauteilen der Fall sein, die häufigen Temperaturwechseln unterworfen sind, sodass es bevorzugt zu einem Abscheiden von Luftfeuchtigkeit an den Bauteilen kommt. Alternativ oder zusätzlich kann als Überwachungsbereich der Batterie ein Bereich gewählt werden, welcher direkt an einen Flüssigkeitskreislauf, beispielsweise einen Kühlmittelkreislauf der Batterie, anschließt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Betriebsspannung an die Leiterbahn angelegt und ein Verlauf einer sich an der Leiterbahn einstellenden Messspannung erfasst. Alternativ ist das Erfassen einer anderen elektrischen Größe, beispielsweise einer elektrischen Stromstärke, denkbar. Aufgrund des feuchteabhängigen elektrischen Widerstands der Leiterbahn stellt sich die jeweilige elektrische Größe in Abhängigkeit von einer innerhalb des Überwachungsbereichs herrschenden Umgebungsfeuchte ein.
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Aus dem Verlauf der Messspannung wird in einem weiteren Verfahrensschritt eine Verlaufsänderung ermittelt. Das Ermitteln der Verlaufsänderung kann beispielsweise durch das Bilden einer mathematischen Ableitung des Verlaufs oder einer Verlaufskurve erfolgen. Die Verlaufsänderung kann dabei in Echtzeit (also zeitgleich) mit dem oder auch mit einem zeitlichen Abstand zu dem Erfassen des Verlaufs der Messspannung ermittelt werden. Anhand der ermittelten Verlaufsänderung wird auf einen veränderten elektrischen Widerstand der Leiterbahn geschlossen, welcher wiederrum als Indikator für eine Veränderung der Umgebungsfeuchte in dem Überwachungsbereich dient.
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Zu der ermittelten Veränderung der Umgebungsfeuchte wird ein jeweiliges Fehlerszenario zugeordnet. Bevorzugt wird anhand einer Geschwindigkeit und/oder anhand einer Stärke der Veränderung zwischen einzelnen Fehlerszenarien unterschieden. Beispielsweise wird eine nach und nach erfolgende Abscheidung von Luftfeuchte an Bauteilen zu einer langsameren Veränderung führen, als ein plötzliches Eindringen von Kühlmittel in Folge einer Leckage.
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Schließlich wird eine dem Fehlerszenario zugeordnete Schutzroutine für die Batterie ausgelöst. Die Schutzroutine kann beispielsweise in einem gezielten Entladen der Batterie oder in einer Drosselung einer Pumpenleistung einer Kühlmittelpumpe bestehen. Weitere mögliche Schutzroutinen werden im Folgenden eingehender diskutiert.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass ein einziges erfasstes Signal, hier die erfasste Messspannung beziehungsweise der Verlauf der erfassten Messspannung, genutzt werden kann, um unterschiedliche Fehlerszenarien zu bestimmen. Anders ausgedrückt kann mit Hilfe eines einzigen Sensorelements zwischen mehreren Fehlerszenarien unterschieden werden.
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Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Zuordnen des jeweiligen Fehlerszenarios gemäß einer vorbestimmten Zuordnungsvorschrift unter Berücksichtigung eines vorbestimmten Grenzwerts. Der ermittelten Veränderung der Umgebungsfeuchte wird bei einem Unterschreiten des Grenzwerts ein erstes unkritisches Fehlerszenario und bei einem Überschreiten des Grenzwerts ein zweites kritisches Fehlerszenario zugeordnet. Der ermittelten Veränderung der Umgebungsfeuchte liegt, wie oben beschrieben, eine aus dem Verlauf der erfassten Messspannung ermittelte Verlaufsänderung der Messspannung zugrunde. Es kann sich bei der Verlaufsänderung der Messspannung um eine zeitliche und/oder eine betragsmäßige Änderung handeln. Dementsprechend kann es sich auch bei der daraus abgeleiteten Veränderung der Umgebungsfeuchte um eine zeitliche und/oder betragsmäßige Veränderung handeln. Folgerichtig kann es sich auch bei dem vorbestimmten Grenzwert um einen zeitlichen und/oder betragsmäßigen Grenzwert handeln. Ist der Grenzwert zeitlicher Natur, so kann es vorgesehen sein, dass einer in Bezug auf den zeitlichen Grenzwert langsameren Veränderung der Umgebungsfeuchte das erste unkritische Fehlerszenario und einer in Bezug auf den zeitlichen Grenzwert schnelleren Veränderung der Umgebungsfeuchte das zweite kritische Fehlerszenario zugeordnet wird. Wie oben angedeutet, kann also bevorzugt zwischen einem langsamen Abscheiden von Luftfeuchte (unkritisch) und einem plötzlichen Entweichen von Kühlmittel (kritisch) unterschieden werden.
