SE534537C2 - Fastställande av batterikondition - Google Patents

Description

20 25 30 534 537 cyklingskapacitet. Hög effekt krävs för att SLI-batteriet ska kunna driva startmotom.

Cyklingskapacitet krävs, för att kunna laddas ur och återladdas ett stort antal gånger, eftersom elektriska enheter utnyttjar det när motorn inte är igång. Vanligtvis utgör hög effekt och god cyklingskapacitet motstridiga egenskaper hos batterier. För det traditionella batterisystemeft i figur 1 krävs följaktligen en kompromiss mellan dessa två egenskaper, så att SLI-batteriet kan nyttjas för båda dessa funktioner. Det minst ena SLI-batteriet 120 år därför nonnalt utformat för att vara ett batteri där dessa två funktioner är balanserade mot varandra. Detta leder emellertid till en suboptimal användning av det minst ena SLI-batteriet 120, eftersom det inte kan optimeras för båda dessa funktioner.

Figur 2 visar ett batterisystem i enlighet med teknikens ståndpunkt försett med minst ett kraftbatteri 220 och minst ett startbatteri 230, som vart och ett tillhandahåller elektrisk energi för olika ändamål. I detta fall tillhandahåller det minst ena kraftbatteriet 220 likspänning till de elektriska enheter som används när motom inte är igång, t.ex. lampor 211 och vännesystem 212. Det minst ena startbatteriet 230 förser startmotom 213 med elektrisk energi. En generator 214 används för att ladda batteriema. Ett motorstyrsystem (EMS) 215 reglerar startmotom 213. Här krävs en kopplingsanordning 216 för att båda batteriema ska kunna laddas av generatorn 214.

Systemet som visas i figur 2 har emellertid den nackdelen att viloströmmar laddar ur startbatteriet 230 genom motorstyrsystemet 215. Dessutom implementeras ofta kopplingsanordningen 216 i form av en diod, vilket gör att energin från kraftbatteriet 220 inte kan användas för aktivering av startmotom 213.

Figur 3 visar schematiskt ett dubbelbatterisystem 300, där en kraftbatterianordning 320, innefattande minst ett krafibatteri, är kopplad till ett elektriskt system 310. Det elektriska systemet 310 innefattar en startmotor 313 och en batteriladdningsanordning, innefattande en generator 314. Som anivits ovan innefattar det elektriska systemet även elektriska enheter som används när motom inte är igång, t.ex. värmesystem för förarhylter 312, lampor 311 och liknande.

Dessutom innefattar det elektriska systemet 310 ett motorstyrsystem 315 som reglerar startmotom 313. l dubbelbatterisystemet 300 är en startbatterianordning 330, 10 15 20 25 30 534 537 innefattande minst ett startbatteri, parallellkopplingsbar med kraftbatterianordningen 320 med hjälp av en tvåkretsbrytare 350. När tvåkretsbrytaren 350 är sluten, parallellkopplas följaktligen startbatterianordningen 330 och kraftbatterianordningen 320 så att de gemensamt förser det elektriska systemet 310 med en dubbelsystemsspän ning. När tvåkretsbrytaren 350 är öppen, förser kraftbatterianordningen 320 ensamt det elektriska systemet 310 med elektrisk energi.

Tvåkretsbrytaren 350 används följaktligen för att reglera den elektriska energi som tillhandahålls till det elektriska systemet, så att startbatterianordningen 330 kan tillhandahålla extraeffekt när starrnotom 313 ska aktiveras. l dubbelbatterisystemet 300 används kraftbatterianordningen 320 huvudsakligen för att tillhandahålla energi till de elektriska enhetema i det elektriska systemet 310, vilka används när motom inte är igång. Kraftbatterianordningen 320 kan därför optimeras med avseende på cyklingskapacitet. På motsvarande sätt används startbatterianordningen 330 huvudsakligen för att endast tillhandahålla energi till startmotom 313, och kan därför optimeras med avseende pà hög starteffekt. Ett mer optimerat batterisystem kan följaktligen erhållas.

Vid laddning av kraftbatterianordningen 320 och startbatterianordningen 330 kan tvåkretsbrytaren 350 användas för att koppla in och/eller koppla ur startbatterianordningen 330 i förhållande till laddningsanordningen, där laddningsanordningen innefattar generatom 314.

Emellertid åldras batterier när de används och blir ålderstigna efter en viss tidsperiod.

Denna tidsperiod varierar mellan olika batterityper och mellan olika tillverkare.

