DE19834740A1 - Verfahren zur Batterieüberwachung sowie Batterie mit integrierter Überwachungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur Batterieüberwachung sowie Batterie mit integrierter Überwachungsvorrichtung

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Batterieüberwachung, speziell für eine Blei-Säure-Batterie in einem Kraftfahrzeug, wobei mittels der Erfindung eine lange Lebensdauer und ein gutes Stromabgabevermögen erzielt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine thermisch isolierte Batterie mit einer integrierten elektronische Überwachungsvorrichtung, die nach dem Verfahren arbeitet. Erfindungsgemäß werden mittels Sensoren unterschiedliche Betriebszustände der Batterie erfaßt, gespeichert und mit gespeicherten Werten verglichen, woraus Aussagen über den Ladezustand und den allgemeinen technischen Zustand der Batterie abgeleitet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Batterieüberwachung, speziell für eine Blei-Säure-Batterie in einem Kraftfahrzeug, wobei mittels der Erfindung eine lange Lebensdauer und ein gutes Stromabgabevermögen erzielt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Batterie mit einer integrierten Überwa­ chungsvorrichtung, die nach dem Verfahren arbeitet.
Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, den Ladezustand von Fahrzeugbatterien zu überwachen. Dazu werden verschiedene Verfahren und Vorrichtungen eingesetzt.
Vorzugsweise wird gemessen, welcher Strom wie lange in die Batterie hin­ ein (Ladegerät, Lichtmaschine während Fahrt) bzw. aus der Batterie her­ ausfließt (Ruhestromverbraucher, Heizung, Beleuchtung). Über eine vorzei­ chenrichtige Integration der Gesamtströme läßt sich dann rechnerisch die verfügbare Kapazität ermitteln.
In der Praxis ergeben sich bei diesem Verfahren jedoch zwei unüberwind­ bare Problemkreise:
  • 1. Für die vorstehend beschriebene Bilanz sind einmal sehr kleine Ströme zu messen (Ruheströme im mA-Bereich, die sich bei längeren Standzeiten zu nicht unerheblichen Kapazitätsverbräuchen addieren), sowie auch sehr hohe Ströme (z. T. größer als 1000 A), die zwar nur für sehr kurze Zeit fließen, aber ebenfalls sehr viel Kapazität verbrauchen.
    Eine Strommessung über den Bereich von wenigen mA bis zu 1000 Am­ pere (6 Dekaden) mit der erforderlichen Genauigkeit ist extrem kostenin­ tensiv und für die praktische Anwendung nicht geeignet.
  • 2. Die aufgenommene Ladungsmenge wird in dem elektrochem. Prozeß nicht vollständig umgesetzt, d. h. ein Teil geht für den elektrochem. Pro­ zeß verloren (Gasung, parasitäre Restströme). Wie groß dieser Verlust ist, kann nach derzeitigem Erkenntnisstand mit vertretbarem Aufwand online nicht bestimmt werden.
Daß die vorstehend erläuterten Probleme bisher nur unzureichend gelöst sind wird durch den Umstand deutlich, daß Fehlfunktionen der Batterie eine der häufigsten Pannenursachen sind.
Es besteht somit das Aufgabe, den Ladezustand der Batterie besser zu überwachen, sowie die Batterieparameter bezüglich Leistung und Haltbar­ keit zu verbessern.
Die Aufgabe der Erfindung wird mittels einer Batterie nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.
Nach Anspruch 1 weist eine Batterie ein Isoliergehäuse auf, dessen Iso­ lierwirkung so bemessen ist, daß äußere und schädigende Höchst- und Tiefsttemperaturspitzen, die im Rahmen der Fahrzeugbenutzung auftreten, vermieden werden. Die Isolierwirkung ist auch so bemessen, daß innerhalb der Batterie ein Temperaturausgleich erfolgt. Damit ist gewährleistet, daß die Innentemperatur mit nur einem Meßfühler hinreichend genau gemessen werden kann. Innerhalb des Isoliergehäuses und mit der Batterie elektrisch, wärmeleitend und mechanisch fest verbunden ist eine elektronische Vor­ richtung angeordnet, die folgende elektrische Komponenten aufweist:
  • - Eine Temperaturmeßvorrichtung zum Messen der Batterie-Innentempe­ ratur. Der Temperaturfühler kann an einer beliebigen Stelle angeordnet sein, da durch die Isolierwirkung des Gehäuses keine unzulässig großen Temperaturgradienten entstehen. Falls die Batterie eine integrierte Heizein­ richtung aufweist, ist der Temperaturfühler möglichst weit entfernt von dieser anzuordnen
  • - Eine Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Außentemperatur. Die Außentemperatur kann durch eine direkte Messung bestimmt werden. Dazu wird an einem Meßort, an dem ständig die aktuelle Außentemperatur an­ liegt, ein Temperaturfühler installiert. Die Außentemperatur kann auch aus der Innentemperatur mittels eines wärmetechnischen Modells berechnet werden, wenn die spezifischen wärmetechnischen Parameter der Batterie bekannt sind.