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Wie oben beschrieben, sind mehrere unterschiedliche Schutzroutinen denkbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird als Schutzroutine eine das jeweilige Fehlerszenario beschreibende Fehlermeldung an eine Ausgabevorrichtung übermittelt. Die Ausgabevorrichtung gibt daraufhin eine der Fehlermeldung zugeordnete optische und/oder akustische Meldung aus. Bei der Ausgabevorrichtung kann es sich bevorzugt um eine optische Ausgabevorrichtung in Form eines Bildschirms und/oder eine akustische Ausgabevorrichtung in Form eines Lautsprechers handeln. Insbesondere dem kritischen Fehlerszenario kann eine Schutzroutine zugeordnet sein, welche in eine Hardware oder Steuerung der Batterie und/oder einer Batteriezelle der Batterie eingreift. Dies kann beispielsweise in Form eines Abschaltens jeweiliger Pumpen in einem Kühlkreislauf der Batterie erfolgen. Auch können gezielt Batteriezellen der Batterie elektrisch von einem Stromkreis der Batterie getrennt werden. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, ein elektrisches Nachladen und/oder Rekuperieren und/oder Boosten der Batterie zu unterbinden. Auch können Batteriezellen kurzgeschlossen werden, um aktiv eine Reduzierung eines jeweiligen Ladezustands der Batterie auf einen Mindestladezustand zu erzielen.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Batterie mit einer Sensorvorrichtung.
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Die Sensorvorrichtung der erfindungsgemäßen Batterie weist zumindest ein Sensorelement und eine Auswerteeinheit auf, wobei das zumindest eine Sensorelement eine elektrisch leitfähige Leiterbahn mit einem feuchteabhängigen elektrischen Widerstand aufweist, die elektrisch leitend mit einer Spannungsquelle verbunden ist. Die Leiterbahn ist innerhalb eines vorbestimmten Überwachungsbereichs der Batterie angeordnet. Die Auswerteeinheit ist dazu ausgebildet, einen Verlauf einer sich an der Leiterbahn in Abhängigkeit von einer innerhalb des Überwachungsbereichs herrschenden Umgebungsfeuchte einstellenden Messspannung zu erfassen, anhand einer jeweils aus der Messspannung ermittelten Verlaufsänderung eine jeweilige Veränderung der Umgebungsfeuchte zu ermitteln, der jeweiligen ermittelten Veränderung ein jeweiliges Fehlerszenario zuzuordnen und eine dem Fehlerszenario zugeordnete Schutzroutine für die Batterie auszulösen.
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Für den Fall, dass die Batterie als ein Energiespeicher zum Bereitstellen einer elektrischen Antriebsenergie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug eingesetzt ist, kann die Auswerteeinheit bevorzugt in einer Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs umfasst sein. Die Steuervorrichtung weist bevorzugt eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Batterie weist das zumindest eine Sensorelement der Sensorvorrichtung eine Trägerschicht mit einer materialbedingten, feuchteabhängigen elektrischen Permittivität auf. Wie oben erwähnt, kann eine solche Trägerschicht beispielsweise aus einem hygroskopischen Polymer, insbesondere auf Keramiksubstratbasis, realisiert sein. Gemäß der hier beschriebenen Ausführungsform ist die Leiterbahn entlang der Trägerschicht gemäß einer vorbestimmten Leiterbahngeometrie angeordnet, wobei das Sensorelement als ein Band oder als ein im Wesentlichen kreisförmiger Körper den Überwachungsbereich innerhalb eines durch einen Außenumriss des Bandes oder des im Wesentlichen kreisförmigen Körpers bestimmten Überdeckungsbereichs überdeckt und innerhalb des Überdeckungsbereichs zumindest abschnittsweise mit dem Überwachungsbereich verbunden ist. Das Sensorelement kann beispielsweise innerhalb des Überwachungsbereichs angelötet oder angeklebt sein. Es kann auch lediglich zwischen Bauteilen der Batterie eingeklemmt und so in dem Überwachungsbereich fixiert sein. Bevorzugt weist das Sensorelement eine selbsthaftende oder selbstklebende Oberfläche auf. Auch kann die Leiterbahn auf die Trägerschicht aufgelötet sein. In vorteilhafter Weise ist das Sensorelement innerhalb des Überwachungsbereichs ortsfest gehalten, um eine zuverlässige Überwachung zu gewährleisten.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Batterie umfasst der Überwachungsbereich einen Innenraum eines Kühlmittelverteilerkörpers der Batterie. Ein eventueller Austritt von Kühlmittelflüssigkeit kann hierdurch besonders frühzeitig und zuverlässig detektiert werden.
