DE112014005680T5 - Batterietester und Batterieregistrationsgerät - Google Patents

Batterietester und Batterieregistrationsgerät Download PDF

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Abstract

Werkzeug zur Progammierung einer elektronischen Batterieüberwachung, umfassend: einen Sensor, konfiguriert um an eine Speicherbatterie zu koppeln und elektrische Parameter der Batterie zu erfassen, einen Ein-/Ausgabeschaltkreis, konfiguriert um an eine elektronische Batterieüberwachung zu koppeln und mit dieser zu kommunizieren, und einen Mikroprozessor, konfiguriert um Batterietests der Speicherbatterie unter Verwendung des Sensors durchzuführen und weiterhin konfiguriert um Daten in einem Speicher der elektronischen Batterieüberwachung mittels des Ein-/Ausgabeschaltkreises abhängig von den Testergebnissen des Batterietests abzulegen.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Vorzüge der vorläufigen US Patentanmeldung Anmeldenummer 61/915,157, eingereicht am 12. Dezember 2013, deren Inhalt hiermit durch Verweis in Gänze miteinbezogen sein soll.
  • Hintergrund
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektronische Batterieüberwachung von der Art, die in Automobilen eingesetzt werden. Genauer betrifft vorliegende Erfindung das Programmieren einer solchen Überwachung.
  • Elektronische Batterieüberwachungen werden typischerweise so konfiguriert, das sie ständig mit der Batterie eines Automobils gekoppelt sind. Sie können so eingestellt werden, dass sie verschiedene Parameter überwachen, inklusive Strom, Spannung und Temperatur.
  • Verschiedene Arten von Techniken sind bekannt um Batterien und damit verwandte Systeme zu überwachen. Beispiele von elektronischen Testgeräten und damit verwandter Technologie sind beispielsweise offenbart in:
    dem U.S. Patent Nr. 3,873,911 , erteilt am 25.03.1975 für Champlin; Patent Nr. 3,909,708 , erteilt am 30.09.1975 für Champlin; U.S. Patent Nr. 4,816,768 , erteilt 28.03.1989 für Champlin; US Patent Nr. 4,825,170 erteilt 25.04.1989 für Champlin; U.S. Patent Nr. 4,881,038 , erteilt 14.11.1989 für Champlin; US Patent Nr. 4,912,416 , erteilt 27.03.1990, für Champlin; U.S. Patent Nr. 5,140,269 , erteilt am 18.08.1992, für Champlin; U.S. Patent Nr. 5,343,380 , erteilt am 30.08.1994; U.S. Patent Nr. 5,572,136 , erteilt am 05.11.1996; U.S. Patent Nr. 5,574,355 , erteilt am 12.11.1996; U.S. Patent Nr. 5,583,416 , erteilt am 10.12.1996; U.S. Patent Nr. 5,585,728 , erteilt am 17.12.1996; U.S. Patent Nr. 5,589,757 , erteilt am 31.12.1996; U.S. Patent Nr. 5,592,093 , erteilt am 07.01.1997; U.S. Patent Nr. 5,598,098 , erteilt am 28.01.1997; U.S. Patent Nr. 5,656,920 , erteilt am 12.08.1997; U.S. Patent Nr. 5,757,192 , erteilt am 26.05.1998; U.S. Patent Nr. 5,821,756 , erteilt am 13.10.1998; U.S. Patent Nr. 5,831,435 , erteilt am 03.11.1998; U.S. Patent Nr. 5,871,858 , erteilt am 16.02.1999; U.S. Patent Nr. 5,914,605 , erteilt am 22.06.1999; U.S. Patent Nr. 5,945,829 , erteilt am 31.08.1999; U.S. Patent Nr. 6,002,238 , erteilt am 14.12.1999; U.S. Patent Nr. 6,037,751 , erteilt am 14.03.2000; U.S. Patent Nr. 6,037,777 , erteilt am 14.03.2000; U.S. Patent Nr. 6,051,976 , erteilt am 18.04.2000; U.S. Patent Nr. 6,081,098 , erteilt am 27.06.2000; U.S. Patent Nr. 6,091,245 , erteilt am 18.07.2000; U.S. Patent Nr. 6,104,167 , erteilt am 15.08.2000; U.S. Patent Nr. 6,137,269 , erteilt am 24.10.2000; U.S. Patent Nr. 6,163,156 , erteilt am 19.12.2000; U.S. Patent Nr. 6,172,483 , erteilt am 09.01.2001; U.S. Patent Nr. 6,172,505 , erteilt am 09.01.2001; U.S. Patent Nr. 6,222,369 , erteilt am 24.04.2001; U.S. Patent Nr. 6,225,808 . erteilt am 01.05.2001; U.S. Patent Nr. 6,249,124 , erteilt am 19.06.2001; U.S. Patent Nr. 6,259,254 , erteilt am 10.07.2001; U.S. Patent Nr. 6,262,563 , erteilt am 17.07.2001; U.S. Patent Nr. 6,294,896 , erteilt am 25.09.2001; 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U.S. Patent Nr. 7,688,074 , erteilt am 30.03.2010; U.S. Patent