  • - Eine elektronische Zeiterfassungsvorrichtung zum zeitlichen Erfassen der Batterie-Betriebsbedingungen, wobei nach einem Algorithmus die Ab­ tastzeiten gesteuert werden. So werden z. B. wichtige und schnell ablau­ fende Vorgänge, wie das Anlassen des Motors, sehr kurz abgetastet, d. h. beobachtet und andere Vorgänge, wenn z. B. das Fahrzeug steht, nur langsam abgetastet.
  • - Eine erste Speichervorrichtung, in der eine Vielzahl von Wertetafeln mit Algorithmen und Parametern gespeichert sind, die den Zustand der Batterie charakterisieren. Diese Werte sind z. T. empirisch ermittelt worden. Sie beinhalten die Erkenntnis, wie eine Batterie, die sich z. B. gerade in einem schlechten Betriebszustand befindet, zu behandeln ist, damit die Batterie schnell und schonend in einen besseren Betriebszustand gebracht werden kann, z. B. mittels definierter Aufladung oder Erwärmen.
  • - Eine zweite Speichervorrichtung zum Speichern der ermittelten Betriebs­ bedingungen in Bezug auf die Zeit. In diesem Speicher ist die Vorgeschich­ te der Batterie gespeichert, d. h. z. B. wie häufig der Motor gestartet wur­ de, wie der Verlauf der Außentemperatur war, ob alle Verbraucher zuge­ schaltet waren und wie lange und ob mit hoher oder mit niedriger Motor­ drehzahl gefahren wurde.
  • - Eine erste Vergleichsvorrichtung zum Ermitteln des aktuellen Batteriezu­ standes durch Vergleich der in der zweiten Speichervorrichtung ermittelten Betriebsbedingungen mit den in der ersten Speichervorrichtung gespeicher­ ten Algorithmen und Parametern. Durch diesen Vergleich wird der Batterie­ zustand ermittelt.
  • - Eine erste Entscheidungsvorrichtung, die entscheidet, welche Maßnahmen unter Berücksichtigung des ermittelten Batteriezustandes und den aktuellen Betriebsbedingungen zu treffen sind. Es wird z. B. festgelegt, mit welchem Strom und wie lange die Batterie aufgeladen werden soll, und ob die Batte­ rie dabei gleichzeitig erwärmt werden soll.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Batterie sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.
Nach Anspruch 2 ist eine zweite Entscheidungsvorrichtung vorgesehen, die entscheidet, ob die von der ersten Entscheidungsvorrichtung getroffenen Maßnahmen nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer eine vorbestimmte Wirkung erzeugt haben und im Fall des Nichterreichens der vorbestimmten Wirkung ein Abnormitätssignal auslöst, d. h. es wird festgestellt, ob die angewendeten Maßnahmen zur Verbesserung des Betriebszustandes den zu erwartenden Erfolg gebracht haben. Falls sich dieser Erfolg nicht ein­ stellt, wird ein Signal ausgelöst, das auf einen Defekt hinweist.
Nach Anspruch 3 wird die Außentemperatur mit einer Temperaturmeßvor­ richtung gemessen oder mittels eines wärmetechnischen Modells über die Innentemperatur errechnet. Die Bestimmung eines solchen wärmetechni­ schen Modells ist aus dem Stand der Technik bekannt und bedarf daher für den Fachmann keiner weiteren Erläuterungen.