Tidsperioden avseende ett batteris åldrande beror även på hur batteriet används under dess aktiva livslängd. Det är viktigt att en förare eller en fordons- eller farkostsägare kan avgöra batteriemas kondition, så att föraren eller ägaren kan byta ut batteriema innan de äventyrar fordonets eller farkostens drift.

I det med teknikens ståndpunkt överensstämmande dokumentet US6534992, redovisas en metod för fastställande av prestanda för ett enstaka ackumulatorbatteri.

Denna metod är emellertid mycket komplex och opraktisk att använda i ett fordon 10 15 20 25 30 534 537 eller en farkost, eftersom avancerad signalkurvsanalys måste utföras på en tidsprofil avseende ett spänningsfall som uppstår när en starkströmsbelastning appliceras på det enstaka ackumulatorbatteriet. l det med teknikens ståndpunkt överensståmmande dokumentet US2007096743, redovisas vidare en metod avseende fastställande av batteriförsåmring, där ett spänningsfall, till följd av en resistans i batteriet som inträffar tillföljd av urtaddningen, används vid fastställandet. För att erhålla ett korrekt fastställande måste urladdningen utgöras av ett givet flöde från batteriet till lasten, vilket gör denna metod komplicerad att implementera och använda.

Vidare är ingen av de i enlighet med teknikens ståndpunkt redovisade metoderna utvecklade för användning med dubbelbatterisystem. De utnyttjar därför inte de funktioner och möjligheter som finns att tillgå för dubbelbatterisystem. Dessutom kräver båda dessa metoder i enlighet med teknikens ståndpunkt att batteriet urladdas till en last för att kunna utföra ett fastställande av batterikonditionen. Detta kan antingen ske genom en extra urladdning, vilket utgör energislöseri, eller genom analys av en urladdning i realtid, vilket kräver synkronisering av faststållandemetoden avseende batterikonditionen och urladdningen. En sådan synkronisering förvärrar naturligtvis komplexiteten i implementeringen.

De redovisade metodema i enlighet med teknikens ståndpunkt har följaktligen ett antal nackdelar. En stor nackdel avser komplexiteten för metoderna i enlighet med teknikens ståndpunkt. Lösningama i enlighet med teknikens ståndpunkt är dessutom opraktiska vid implementering, eftersom extrautrustning för urladdning används.

Denna extrautrustning för urladdning måste monteras på fordonet, vilket ökar fordonets vikt. Noggrannheten för dessa metoder i enlighet med teknikens ståndpunkt år dessutom otillräcklig för fordon eller farkoster försedda med dubbelbatterisystem.

ILO 15 20 25 30 534 537 Uppfinningens syfte och viktigaste funktioner Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metod och ett arrangemang för fastställande av batterikondition för ett dubbelbatterisystem som löser det ovan nämnda problemet.

Den föreliggande uppfinningen avser att tillhandahålla en metod och ett arrangemang för fastställande av batterikondition, vilka ger ett fastställande av batterikondition som är tillförlitligt och har låg komplexitet.

Detta syfte uppnås med ovan nämnda metod för fastställande av batterikondition för ett dubbelbatterisystem i enlighet med den kännetecknande delen av krav 1.

Detta syfte uppnås även med ovan nämnda arrangemang för fastställande av batterikondition för ett dubbelbatterisystem i enlighet med den kännetecknande delen av krav 13.

Syftet uppnås även med ovan nämnda datorprogram och datorprogramprodukt, vilka anordnas för implementering av uppfinningens metoder.

Metoden och arrangemanget i enlighet med den föreliggande uppfinningen kännetecknas av att en korrelation mellan kraftbatterianordningens åldrande och storleksskillnadema mellan dubbelsystemsspänningen och minst en av kraftbatteriets vilospänning respektive startbatteriets vilospänning analyseras över tid. Därigenom kan kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd enkelt fastställas, vilket står i relation till startbatterianordningens hälsotillstånd. De spänningar som krävs för att utföra detta fastställande kan enkelt mätas under relativt långa tidsperioder, vilket medför ett fastställande med mycket låg komplexitet. Dessa mätvärden, samt även fastställandet, kan också utföras under normal drift, eftersom ingen separat urladdning är nödvändig.

Den föreliggande uppfinningen utnyttjar dubbelbatterisystemets förbättrade startegenskaper för att sänka komplexiteten. l allmänhet säkerställer dubbelbatterisystemets enastående startegenskaper mer eller mindre att 10 15 20 25 30 534 537 igångsättandet kommer att utföras framgångsrikt och att motom förrnås att starta. Av denna anledning är ett fastställande av Iaddningstillstând avseende batteriema inte lika viktigt för dubbelbatterisystemet. l den föreliggande uppfinningen utnyttjas detta genom att fastställa hälsotillståndet över tid, istället för att utföra en invecklad och komplex uppskattning av den momentana nivån avseende batteriemas Iaddningstillstând. Eftersom ingen extrautrustning för urladdning används av den föreligande uppfinningen är uppfinningen mycket praktisk och enkel att implementera i ett fordon.