Nr. 7,705,602 , erteilt am 27.04.2010; U.S. Patent Nr. 7,706,992 , erteilt am 27.04.2010; U.S. Patent Nr. 7,710,119 , erteilt am 04.05.2010; U.S. Patent Nr. 7,723,993 , erteilt am 25.05.2010; U.S. Patent Nr. 7,728,597 , erteilt am 01.06.2010; U.S. Patent Nr. 7,772,850 , erteilt am 10.08.2010; U.S. Patent Nr. 7,774,151 , erteilt am 10.08.2010; U.S. Patent Nr. 7,777,612 , erteilt am 17.08.2010; U.S. Patent Nr. 7,791,348 , erteilt am 07.09.2010; U.S. Patent Nr. 7,808,375 , erteilt am 05.10.2010; U.S. Patent Nr. 7,924,015 , erteilt am 12.04.2011; U.S. Patent Nr. 7,940,053 , erteilt am 10.05.2011; U.S. Patent Nr. 7,940,052 , erteilt am 10.05.2011; U.S. Patent Nr. 7,959,476 , erteilt am 14.06.2011; U.S. Patent Nr. 7,977,914 , erteilt am 12.07.2011; U.S. Patent Nr. 7,999,505 , erteilt am 16.08.2011; U.S. Patent Nr. D643,759 , erteilt am 23.08.2011; U.S. Patent Nr. 8,164,343 , erteilt am 24.04.2012; U.S. Patent Nr. 8,198,900 , erteilt am 12.06.2012; U.S. Patent Nr. 8,203,345 , erteilt am 19.06.2012; U.S. Patent Nr. 8,237,448 , erteilt am 07.08.2012; U.S. Patent Nr. 8,306,690 , erteilt am 06.11.2012; U.S. Patent Nr. 8,344,685 , erteilt am 01.01.2013; U.S. Patent Nr. 8,436,619 , erteilt am 07.05.2013; U.S. Patent Nr. 8,442,877 , erteilt am 14.05.2013; U.S. Patent Nr. 8,493,022 , erteilt am 23.07.2013; U.S. Patent Nr. D687,727 , erteilt am 13.08.2013; U.S. Patent Nr. 8,513,949 , erteilt am 20.08.2013; U.S. Patent Nr. 8,674,654 , erteilt am 18.03.2014; U.S. Patent Nr. 8,674,711 , erteilt am 18.03.2014; U.S. Patent Nr. 8,704,483 , erteilt am 22.04.2014; U.S. Patent Nr. 8,738,309 , erteilt am 27.05.2014; U.S. Patent Nr. 8,754,653 , erteilt am 17.06.2014; U.S. Patent Nr. 8,872,516 , erteilt am 28.10.2014; U.S. Patent Nr. 8,872,517 , erteilt am 28.10.2014; U.S. Anmeldenummer 09/780,146 eingereicht 09.02.2001, mit dem Titel STORAGE BATTERY WITH INTEGRAL BATTERY TESTER; U.S. Anmeldenummer 09/756,638, eingereicht am 08.01.2001, mit dem Titel METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING BATTERY PROPERTIES FROM COMPLEX IMPEDANCE/ ADMITTANCE; U.S. Anmeldenummer 09/862,783, eingereicht am 21.05.2001, mit dem Titel METHOD AND APPARATUS FOR TESTING CELLS AND BATTERIES EMBEDDED IN SERIES/PARALLEL SYSTEMS; U.S. Anmeldenummer 09/880,473, eingereicht am 13.06.2001; mit dem Titel BATTERY TEST MODULE; U.S. Serial Nr. 10/042,451, eingereicht am 08.01.2002, mit dem Titel BATTERY CHARGE CONTROL DEVICE; U.S. Anmeldenummer 10/109,734, eingereicht am 28.03.2002 mit dem Titel APPARATUS AND METHOD FOR COUNTERACTING SELF DISCHARGE IN A STORAGE BATTERY; U.S. Anmeldenummer 10/112,998, eingereicht am 29.03.2002, mit dem Titel BATTERY TESTER WITH BATTERY REPLACEMENT OUTPUT; U.S. Anmeldenummer 10/263,473. eingereicht am 02.10.2002, mit dem Titel ELECTRONIC BATTERY TESTER WITH RELATIVE TEST OUTPUT; U.S. Anmeldenummer 10/310,385, eingereicht am 05.12.2002, mit dem Titel BATTERY TEST MODULE; U.S. Anmeldenummer 09/653,963, eingereicht am 01.09.2000, mit dem Titel SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING POWER GENERATION AND STORAGE; U.S. Anmeldenummer 10/174,110, eingereicht am 18.06.2002, mit dem Titel DAYTIME RUNNING LIGHT CONTROL USING AN INTELLIGENT POWER MANAGEMENT SYSTEM; U.S. Anmeldenummer 10/258,441, eingereicht am 09.04.2003, mit dem Titel CURRENT MEASURING CIRCUIT SUITED FOR BATTERIES; U.S. Anmeldenummer 10/681,666, eingereicht am 08.10.2003, mit dem Titel ELECTRONIC BATTERY TESTER WITH PROBE LIGHT; U.S. Anmeldenummer 10/867,385, eingereicht am 14.06.2004, mit dem Titel ENERGY MANAGEMENT SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLE; U.S. Anmeldenummer 10/958,812, eingereicht am 5.10.2004, mit dem Titel SCAN TOOL FOR ELECTRONIC BATTERY TESTER; U.S. Anmeldenummer 60/587,232, eingereicht am 14.12.2004, mit dem Titel CELLTRON ULTRA, U.S. Anmeldenummer 60/653,537, eingereicht am 16.02.2005, mit dem Titel CUSTOMER MANAGED WARRANTY CODE; U.S. Anmeldenummer 60/665,070, eingereicht