Nach Anspruch 4 ist innerhalb des Isoliergehäuses eine Batterie-Heizein­ richtung vorgesehen ist, die auch mittels der elektronischen Vorrichtung steuerbar ist, d. h. die Heizeinrichtung kann sowohl extern, z. B. von Hand eingeschaltet, als auch mittels der elektronischen Vorrichtung vorbestimmt gesteuert werden.
Nach Anspruch 5 ist in der elektronische Vorrichtung ein Beschleunigungs­ sensor integrierte, der die auf die Batterie einwirkenden Beschleunigungen erfaßt. Diese Meßsignale werden in der elektronische Vorrichtung gespei­ chert. Der Vorteil dieser Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß unzulässige Beschleunigungen, die z. B. entstehen, wenn die Batteriehalte­ rung gebrochen ist, sofort erkannt werden. Ferner kann auch ermittelt werden, ob die Batterie bei einem Aus- und Einbau einmal unsachgemäß behandelt, z. B. hart aufgesetzt wurde.
Nach Anspruch 6 ist eine optische oder akustische Batteriezustandsinfor­ mationsvorrichtung vorgesehen, mittels der der Fahrer über den Zustand der Batterie informiert und ggf. gewarnt wird.
Nach Anspruch 7 ist eine Datenkommunikationsleitung zwischen der elek­ tronischen Vorrichtung und dem Regler der Lichtmaschine vorgesehen ist, um die Ladung der Batterie zu steuern.
Nach Anspruch 8 ist eine Datenkommunikationsleitung zwischen der elek­ tronischen Vorrichtung und dem Bordcomputer des Fahrzeugs vorgesehen. Diese Maßnahme ermöglicht, daß ein Teil der Auswerteoperationen, die in der elektronischen Vorrichtung der Batterie durchgeführt werden, effizien­ ter im Bordcomputer ausgeführt werden kann.
Nach Anspruch 9 ist eine Dateneingabeeinrichtung zur manuellen oder an­ deren Eingabe von Daten vorgesehen, die mit der elektronischen Vorrich­ tung verbunden ist. Vom Fahrer kann z. B. die Uhrzeit eingegeben werden, zu der das Fahrzeug täglich gestartet wird. Wenn der Start z. B. bei niedri­ gen Außentemperaturen erfolgen muß, wird die interne Heizung z. B. eine Stunde zuvor eingeschaltet, wodurch das Startverhalten wesentlich ver­ bessert und die Batterie geschont wird.
Nach Anspruch 10 ist die Dateneingabeeinrichtung drahtlos ansteuerbar, z. B. mittels eines Funktelefons. Wenn das Fahrzeug z. B. im Winter mehrere Tage lange auf dem Parkplatz eines Flughafens gestanden hat, ist die Bat­ terie stark unterkühlt. Wenn der Fahrer seine Ankunft auf dem Flughafen kennt oder abschätzen kann, wählt er eine vorbestimmte Nummer des Mobiltelefonnetzes und kann den Einschaltzeitpunkt einer Heizung pro­ grammieren. Die dazu erforderliche Technik ist bereits verfügbar und wird bei der Fernprogrammierung von Anrufbeantwortern eingesetzt. Es sei an­ gemerkt, daß sowohl die interne Batterieheizung als auch die Standheizung des Fahrzeugs verwendet werden kann.
Nach Verfahrensanspruch 11 werden folgende Verfahrensschritte ausge­ führt:
  • - Messen der Batteriespannung nach einem vorbestimmten Zeitalgorithmus, wobei besonders kritische Zeitabschnitte häufiger gemessen werden, z. B. während der Anlaßphase des Motors.
  • - Messen der Temperatur im Batterieinneren nach einem vorbestimmten Zeitalgorithmus, wobei hierbei solche Abtastraten gewählt werden, die an die Wärmekapazität der Batterie angepaßt sind.
  • - Bestimmen der Umgebungstemperatur nach einem vorbestimmten Zeital­ gorithmus, wobei die Umgebungstemperatur mittels eines Sensors gemes­ sen werden kann oder über ein wärmetechnisches Modell errechnet wird.
  • - Vergleichen der ermittelten Spannungs- und Temperaturwerte mit den gespeicherten Spannungs- und Temperaturwerten, wobei z. B. Ruhe­ stromwerte unter verschiedenen Temperaturverhältnissen gespeichert sind und mit den gemessenen Werten verglichen werden.