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Wie oben erwähnt, kann die Batterie eine Vielzahl an zu Batteriemodulen zusammengefassten und in einem Innenraum eines Batteriegehäuses angeordneten Batteriezellen aufweisen. Bevorzugt umfasst der Überwachungsbereich eine Außenoberfläche eines jeweiligen Batteriemoduls und/oder eine dem jeweiligen Batteriemodul zugewandte Innenoberfläche des Batteriegehäuses. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass ein Eindringen einer Flüssigkeit in den Innenraum des Batteriegehäuses frühzeitig erkannt werden kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Batterie ist das zumindest eine Sensorelement als ein kapazitiver Sensor, insbesondere als ein Vielschichtkondensator, ausgebildet.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batterie, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind und umgekehrt. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batterie und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie. Bevorzugt weist das Kraftfahrzeug eine Ausgabevorrichtung auf. Als Ausgabevorrichtung kann in dem Kraftfahrzeug beispielsweise ein Fahrzeugdisplay oder Multifunktionsdisplay in einem Fahrzeuginnenraum, insbesondere im Bereich einer Mittelkonsole, verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Batterie beschrieben worden sind und umgekehrt. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Batterie hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie, umfassend eine Sensorvorrichtung sowie eine Ausgabevorrichtung;
- 2 eine Batterie mit einer Sensorvorrichtung;
- 3 eine schematische Darstellung eines Verlaufs einer Messspannung; und
- 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Überwachen einer Batterie.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Batterie 12, wobei die Batterie 12 bevorzugt als ein elektrischer Energiespeicher zum Bereitstellen einer elektrischen Antriebsenergie für das Kraftfahrzeug 10 ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug 10 weist darüber hinaus in der in 1 gezeigten Ausführungsform eine Ausgabevorrichtung 14 auf, welche als ein Display oder als ein kombiniertes Display ausgestaltet sein kann. An der Batterie 12 der 1 ist eine Sensorvorrichtung 16 angeordnet, welche ein Sensorelement 18 und eine Auswerteeinheit 20 aufweist.
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2 zeigt die Batterie 12 in einer schematischen Detaildarstellung. Hierbei wird insbesondere auf die Ausgestaltung des Sensorelements 18 eingegangen. Das Sensorelement 18 der 2 weist eine Trägerschicht 22 sowie eine elektrisch leitfähige Leiterbahn 24 auf. Die Leiterbahn 24 ist in der 2 beispielhaft als kammförmig ineinandergreifende Elektroden dargestellt. Eine Umgebungsfeuchte 26 wirkt nun auf die bevorzugte hygroskopisch ausgestaltete Trägerschicht 22 ein, wodurch eine Permittivität der Trägerschicht 22 verändert wird und somit ein elektrischer Widerstand in dem Sensorelement 18. Mit einer Veränderung der Umgebungsfeuchte 26 ändert sich demnach eine Messspannung U (siehe 3), die sich in Abhängigkeit von einer durch eine Spannungsquelle 28 an die Leiterbahn 24 angelegten Betriebsspannung einstellt. Mit anderen Worten ausgedrückt fällt eine jeweilige Messspannung U in dem Maße ab, wie eine jeweilige Umgebungsfeuchte 26 zunimmt. Dieser Zusammenhang ist schematisch in 3 gezeigt.
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3 zeigt ein Spannungs-Zeit-Diagramm (U-t-Diagramm), wobei auf der Y-Achse des Diagramms eine Messspannung U und auf der X-Achse eine Zeit t aufgetragen ist. In dem Diagramm ist schematisch ein Verlauf 30 oder eine Verlaufskurve einer durch die Auswerteeinheit 20 erfassten Messspannung U aufgetragen. Innerhalb eines Messintervalls Δt fällt in der in 3 gezeigten Darstellung die Messspannung U von einem Wert U1 auf einen Wert U2 ab, wobei eine Differenz aus U1 und U2 hier als ΔU bezeichnet ist. Da dieser Spannungsabfall ΔU wie oben beschrieben proportional mit einer Erhöhung der Umgebungsfeuchte 26 in Zusammenhang steht, kann im Rückschluss aus dem Spannungsabfall ΔU über die Zeit t die Geschwindigkeit des Anstiegs der Umgebungsfeuchte 26 diagnostiziert werden. Um diese Diagnose zu klassifizieren, kann es vorgesehen sein, einen Grenzwert X (siehe 4) einzuführen.