am 24.03.2005, mit dem Titel OHMMETER PROTECTION CIRCUIT; U.S. Anmeldenummer 60,694,199, eingereicht am 27.06.2005, mit dem Titel GEL BATTERY CONDUCTANCE COMPENSATION; U.S. Anmeldenummer 60/705.389, eingereicht am 04.08.2005, mit dem Titel PORTABLE TOOL THEFT PREVENTION SYSTEM, U.S. Anmeldenummer 11/207,419, eingereicht am 19.08.2005, mit dem Titel SYSTEM FOR AUTOMATICALLY GATHERING BATTERY INFORMATION FOR USE DURING BATTERY TESTER/CHARGING, U.S. Anmeldenummer 60/712,322, eingereicht am 29.08.2005, mit dem Titel AUTOMOTIVE VEHICLE ELECTRICAL SYSTEM DIAGNOSTIC DEVICE. U.S. Anmeldenummer 60/713,168, eingereicht am 31.08.2005, mit dem Titel LOAD TESTER SIMULATION WITH DISCHARGE COMPENSATION, U.S. Anmeldenummer 60/731,881, eingereicht am 31.10.2005, mit dem Titel PLUG-IN FEATURES FOR BATTERY TESTERS; U.S. Anmeldenummer 60/731,887, eingereicht am 31.10.2005, mit dem Titel AUTOMOTIVE VEHICLE ELECTRICAL SYSTEM DIAGNOSTIC DEVICE; U.S. Anmeldenummer 11/304,004, eingereicht am 14.12.2005, mit dem Titel BATTERY TESTER THAT CALCULATES ITS OWN REFERENCE VALUES; U.S. Anmeldenummer 11/356,443, eingereicht am 16.02.2006, mit dem Titel ELECTRONIC BATTERY TESTER WITH NETWORK COMMUNICATION; U.S. Anmeldenummer 11/519,481, eingereicht am 12.09.2006, mit dem Titel BROAD-BAND LOW-CONDUCTANCE CABLES FOR MAKING KELVIN CONNECTIONS TO ELECTROCHEMICAL CELLS AND BATTERIES; U.S. Anmeldenummer 60/847,064, eingereicht am 25.09.2006, mit dem Titel STATIONARY BATTERY MONITORING ALGORITHMS; U.S. Anmeldenummer 60/950,182, eingereicht am 17.07.2007, mit dem Titel BATTERY TESTER FOR HYBRID VEHICLE; U.S. Anmeldenummer 60/973,879, eingereicht am 20.09.2007, mit dem Titel ELECTRONIC BATTERY TESTER FOR TESTING STATIONARY BATTERIES; U.S. Anmeldenummer 60/992,798, eingereicht am 06.12.2007,mit dem Titel STORAGE BATTERY AND BATTERY TESTER; U.S. Anmeldenummer 61/061,848, eingereicht am 16.06.2008, mit dem Titel KELVIN CLAMP FOR ELECTRONICALLY COUPLING TO A BATTERY CONTACT; U.S. Anmeldenummer 12/697,485, eingereicht am 01.02.2010, mit dem Titel ELECTRONIC BATTERY TESTER; U.S. Anmeldenummer 12/712,456, eingereicht am 25.02.2010, mit dem Titel METHOD AND APPARATU FOR DETECTING CELL DETERIORATION IN AN ELECTROCHEMICAL CELL OR BATTERY; U.S. Anmeldenummer 61/311,485, eingereicht am 08.03.2010, mit dem Titel BATTERY TESTER WITH DATABUS FOR COMMUNICATING WITH VEHICLE ELECTRICAL SYSTEM; U.S. Anmeldenummer 61/313,893, eingereicht am 15.03.2010, mit dem Titel USE OF BATTERY MANUFACTURE/SELL DATE IN DIAGNOSIS AND RECOVERY OF DISCHARGED BATTERIES; U.S. Anmeldenummer 12/758,407, eingereicht am 12.04.2010, mit dem Titel ELECTRONIC BATTERY TESTER WITH NETWORK COMMUNICATION; U.S. Anmeldenummer 12/769,911, eingereicht am 29.04.2010, mit dem Titel STATIONARY BATTERY TESTER; U.S. Anmeldenummer 61/330,497, eingereicht am 03.05.2010, mit dem Titel MAGIC WAND WITH ADVANCED HARNESS DETECTION; U.S. Anmeldenummer 61/348,901, eingereicht am 27.05.2010, mit dem Titel ELECTRONIC BATTERY TESTER; U.S Anmeldenummer 61/351,017, eingereicht am 03.06.2010, mit dem Titel IMPROVED ELECTRIC VEHICLE AND HYBRID ELECTRIC VEHICLE BATTERY MODULE BALANCER; U.S. Anmeldenummer 12/818,290, eingereicht am 18.06.2010, mit dem Titel BATTERY MAINTENANCE DEVICE WITH THERMAL BUFFER; U.S. Anmeldenummer 61/373,045., eingereicht am 12.08.2010, mit dem Titel ELECTRONIC BATTERY TESTER FOR TESTING STATIONERY STORAGE BATTERY; U.S. Anmeldenummer 12/888,689, eingereicht am 23.09.2010. mit dem Titel, BATTERY TESTER FOR ELECTRIC VEHICLE; U.S. Anmeldenummer 61/411,162, eingereicht am 08.11.2010, mit dem Titel ELECTRONIC BATTERY TESTER; U.S. Anmeldenummer 13/037,641, eingereicht am 01.03.2011, mit dem Titel MONITOR FOR FRONT TERMINAL BATTERIES; U.S. Anmeldenummer 13/037,641, eingereicht am 01.03.2011, mit dem Titel: MONITOR FOR FRONT TERMINAL BATTERIES; U.S. Anmeldenummer 13/098,661, eingereicht am 02.05.2011, mit dem Titel METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING A PARAMETER OF A