  • - Entscheiden nach einem vorbestimmten Algorithmus, welche Maßnahmen unter Berücksichtigung des ermittelten Batteriezustandes und der aktuellen Betriebsbedingungen zu treffen sind, wobei z. B. eine gravierende Ände­ rung eines Ruhestroms auf einen Defekt hinweisen kann.
Unter Ruhestrom ist im vorgenannten Fall der Strom zu verstehen, der fließt, wenn das Fahrzeug abgestellt wurde. Der Ruhestrom wird durch die Alarmanlage und andere Einrichtungen generiert, die nicht abgeschaltet werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens werden mit den An­ sprüchen 12 bis 17 beansprucht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels und der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine räumliche und teilweise geschnittene Darstellung der erfindungsgemäßen Batterie.
Eine Autobatterie 1 weist eine Schicht 2 aus thermisch gut isolierendem Material auf. Eine als Heizfolie ausgebildete Heizung 3 ist auf der Vordersei­ te der Batterie angeordnet und elektrisch mit dieser verbunden. Eine elek­ tronische Schaltung 4 ist auf der Oberseite der Batterie mit dieser mecha­ nisch fest und elektrische verbunden. In der Schaltung 4 sind Sensoren (nicht gezeigt) zum Messen der Temperatur, der Spannung und der Be­ schleunigung integriert.
Nachfolgend wird lediglich beispielhaft aufgeführt, welche Möglichkeiten der Erfassung des Batteriezustandes bzw. dessen Verbesserung es gibt.
Mit den Sensoren wird der Verlauf von Meßgrößen über der Zeit als Zeit­ funktion F(t)) erfaßt, wobei bei der Meßwerterfassung vorbestimmte Abtast­ raten eingestellt werden. Folgende Meßgrößen werden ermittelt: Batterie­ spannung u(t), Innentemperatur Ti(t), Außentemperatur Ta(t), Beschleuni­ gung der Batterie b(t). Über die Verknüpfung der verschiedenen Zeitfunk­ tionen Fi(t) kann in Zeitfiltern der zeitliche Verlauf einer nicht direkt meßba­ ren Größe errechnet werden, z. B. die Leistung P(t) = u(t)*i(t).
Weiterhin kann aus dem zeitlichen Verlauf F(t) einer Meßgröße unter Ein­ beziehung von Systeminformationen der zeitliche Verlauf H(t) einer nicht direkt gemessenen Größe errechnet werden. So ist es möglich, aus dem zeitlichen Verlauf der Innentemperatur Ti(t) bei Kenntnis der entsprechen­ den Systemparameter (z. B. Wärmekapazität, Wärmedurchgangszahl) der Verlauf der Außentemperatur zu errechnen. Ebenso kann aus dem zeitli­ chen Verlauf der Batteriespannung während des Startvorgangs bei Kennt­ nis von Motorparametern, wie z. B. des typischen Anlaufmoments bei einer vorbestimmten Temperatur) die Anlaufdrehzahl n(t) errechnet werden, die mit der tatsächlich gemessenen Drehzahl verglichen wird.
Um den Einfluß von Störgrößen auf die Messungen zu reduzieren, werden mittels aus dem Stand der Technik bekannte Methoden, z. B. die gleitende Mittelwertbildung F(t = t0) = (F(t = t0-1)+F(t = t0))/2 eingesetzt.
Mittels der Kombination verschiedener Meßgrößen wird zum Zeitpunkt t0 ein Meßvektor definiert, wobei das Eintreten bzw. das Fortbestehen eines vordefinierten Zustandes Z(t0) ermittelt bzw. beobachtet werden kann, z. B.
  • - Fahrzeug steht, Motor dreht im Leerlauf;
  • - Fahrzeug steht, Motor ist aus;
  • - Fahrzeug steht bereits über eine Stunde, Batterie wird nur durch Ruhe­ stromverbraucher belastet;
  • - Fahrzeug steht seit über fünf Stunden, Batterie wird nur durch Ruhe­ stromverbraucher belastet, die Außentemperatur beträgt -10°C, Tendenz gleichbleibend;
  • - Fahrzeug steht seit über fünf Stunden, Batterie wird nur durch Ruhe­ stromverbraucher belastet, die Außentemperatur beträgt -10°C, Tendenz steigend;
  • - Motor wird nach Standzeit von 24 Stunden bei durchschnittlich 0°C ge­ startet, Anlaufdrehzahl entspricht Solldrehzahl, Dauer des Anlaßvorgangs entspricht Solldauer oder
  • - Fahrzeug ist seit 1 Stunde unterwegs, die mittlere Beschleunigung der Batterie ist kleiner als ein vorgegebener Sollwert, Heizung aus.