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Unter Bezugnahme auf die im Zusammenhang mit den 1 bis 3 gezeigten und beschriebenen Komponenten zeigt 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Überwachen einer Batterie 12. Die Auswerteeinheit 20 erfasst zunächst einen Verlauf 30 einer sich an der Leiterbahn 24 in Abhängigkeit von einer innerhalb eines Überwachungsbereichs herrschenden Umgebungsfeuchte 26 einstellenden Messspannung U. Aus dem Verlauf 30 ermittelt die Auswerteeinheit 20 eine Verlaufsänderung 32 der Messspannung U. Liegt die Verlaufsänderung 32, die in dem in 4 dargestellten Beispiel einer Veränderung der Messspannung U über die Zeit t entspricht, oberhalb eines Grenzwertes X, so diagnostiziert die Auswerteeinheit 20 ein kritisches Fehlerszenario 34. Liegt die Verlaufsänderung 32 unterhalb des Grenzwerts X oder entspricht diesem, so diagnostiziert die Auswerteeinheit 20 ein unkritisches Fehlerszenario 36 und löst eine entsprechende Schutzroutine für die Batterie 12 aus.
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Durch die beschriebene Sensorik kann eine frühzeitige Detektion von Feuchtigkeit in der HV-Batterie bereitgestellt werden. Feuchtigkeit kann je nach verwendetem Konzept zu Fehldetektionen z.B. aufgrund von Abscheidung der Luftfeuchte führen. Die Neue Idee ist hierbei, mittels eines im Grunde genommen aus einer Leiterschleife bestehenden Bauteils / Sensors eine neue Möglichkeit der Detektion von Feuchtigkeit zu schaffen. Dieser Sensor kann dabei Feuchtigkeit durch eine Änderung des elektrischen Widerstands erkennen. Auf Basis der Detektion sollen bevorzugt folgende Mechanismen im Fahrzeug in Kraft gesetzt werden. Bei einer Änderung der Feuchtigkeit, insbesondere bei einer starken Änderung und damit ggf. verbundener Leckage soll eine Abschaltung der Pumpen im Kühlkreislauf zur Reduzierung der potentiell eindringenden Kühlmittelmenge in die HV-Batterie durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich soll eine Verringerung des Volumenstromes durchgeführt werden und damit eine Zeit bis zum Eintreten eines kritischen Ereignisses erhöht werden. Zudem kann eine Warnung eines Fahrzeuginsassen vor der detektierten Feuchtigkeit erfolgen. Die Batterieleistung kann reduziert werden, so dass ein Fahrbetrieb noch eingeschränkt möglich ist. Allerdings kann ein elektrisches Nachladen/ Rekuperieren / Boosten verhindert werden. Auch kann eine aktive Reduzierung des Ladezustandes der HV-Batterie auf einen Mindest-SoC (State of Charge) erfolgen.
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Bei dem Sensorelement handelt es sich bevorzugt um eine Leiterbahn mit definiertem elektrischem Widerstand. Bei Anlegen einer Spannung tritt ein Spannungsabfall auf. Dieser wird detektiert und ändert sich je nach der Umgebungsfeuchte. Je nach umgesetzten Konzept können bestimmte Fahrzeugreaktionen ausgelöst werden. Ein Insasse wird beispielsweise über eine Kombianzeige und/oder einen Warnton informiert.
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Der grundlegende Vorteil des Systems liegt darin begründet, dass die Detektion verschiedener Fehlerszenarien einfach und mit geringem Integrationsaufwand detektiert werden kann.
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Wenn der Sensor einen Fehler detektiert wird zwischen zwei verschiedenen Fehlerfällen unterschieden. Wenn als Fehlerdetektion ein veränderter Widerstand detektiert wird, findet je nach Situation eine Entscheidung zwischen einer „Safety Stop Vehicle“ und einer „Drive to Garage“ Anzeige statt. Eine mögliche Fehlermeldung für die „Safety Stop Vehicle“ Warnung kann hierbei beispielsweise durch eine Leckage am Kühlmittelsystem hervorrufen werden. Wenn die Möglichkeit besteht das es sich bei der Detektion um eine Abscheidung der Luftfeuchte handelt, könnte beispielweise „Drive to Garage“, entsprechend einer Warnung durch die Motorkontrollleuchte, angezeigt werden. Hierbei sollte der Passagier nach Möglichkeit die nächste Werkstatt anfahren.
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Das vorgestellte Detektions- und Sicherheitskonzept stellt eine mögliche, robuste und kurzfristig zu integrierende Maßnahme dar.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Früherkennung von Fehlerszenarien bei Hochvolt-Batteriesystemen für Plug-in-Hybridfahrzeuge und elektrisch betriebene Batteriefahrzeuge bereitgestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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