VEHICLE ELECTRICAL SYSTEM; U.S. Anmeldenummer 13/113,272, eingereicht am 23.05.2011, mit dem Titel ELECTORNIC STORAGE BATTERY DIAGNOSTIC SYSTEM; U.S. Anmeldenummer 13/152,711, eingereicht am 03.06.2011, mit dem Titel BATTERY PACK MAINTENANCE FOR ELECTRIC VEHICLE; U.S. Anmeldenummer 13/205,949, eingereicht am 09.08.2011, mit dem Titel ELECTRONIC BATTERY TESTER FOR TESTING STORAGE BATTERY; U.S. Anmeldenummer 13/270,828, eingereicht am 11.10.2011, mit dem Titel SYSTEM FOR AUTOMATICALLY GATHERING BATTERY INFORMATION; U.S. Anmeldenummer 13/276,639, eingereicht am 19.10.2011, mit dem Titel METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING A PARAMETER OF A VEHICLE ELECTRICAL SYSTEM; U.S. Anmeldenummer 61/558,088, eingereicht am 10.11.2011, mit dem Titel BATTERY PACK TESTER; U.S. Anmeldenummer 13/357,306, eingereicht am 24.01.2012, mit dem Titel STORAGE BATTERY AND BATTERY TESTER; U.S. Anmeldenummer 61/665,555, eingereicht am 28.06.2012, mit dem Titel HYBRID AND ELECTRIC VEHICLE BATTERY MAINTENANCE DEVICE; and U.S. Anmeldenummer 13/567,463, eingereicht am 06.08.2012, mit dem Titel, BATTERY TESTERS WITH SECONDARY FUNCATIONALITY; U.S. Anmeldenummer 13/668,523, eingereicht am 05.11.2012, mit dem Titel BATTERY TESTER FOR ELECTRIC VEHICLE; U.S. Anmeldenummer 13/672,186, eingereicht am 08.11.2012, mit dem Titel BATTERY PACK TESTER; U.S. Anmeldenummer 61/777,360, eingereicht am 12.03.2013, mit dem Titel DETERMINATION OF STARTING CURRENT IN AN AUTOMOTIVE VEHICLE; U.S. Anmeldenummer 61/777,392, eingereicht am 12.03.2013, mit dem Titel DETERMINATION OF CABLE DROP DURING A STARTING EVENT IN AN AUTOMOTIVE VEHICLE; U.S. Anmeldenummer 13/827,128, eingereicht am 14.03.2013, mit dem Titel HYBRID AND ELECTRIC VEHICLE BATTERY MAINTENANCE DEVICE; U.S. Anmeldenummer 61/789,189, eingereicht am 15.03.2013, mit dem Titel CURRENT CLAMP WITH JAW CLOSURE DETECTION; U.S. Anmeldenummer 61/824,056, eingereicht am 16.05.2013, mit dem Titel BATTERY TESTING SYSTEM AND METHOD; U.S. Anmeldenummer 61/859,991, eingereicht am 30.07.2013, mit dem Titel METHOD AND APPARATUS FOR MONITRING A PLURALITY OF STORAGE BATTERIES IN A STATIONARY BACK-UP POWER SYSTEM; U.S. Anmeldenummer 14/039,746, eingereicht am 27.09.2013, mit dem Titel BATTERY PACK MAINTENANCE FOR ELECTRIC VEHICLE; U.S. Anmeldenummer 61/915,157, eingereicht am 12.12.2013, mit dem Titel BATTERY TESTER AND BATTERY REGISTRATION TOOL; U.S. Anmeldenummer 61/928,167, eingereicht am 16.01.2014, mit dem Titel BATTERY CLAMP WITH ENDOSKELEFÜRN DESIGN; U.S. Anmeldenummer 14/204,286, eingereicht am 11.03.2014, mit dem Titel CURRENT CLAMP WITH J AW CLOSURE DETECTION; U.S. Anmeldenummer 14/276,276, eingereicht am 13.05.2014, mit dem Titel BATTERY TESTING SYSTEM AND METHOD; U.S. Anmeldenummer 62/024,037, eingereicht am 14.07.2014, mit dem Titel COMBINATION SERVICE TOOL; U.S. Anmeldenummer 62/055,884, eingereicht am 26.09.2014, mit dem Titel CABLE CONNECTOR FOR ELECTORNIC BATTERY TESTER; deren sämtlicher Inhalt in Gänze durch Verweis hiermit hier aufgenommen sein soll.
  • Zusammenfassung
  • Ein Werkzeug für die Programmierung elektronischer Batterieüberwachungen beinhaltet einen an einer Speicherbatterie gekoppelten und einen elektrischen Parameter selbiger überwachenden Sensor, einen an einer elektronischen Batterieüberwachung gekoppelten und mit diesem kommunizierenden Ein-/Ausgabeschaltkreis und einen Mikroprozessor, der mittels des Sensors einen Batterietest der Speicherbatterie durchführt. Der Mikroprozessor ist weiterhin so konfiguriert, dass er abhängig von dem Ergebnis des Batterietests Daten in einem Datenspeicher der elektronischen Batterieüberwachung mittels des Ein/Ausgabeschaltkreises ablegt.
  • Eine kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein vereinfachtes Diagramm eines Automobils mit elektronischer Batterieüberwachung gekoppelt an eine Batterie des Fahrzeugs.
  • 2 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm der Batterieüberwachung nach 1.