Jeder dieser Zustände kann durch einen Meßvektor Z zum gegenwärtigen Zeitpunkt t0 beschrieben werden. Die Meßgrößen, die nur während eines vorbestimmten Zustandes relevant sind, können nun mit Eintreten dieses Zustandes bestimmt werden oder solange bestimmt werden, wie dieser Zustand anhält. Sobald sich der Meßvektor Z ändert (Änderung des Zu­ standes), wird das Meßergebnis mit dem Meßvektor als Zustandsvektor Z(z0) gespeichert.
Eine wichtige Kenngröße der Batterie ist die Ruhespannung. Die Ruhespan­ nung kann nur unter definierten Voraussetzungen bestimmt werden, d. h. das Fahrzeug wird eine vorbestimmte Zeit gefahren (Zustand 1) und dann abgestellt, so daß in diesem Zustand lediglich ein Ruhestrom fließt, der z. B. von der Alarmanlage verursacht wird. Dieser Zustand darf sich innerhalb einer vorbestimmten Zeit tx, die typischerweise bei 10 bis 12 Stunden liegt, nicht ändern (Zustand 2). Falls sich der Zustand 2 nicht geändert hat, kann unter Anwendung eines Zeitfilters aus dem Verlauf der Batteriespannung u(t) der Ruhestrom i(t) und in einem nachfolgendem Filter die Ruhespan­ nung u0 bestimmt werden, die sich an der Batterie ohne Belastung einstel­ len würde.
Wird im Verlauf der Zeit tx ein weiterer Verbraucher geschaltet (z. B. Fahrer schaltet Radio ein/aus) oder wird das Fahrzeug gestartet, dann hat sich der Zustand 2 geändert, wodurch die Voraussetzung für die Bestimmung der Ruhespannung nicht mehr gegeben ist, d. h. die Messung muß unterbro­ chen werden und kann erst wiederholt werden, wenn die Zustände 1 und 2 erfüllt sind.
Der Ladezustand und der allgemeine technische Zustand der Batterie kann erfindungsgemäß wie folgt bestimmt werden:
Anfangsbedingung: Fahrzeug steht, Batterieelektronik schaltet für vorbe­ stimmte Zeit die Batterieheizung ein (= definierter Widerstand). Der Span­ nungsverlauf u(t) und der Verlauf der Innentemperatur Ti(t) werden wäh­ rend der Heizphase aufgezeichnet. Über die Kenntnis der Außentemperatur Ta(t) kann daraus der Innenwiderstand sowie ein Kennwert ermittelt wer­ den, der die aktuelle Startfähigkeit des Fahrzeugs beschreibt. Außerdem kann aus dem Spannungsverlauf während der Heizphase auf den Zustand der Batterie geschlossen werden. Das ist dadurch möglich, daß der aktuelle Spannungsverlauf mit einem gespeicherten, typischen Spannungsverlauf verglichen wird. Der typische Spannungsverlauf ist der Spannungsverlauf einer neuen oder einer technisch intakten Batterie.
Der Ladezustandes der Batterie kann erfindungsgemäß auch wie folgt be­ stimmt werden, wobei in der elektronischen Vorrichtung eine Beschleuni­ gungsmeßvorrichtung eingebaut ist: Das Fahrzeug fährt. Aus dem Histo­ gramm der aufgezeichneten Beschleunigungswerte während einer vorgege­ benen Fahrzeit wird eine Kenngröße ermittelt, die ein Maß für die Elektro­ lytdurchmischung ist. Diese Kenngröße ist mitbestimmend bei der Bestim­ mung des aktuellen Ladezustands.