  • 3 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm, welches den Batterietestschaltkreis zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung der illustrierenden Ausführungsformen
  • Vorliegende Erfindung befasst sich mit Batterietestern und Batterieüberwachungen. Genauer gesagt, beschäftigt sich vorliegende Erfindung mit Batterieregistrierungswerkzeugen von der Art, wie sie zum Speichern von Informationen in Sensoren und Batterieverwaltungssystemen in Automobilen verwendet werden.
  • Es wird zunehmend üblicher, dass ein neuer PKW mit Batteriesensoren (Überwachungen) ausgestattet ist. Diese Sensoren messen die Spannung, Strom und Temperatur. Weiterhin verwenden sie diese Messung, um den Ladezustand der Batterie, die Gesundheit der Batterie und verschiedene andere Parameter zu überwachen. Um dies zu erreichen, müssen jedoch fundamentale Parameter in die Sensoren einprogrammiert sein. Diese Parameter umfassen, aber sind nicht beschränkt auf, die Folgenden:
    • – die Kapazität in Amperestunden
    • – der Kaltstartstrom (CCA)
    • – die Peukert-Zahl
    • – die Batteriechemie, wie z. B. AGM oder geflutete Bleibatterie
  • Diese Sensoren werden typischerweise gesondert oder durch das Fahrzeug programmiert. Dies wird üblicherweise als „Batterieregistrierung“ bezeichnet. In manchen Fällen jedoch, kann keine Verifikation durchgeführt werden, um sicher zu stellen, dass die Parameter, die in dem Sensor programmiert sind, tatsächlich auf die im Auto eingebaute Batterie passen. Falls die Batterieparameter, die oben aufgelistet sind, nicht auf die tatsächlich im Auto montierte Batterie zutreffen, werden Berechnungen des Ladungszustandes, des Gesundheitzustandes u. a. fehlerbehaftet sein. Falls diese Parameter nicht aktualisiert werden, wenn die Batterie gewechselt wird, entstehen des Weiteren ebenfalls Möglichkeiten für Fehler, insbesondere wenn die Ersatzbatterie nicht die gleichen Charakteristiken aufweist wie die Originalbatterie.
  • Zusätzlich gilt es zu bedenken, dass oftmals die rudimentären Ladungszustands- und Gesundheitszustandsalgorithmen, welche in die Batteriesensoren einbezogen sind, mit fortschreitender Alterung der Batterie zunehmend ungenauer werden. Dies ist eine weitere Fehlerquelle.
  • Als Drittes gilt es zu bedenken, dass die Batterieregistrierung im Allgemeinen durch den OBDII Datenbus des Fahrzeugs vorgenommen wird. Aufgrund herstellerabhängiger Unterschiede in der Programmierung ihrer Fahrzeuge, und sogar Unterschiede zwischen verschiedenen Modellen und Modelljahren desselben Herstellers, unterscheidet sich der Batterieregistrierungsprozess von Fahrzeug zu Fahrzeug. Dies verkompliziert den Prozess über die Vielzahl an existierenden Fahrzeugen.
  • In einer Hinsicht stellt vorliegende Erfindung einen neuen Typ von Wartungswerkzeug oder eine Verbresserung von existierenden Wartungswerkzeugen vor. Es wird ein Batterietester vorgestellt, der ebenfalls Batteriesensoren (Überwachungen) programmieren kann, und dadurch die Möglichkeit für Fehler beim Batterieregistrierungsprozess reduziert. In einem spezifischen Beispiel gibt ein Benutzer die Batterieparameter in das Batteriewartungswerkzeug ein. Als Nächstes wird ein Batterietest durchgeführt um sicher zu stellen, dass die Batterie die Herstellervorgaben erfüllt. Nach Erhalt eines positiven Testergebnisses, kann der Benutzer die anzuwendenden Parameter in den Batteriesensor einprogrammieren. Dies stellt sicher, dass der Batteriesensor korrekt programmiert ist. Da der Sensor direkt programmiert wird, ohne Verwendung des OBDII Datenbusses des Fahrzeugs, sind fahrzeugspezifische Protokolle nicht nötig. Des Weiteren erlaubt dies ebenfalls, genauere Batterietestalgorithmen und -techniken anzuwenden, als bei simplen, spannungsbasierten Algorithmen, welche üblicher Weise in Standardbatteriesensoren Anwendung finden. Ein verbesserter Algorithmus kann ebenfalls gleichzeitig mit dem Batterieregistrierungsprozess in das Fahrzeug einprogrammiert werden.
  • Batteriesensoren sind unter verschiedenen Namen bekannt, darunter Batteriekontrollmodul, Batteriemanagementsystem, Batteriemanagementsensor, Batterieüberwachungssensor, intelligenter Batteriesensor, BECB, Batterieüberwachungseinheit, elektronischer Batteriesensor, Batteriekontrolleinheit u. a. Hier werden sie allgemein als elektronische Batterieüberwachung bezeichnet. Beispiele für elektronische Batterieüberwachungen umfassen ING-100, INGEN Battery Management System erhältlich von Midtronics Inc., den intelligenten Batteriesensor IBS 200x, der Delphi IVT Batteriesensor, sowie Komponenten wie die ADU C7039 erhältlich von der Fa. Analog Devices, die AMS AG AS8510, u. a. Kommunikation mit solchen Vorrichtungen beinhaltet verschiedene Techniken, daruner ein Local Interconnect Network (LIN), ein Controller Area Network (CAN), drahtlose Technologie inklusive Bluetooth® und WiFi, sowie OBDII. Die Sensoren können konfiguriert werden um Parameter der Batterie inklusive Ladungszustand, Gesundheitszustand u. a. zu berechnen.
  • 1 ist ein vereinfachtes Diagramm eines Automobils 10 umfassend eine Speicherbatterie 12, einen Motor/Verbraucher 14 und ein Aufladesystem 16. Der Betrieb des Fahrzeugs inklusive des Aufladesystems und der elektrischen Verbraucher ist unter der Kontrolle einer Steuerung 18. Das Fahrzeug 10 kann ein konventionelles Fahrzeug sein, ein Hybrid oder ein Elektrofahrzeug. Während des Betriebs, wird aus der Batterie 12 Leistung bezogen um die Komponenten des Fahrzeugs zu betreiben. Diese können traditionell vorhandene elektrische Verbraucher sein, wie z. B. das Fahrlicht, das Autoradio, Motokomponenten, etc. Im Fall eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs umfasst der Motor 14 einen oder mehrere elektrische Motoren, welche zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet werden. Ein Aufladesystem 16 ist ebenfalls vorhanden. In einem konventionellen Fahrzeug kann das Aufladesystem 16 aus einem an den Verbrennungsmotor gekoppelten Generator bestehen. Eine ähnliche Ausgestaltung kann in einem Hybridfahrzeug verwendet werden. Andere Wiederaufladetechniken umfassen regenerative Techniken, wie das regenerative Bremsen, bei welchem die Bremskraft aufgefangen und verwendet wird um die Batterie 12 zu laden. Die Speicherbatterie 12 kann eine konventionelle 12 Volt-Speicherbatterie wie sie üblicherweise in Fahrzeugen verwendet wird oder eine Batterie mit größerer Kapazität wie in Hybrid- oder Elektrofahrzeugen. Es ist eine Batterieerfassung 20 gezeigt, die mit der Batterie 12 verbunden ist. Die Bedienung der Batterieerfassung 20 wird weiter unten im Detail erläutert. Die Erfassung 20 sammelt Informationen bezüglich der Spannung, des Stroms und/oder der Temperatur der Batterie 12. Diese Informationen werden entweder in roher Form über dem Datenbus 22 an die Steuerung 18 weitergeleitet, oder verwendet um Diagnosen durchzuführen. Solche Diagnosen umfassen die Bestimmung des Gesundheitszustands oder des Ladezustands der Batterie 12.
  • 2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer elektronischen Batterieüberwachung 20. Überwachung 20 beinhaltet verschiedene Sensoren wie einen Stromsensor 30, einen Spannungssensor 32 und einen Temperatursensor 34. Der Stromsensor 30 kann so mit der Batterie 12 gekoppelt sein, dass er den in die Batterie 12 hinein und wieder herausfließenden Strom misst. Gleichermaßen kann der Spannungssensor 32 mit den Ausgangpolen der Batterie 12 verbunden sein um die Spannung zwischen diesen zu messen. Der Temperatursensor 34 kann verwendet werden, um die Temperatur der Batterie selbst oder in der Nähe befindlicher Komponenten zu messen. Die Sensoren 30, 32 und 34 sind mit einem Analog-zu-Digital-Konverter 36 verbunden, welcher ihre Ausgangssignale digitalisiert und ein repräsentatives digitales Signal an einen Mikroprozessor 38 weitergibt. Der Mikroprozessor 38 arbeitet nach Instruktionen und anderen Werten, welche im Datenspeicher 40 abgelegt sind und ist konfiguriert, um über den Ein/Ausgabeschaltkreis 42 zu kommunizieren.
  • Während des Betriebs überwacht Mikroprozessor 38 die von den Sensoren 30, 32 und 34 gesammelten Daten und kommuniziert responsiv über den Datenbus 22. Die über den Datenbus 22 kommunizierten Daten können rohe Werte der überwachten Spannung, des Stroms oder der Temperatur sein oder andere Informationen umfassen. Beispielsweise kann Mikroprozessor 38 konfiguriert sein, um den Zustand der Batterie anhand der von Sensoren 30, 32 und 34 gesammelten Daten zu diagnostizieren und responsiv über den Datenbus 22 zu kommunizieren. Solche Feststellungen umfassen den Gesundheitszustand der Batterie, den Ladezustand der Batterie u. a. Informationen. Solche Feststellungen werden mittels Algorithmen getroffen, die in Form von Programmbefehlen im Datenspeicher 40 vorliegen. Die Algorithmen können konstante Werte umfassen, inklusive Kalibrierungswerte, welche im Datenspeicher 40 gespeichert sind. Die Kommunikation über den Datenbus 22 kann gemäß eines beliebigen Protokolls, inklusive des CAN Protokolls, des LIN Protokolls, serieller Kommunikation, sowie drahtloser Kommunikationsprotokolle erfolgen. Ein optionaler zweiter Datenbus 44 ist ebenfalls illustriert. Überwachung 20 kann eine eigene Energiequelle beinhalten, jedoch wird Überwachung 20 typischerweise ihre Energie direkt von der Batterie 12 erhalten.