Neben der Erkennung des Ladezustandes bzw. des allgemeinen techni­ schen Zustandes der Batterie ermöglicht die Erfindung auch eine Verbesse­ rung des aktuellen Zustandes, was an folgendem Beispiel erläutert werden soll:
Wenn die Batterie bereits einige Jahre alt ist, d. h. einen technischen Zu­ stand aufweist, der bei tiefen Temperaturen bereits zu Startschwierigkeiten führen könnte, kann in dieser Situation durch die interne Heizung eine Ver­ besserung des Startverhaltens bewirkt werden. Gleichzeitig wird bei einem verbesserten, d. h. zügigen Start die Batterie weniger belastet, wodurch sich die Lebensdauer der Batterie objektiv erhöht. Es ist weiterhin möglich, bei tieferen Temperaturen die Batterietemperatur mittels der Heizung auf einem höheren Niveau zu halten, was ebenfalls zur Verlängerung der Le­ bensdauer beiträgt.
Zur weiteren Erläuterung ist zu erwähnen, daß es nicht erforderlich ist, alle Meßwerte, die während eines gesamten Batterielebens (4-5 Jahre) anfallen, aufzuzeichnen. Aus diesem Grund werden nicht die Zeitreihen, sondern nur die Zustandsvektoren Z(z0) gespeichert. Diese Zustandsvektoren stehen definitionsgemäß in keiner strengen zeitlichen Korrelation zueinander, wie z. B. bei der Ruhestrombestimmung deutlich wird. Es ist nicht vorhersehbar, in welchem zeitlichen Abstand sich die geforderten Zustandsbedingungen einstellen - hier können u. U. jeweils unterschiedlich viele Tage zwischen den aufgezeichneten Zustandsvektoren liegen.
Dennoch ist mit der Aufzeichnung eine ausreichende, zeitliche Zuordnung der Zustandsvektoren gegeben, denn ein Vergleich bzw. eine Regressions- Analyse z. B. der 10 letzten Zustandsvektoren mit dem augenblicklichen Zustandsvektor Z(z0) ermöglicht, Veränderungen im Verhalten des Gesamt­ system zu erkennen, und eine Ausfallvorhersage bzw. eine vorbeugende, d. h. einen Ausfall verhindernde Aktion auszulösen. Die entsprechenden Entscheidungen werden mit Hilfe von Entscheidungsfiltern getroffen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Die eingesetzten Entscheidungsfilter zur Bestimmung der verfügbaren Ka­ pazität bzw. zur Erhaltung/Verlängerung der Batterielebensdauer verwen­ den demzufolge:
  • - gemessene aktuelle Werte Fi(t0)
  • - berechnete aktuelle Werte Hi(t)
  • - systemimmanente Informationen.
  • - den aktuellen Zustandsvektor Z(z0)
  • - zurückliegende Zustandsvektoren Z(z<z0) bzw. Verknüpfungen zurücklie­ gender Zustandsvektoren Zi(z<z0).
Zusammenfassend sei noch einmal betont, daß die der Erfindung zu Grunde liegende Idee vielfältige Abwandlungen ermöglicht, deren Beschreibung im Einzelnen auf Grund der hohen Anzahl nicht möglich ist. Der Fachmann kann jedoch unter Kenntnis der offenbarten Erfindungsidee weitere Ausfüh­ rungsformen schaffen, ohne selbst erfinderisch tätig zu werden, die auch unter den Schutzumfang der nachfolgenden Patentansprüche fallen.

Claims (17)

1. Batterie
  • 1. mit einem Isoliergehäuse, dessen thermische Isolierwirkung so bemessen ist, daß
    • 1. äußere und schädigende Höchst- und Tiefsttemperaturspitzen, die im Rahmen der Fahrzeugbenutzung auftreten, vermieden werden und
    • 2. innerhalb der Batterie ein Temperaturausgleich erfolgt, und
  • 2. mit einer elektronischen Vorrichtung, die innerhalb des Isoliergehäuses mit der Batterie elektrisch, wärmeleitend und mechanisch fest verbunden ist und folgende elektrische Komponenten aufweist:
  • 3. eine Temperaturmeßvorrichtung zum Messen der Batterie-Innentemperatur
  • 4. eine Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Außentemperatur,
  • 5. eine elektronische Zeiterfassungsvorrichtung zum zeitlichen Erfassen der Batterie-Betriebsbedingungen,
  • 6. eine erste Speichervorrichtung, in der eine Vielzahl von Wertetafeln mit Algorithmen und Parametern gespeichert sind, die den Zustand der Batterie charakterisieren,
  • 7. eine zweite Speichervorrichtung zum Speichern der ermittelten Betriebs­ bedingungen in bezug auf die Zeit,
  • 8. eine erste Vergleichsvorrichtung zum Ermitteln des aktuellen Batteriezu­ standes durch Vergleich der in der zweiten Speichervorrichtung ermittelten Betriebsbedingungen mit den in der ersten Speichervorrichtung gespeicher­ ten Algorithmen und Parametern und
  • 9. eine erste Entscheidungsvorrichtung, die entscheidet, welche Maßnahmen unter Berücksichtigung des ermittelten Batteriezustandes und der aktuellen Betriebsbedingungen zu treffen sind.