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines Batterietestschaltkreises 110 oder „Werkzeugs“, welches eine Störfunktion 140 und enen Verstärker 142 beinhaltet, die mit Anschlusstücken 118 verbunden sind. In der Illustration von 3 sind die Anschlusstücke 118 als Kelvin Zweileiterverbindungen dargestellt. In einer solchen Konfiguration, fließt der Strom zwischen einem Paar der insgesamt vier Ausgangspole und die abfallende Spannung kann zwischen dem zweiten Paar Ausgangspole abgegriffen werden. Die Störfunktion 140 kann jedes Signal mit einer zeitveränderlichen Komponente inklusive eines transienten Signals sein. Die Störfunktion 140 kann erreicht werden durch Zuschalten einer Last oder indem ein aktives Signal an die Batterie 116 appliziert wird. In einer Konfiguration kann die Störfunktion 140 eine Komponente des Fahrzeugs 10 selbst sein. Beispielsweise können elektrische Verbraucher im Fahrzeug 10 selbst zugeschaltet werden, um einen Stromfluss aus der Batterie 12 zu bewirken. Gleichermaßen kann der Aufladeschaltkreis 16, welcher in 1 gezeigt ist, verwendet werden, um eine Änderung des Betriebszustandes der Batterie 12 zu forcieren. Das Antwortsignal wird mittels des Verstärkers 142 aufgenommen und verstärkt und an den Analog-zu-Digital-Konverter 144 weitergegeben, welcher an Mikroprozessor 146 angeschlossen ist. Mikroprozessor 146 arbeitet nach Programmierbefehlen welche im Datenspeicher 148 abgelegt sind. Mikroprozessor 146 kann Daten im Datenspeicher 148 ablegen.
  • Ein-/Ausgabe (I/O) 152 wird bereitgestellt, um an den Datenbus 112 zu koppeln. Ein-/Ausgabe 152 kann einem beliebigen gewünschten Standard oder Protokoll genügen. Die vom Batterietestschaltkreis 110 gesammelten Daten können im Datenspeicher 148 abgelegt und über den Datenbus 112 gesendet werden, wenn sie von dem externen Schaltkreis 114 abgefragt werden. In einer Ausführungsform umfasst die Ein-/Ausgabe 152 einen RF (Radiofrequenz) oder IR (Infrarot) Ein-/Ausgabeschaltkreis und Datenbus 112 umfasst elektromagnetische Strahlung. In einer Konfiguration wird Ein-/Ausgabeschaltkreis 152 verwendet, um eine lokale Benutzerschnittstelle zur Verfügung zu stellen, beispielsweise Anzeige- und Eingabemittel, mit welchen ein Benutzer den Batterietester 110 vor Ort zu steuern vermag.
  • Natürlich ist die Illustration von 3 nur eine vereinfachte Ausführungsform und andere Ausführungsformen sind ebenfalls mit der Erfindung vereinbar. Datenbus 112 kann direkt mit dem Datenspeichehr 148 gekoppelt sein, um gespeicherte Daten auszulesen. Des Weiteren ist in der illustrierten Ausführungsform der Mikroprozessor 146 konfiguriert, um einen dynamischen, von der Störfunktion 140 beeinflussten Parameter zu messen. Dieser dynamische Parameter kann mit dem Batteriezustand korreliert sein, wie in den oben erwähnten Champlin und Midtronics, Inc. Patenten. Wie hier verwendet bezieht sich „dynamischer Parameter“ auf einen Parameter der Batterie 12, welcher durch eine Störfunktion mit einem zeitveränderlichen Wert beeinflusst und gemessen wird. Dies umfasst zeitveränderliche Werte, welche sich periodisch ändern, solche die transienter Natur sind oder eine Kombination aus beidem. In einer Konfiguration ist die Störfunktion ein relativ kleines Signal im Verhältnis zu den Bedarf der anderen Verbraucher des Fahrzeugs bzw. den an die Batterien angeschlossenen Verbrauchern. Die Störfunktion kann ein Spannungs- oder Stromsignal sein oder eine Kombination aus beidem. Sowohl reelle als imaginäre Repräsentationen der erfassten Daten können bei der Bestimmung des dynamischen Parameters Verwendung finden. Es können jedoch auch andere Arten von Batterietestschalkreisen in vorliegender Erfindung verwendet werden, und verschiedene Aspekte der Erfindung sollen nicht auf die spezifischen, hier illustrierten Ausführungsformen limitiert sein.
  • 3 illustriert ebenfalls einen optionalen Ein-/Ausgabeblock 150, welcher jede andere Art mit dem Mikroprozessor 146 gekoppelte Ein- und/oder Ausgabe sein kann. Zum Beispiel kann dies verwendet werden, um externe Vorrichtungen anzuschließen, oder Ein- und/oder Ausgabe seitens eines Benutzers zu ermöglichen. Datenbus 112 kann ebenfalls verwendet werden, um Daten oder Befehle an Mikroprozessor 146 zu geben. Mikroprozessor 146 kann so instruiert werden, bestimmte Tests durchzuführen, spezifizierte Daten zu senden, Programmbefehle, konstante Testparameter usw. zu aktualisieren, welche im Datenspeicher 148 vorliegen. Obwohl ein Mikroprozessor 146 gezeigt ist, können auch andere Arten von Berechnungs- oder anderen Schaltkreisen verwendet werden, um Daten zu sammeln und im Datenspeicher 148 abzulegen.
  • Ein-/Ausgabeschaltkreis 152 ist ebenfalls konfiguriert um, zum Beispiel, mit Datenbus 44 (oder 22) gekoppelt an Schaltkreis 20 und gezeigt in 2 mittels des Ein-/Ausgabeschaltkreises 42 zu kommunizieren. Unter Verwendung dieser Kommunikationsverbindung kann das Werkzeug 112 genutzt werden, um Programminformationen, oder andere Werte in den Datenspeicher 40 der Überwachung 20 einzugeben. Dies kann wie oben beschrieben verwendet werden, um Werte im Speicher 40 selbst zu speichern, darunter, zum Beispiel, im Datenspeicher 40 gespeicherte Diagnosealgorithmen oder Programminstruktionen. Gleichermaßen kann Datenbus 44 (oder 22) eingesetzt werden, um Informationen aus dem Speicher 40 o. a., vom Mikroprozessor 38 zur Verfügung gestellte, Informationen abzufragen. Dies erlaubt die Abfrage von Log-Informationen, Programmierbefehlen, Konstanten und andere Daten aus dem Speicher 40 mittels des Werkzeugs 110.
  • Während des Betriebs verbindet ein Benutzer das Werkzeug 100 mit dem Fahrzeug. Zum Beispiel können die Anschlusstücke 18 an die Batterie 12 gekoppelt und der Ein-/Ausgabeschaltkreis 152 an den Datenbus des Fahrzeugs gekoppelt werden. Ein Benutzer verwendet das Werkzeug 110, um Batterietests der Batterie unter Verwendung geeigneter Techniken wie der hier Beschriebenen durchzuführen. Anhand dieser Tests kann festgestellt werden, ob die Batterie eine für das spezifische Fahrzeug geeignete Batterie ist. Informationen bezüglich der Batterie können im Speicher 40 der in 2 gezeigten elektronischen Überwachung 20 abgelegt werden. Diese Informationen können sein: Kalibrierungsinformation, Leistungsdaten der Batterie oder andere Informationen nach Wunsch. In einer Konfiguration beinhaltet das Werkzeug 110 einen Temperatursensor (zum Beispiel, I/O Modul 150 kann einen Temperatursensor beinhalten), mittels dessen Temperatur-Kalibrierungsinformationen für die elektronische Überwachung 20 zur Verfügung gestellt werden kann. Gleichermaßen können Daten auch aus dem Speicher 40 ausgelesen werden, inklusive abgespeicherte Information, Programmbefehle, usw. Dies können beispielsweise Informationen bezüglich des Testens, der Diagnose und Informationen bezüglich Lebensdauer und Benutzung der Batterie oder andere Informationen sein.
  • Obwohl vorliegende Erfindung mit Bezug zu bevorzugten Ausführungsformen vorgestellt wurde, erkennt der Fachmann, dass Änderungen in Form und Detail möglich sind, ohne die erfinderische Idee und den Bereich der Erfindung zu verlassen. Wie hier verwendet umfasst der Begriff „Mikroprozessor“ jede digitale Steuerung oder ähnliches. Obwohl der dynamische Parameter nur mit Bezug auf 3 beschrieben wurde, kann jeder Parameter der Batterie zur Durchführung des Batterietests gemessen werden.

Claims (22)

  1. Werkzeug zur Progammierung einer elektronischen Batterieüberwachung, umfassend: einen Sensor, konfiguriert um an eine Speicherbatterie (12) zu koppeln und elektrische Parameter der Batterie (12) zu erfassen, einen Ein-/Ausgabeschaltkreis (150, 152), konfiguriert um an eine elektronische Batterieüberwachung (20) zu koppeln und mit dieser zu kommunizieren, und ein Mikroprozessor (146) konfiguriert um einen Batterietest der Speicherbatterie (12) unter Verwendung des Sensors durchzuführen und weiterhin konfiguriert um Daten in einem Speicher (40) der elektronischen Batterieüberwachung (20) mittels des Ein-/Ausgabeschaltkreises (152) abhängig von den Testergebnissen des Batterietests abzulegen.
  2. Das Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (146) einen Test anhand eines dynamischen Parameters durchführt.
  3. Das Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, dass der Mikroprozessor (146) den Leitwert der Batterie (12) misst.
  4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmierung auf die Amperestunden-Kapazität der Batterie (12) bezogen ist.
  5. Das Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Speicher(40) abgelegten Daten mit den Kaltstartstrom (CCA) betreffen.
  6. Das Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Speicher(40) abgelegten Daten mit die Peukert-Zahl der Batterie (12) betreffen.
  7. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Speicher(40) abgelegten Daten mit die Batteriechemie betreffen.
  8. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein-/Ausgabeschaltkreis (152) direkt mit einem Datenbus des Fahrzeugs (22, 44) kommuniziert.
  9. Das Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbus dem OBDII-Standard genügt.
  10. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Speicher(40) abgelegten Daten mit Leerlaufspannung der Speicherbatterie (12) im vollgeladenen Zustand zusammenhängen.
  11. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Speicher(40) abgelegten Daten mit der Leerlaufspannung der Speicherbatterie (12) im entladenen Zustand zusammenhängen.
  12. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein-/Ausgabeschaltkreis (152) zu Kommunikationen über einen Datenbus (112) der elektronischen Batterieüberwachung (20) konfiguriert ist.
  13. Das Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbus (112) dem CAN-Standard genügt.
  14. Werkezug nach Anspruch 12, dadurch gekennezeichnet, dass der Datenbus (112) dem LIN-Standard genügt.
  15. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Daten von dem Batterietest der Speicherbatterie (12) abhängig sind.
  16. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Störfunktionsquelle (140) vorhanden ist, welche mit der Speicherbatterie (12) verbunden ist und eine Störfunktion auf die Speicherbatterie (12) appliziert.
  17. Werkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zum Erfassen einer Antwort der Speicherbatterie (12) auf die applizierte Störfunktion (140) konfiguriert ist.
  18. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine lokale Benutzersschnittstelle vorhanden ist.
  19. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Daten Kalibrierungsinformationen umfassen.
  20. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Daten Programmbefehle von seitens der elektronischen Batterieüberwachung (20) zum Testen der Speicherbatterie (12) verwendeter Algorithmen umfassen.
  21. 21 Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein-/Ausgabeschaltkreis (150, 152) einen drahtlosen Kommunikationsschaltkreis umfasst.
  22. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein-/Ausgabeschaltkreis (150, 152) drahtgebundene Kommunikationsschaltkreise umfasst.
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