2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Entscheidungsvorrichtung vorgesehen ist, die entscheidet, ob die von der ersten Entscheidungsvorrichtung getroffenen Maßnahmen nach Ablauf ei­ ner vorbestimmten Zeitdauer eine vorbestimmte Wirkung erzeugt haben und im Fall des Nichterreichens der vorbestimmten Wirkung ein Abnormi­ tätssignal auslöst.
3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Au­ ßentemperatur mit einer Temperaturmeßvorrichtung gemessen oder mittels eines wärmetechnischen Modells über die Innentemperatur errechnet wird.
4. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß innerhalb des Isoliergehäuses eine steuerbare Batterie- Heizeinrichtung vorgesehen ist.
5. Batterie nach einem der Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die integrierte elektronische Vorrichtung ferner einen Beschleuni­ gungssensor aufweist, mit dem die Beschleunigungen der Batterie erfaßt und in der Vorrichtung gespeichert werden.
6. Batterie nach einem der Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß eine optische oder akustische Batteriezustandsinformationsvorrich­ tung vorgesehen ist.
7. Batterie nach einem der Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Datenkommunikationsleitung zwischen der elektronischen Vorrichtung und dem Regler der Lichtmaschine vorgesehen ist.
8. Batterie nach einem der Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Datenkommunikationsleitung zwischen der elektronischen Vorrichtung und dem Bordcomputer des Fahrzeugs vorgesehen ist.
9. Batterie nach einem der Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Dateneingabeeinrichtung zur manuellen oder anderen Eingabe von Daten vorgesehen ist und diese mit der elektronischen Vorrichtung verbunden ist.
10. Batterie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenein­ gabeeinrichtung drahtlos ansteuerbar ist.
11. Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Fahrzeugbatterie nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:
  • 1. Messen der Batteriespannung nach einem vorbestimmten Zeitalgorithmus,
  • 2. Messen der Temperatur im Batterieinneren nach einem vorbestimmten Zeitalgorithmus,
  • 3. Bestimmen der Umgebungstemperatur nach einem vorbestimmten Zeital­ gorithmus,
  • 4. Vergleichen der ermittelten Spannungs- und Temperaturwerte mit den gespeicherten Spannungs- und Temperaturwerten, und
  • 5. Entscheiden nach einem vorbestimmten Algorithmus, welche Maßnahmen unter Berücksichtigung des ermittelten Batteriezustandes und der aktuellen Betriebsbedingungen zu treffen sind.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen­ temperatur gemessen oder nach einem Modell errechnet wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei niedrigen Außentemperaturen die integrierte Batterieheizung nach einem vorbestimmten Zeitalgorithmus eingeschaltet wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei niedrigen Außentemperaturen und bei einem vorbestimmten, ungünstigen Betriebszustand die Batterie von einer, von der Batterie gesteuerten Zusatzheizung, wie z. B. der Benzin-Standheizung, erwärmt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom ermittelten Batteriezustand und von den aktuellen Betriebsbedingungen elektrische Verbraucher hierar­ chisch gesteuert werden.
16. Verfahren nach einem der Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß in Abhängigkeit vom ermittelten Batteriezustand vor einem Start­ vorgang bestimmt wird, ob die Batteriekapazität für einen sicheren Start ausreicht, wobei im Fall unzureichender Batteriekapazität Maßnahmen nach Anspruch 13, 14 und/oder 15 eingeleitet werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom ermittelten Batteriezustand der Batterieladestrom mittels des Reglers der Lichtmaschine geregelt wird.
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