Vanligtvis är startbatterianordningens kondition relativt god. Kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd kan därför ofta användas direkt för fastställande av ett mer eller mindre absolut mått på kraftbatterianordningens hälsotillstånd. En uppskattning av kraftbatterianordningens absoluta hälsotillstånd kan härigenom fastställas med en låg komplexitetsnivå, samt med en större noggrannhet än med metodema i enlighet med teknikens ståndpunkt. l enlighet med ett utförande av uppfinningen fastställs startbatterianordningens hälsotillstånd, varefter ett absolut mått på kraftbatterianordningens hälsotillstånd fastställs, baserat på startbatterianordningens fastställda hälsotillstånd samt kraftbatterianordningens fastställda relativa hälsotillstånd. l detta utförande uppnås ett mycket exakt och effektivt fastställande av batterikonditionen.

Om startbatterianordningen inte är åldrad, anses kraftbatterianordningen, i enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen, huvudsakligen för åldrad vid en tidpunkt då skillnaden mellan nämnda dubbelsystemsspänning och startbatteriets vilospänning över tid har minskat till cirka 0 %-30 % av batterispänningsskillnaden, och helst 0 %-20 % av batterispänningsskillnaden.

Detaljerade typiska utföranden och fördelar med metoden och arrangemanget i enlighet med uppfinningen beskrivs i det följande med hänvisning till bifogade ritningar som visar några adekvata utföranden. 10 15 20 25 30 534 537 Kort beskrivning av ritningama F ig. 1 visar schematiskt ett traditionellt batterisystem.

Fig. 2 visar schematiskt ett batterisystem i enlighet med teknikens ståndpunkt.

Fig. 3 visar schematiskt ett dubbelbatterisystem.

Fig. 4a-d visar spänningsdiagram avseende fyra typiska igångsättningssituationer.

Fig. 5 visar ett flödesdiagram för en metod i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig. 6 visar schematiskt ett arrangemang i enlighet med uppfinningen.

Detallerad beskrivning av föredragna utföringsfonner I ett dubbelbatterisystem, t.ex. det generellt beskrivna i fig ur 3, har både startbatterianordningen 330 och kraftbatterianordningen 320 en vilospänning när tvåkretsbrytaren 350 är öppen. Över startbatterianordningen 330 ligger följaktligen en vilospänning avseende startbatteriet, och över kraftbatterianordningen 320 ligger en vilospänning avseende kraftbatteriet.

Genom den föreliggande uppfinningen har det realiserats att nivån avseende minst en av startbatteriets vilospänning respektive kraftbatteriets vilospänning tillsammans med en dubbelsystemsspänning, dvs. den spänning som startbatterianordningen 330 och kraftbatterianordningen 320 tillsammans förser systemet med när tvåkretsbrytaren 350 år sluten, kan användas för fastställande av kraftbatterianordningens 320 relativa hälsotillstånd. Följaktligen kan en analys genomföras av spänningsförloppet som alstras från startbatterianordningen 330 och kraftbatterianordningen 320 innan respektive efter att tvåkretsbrytaren 350 sluts, vilket ger en noggrann uppskattning av kraftbatterianordningens 320 relativa hälsotillstånd. Kraftbatterianordningens 320 relativa hälsotillstånd relateras här över tid till startbatterianordningens 330 hälsotillstånd.

En relation mellan kraftbatterianordningens 320 och startbatterianordningens 330 hälsotillstånd kan med andra ord och i enlighet med den föreliggande uppfinningen etableras genom användning av en fastställd dubbelsystemsspänning samt en eller flera av startbatteriets vilospänning eller kraftbatteriets vilospånning. Vanligtvis kan startbatterianordningens 330 hälsotillstånd fastställas relativt enkelt, och därigenom kan också ett absolut mått avseende hälsotillståndet fastställas utifrån relationen 10 15 20 25 30 534 537 kraftbatterianordningens 320 och startbatterianordningens 330 hälsotillstånd, vilket är mycket användbart.

Figurema 4a-d visar generellt adekvata spänningsdiagram avseende en igångsättningssituation för fyra typiska fall avseende kraft- och startbatterianordningen, vilka kan användas för att illustrera uppfinningens observationer. I dessa spänningsdiagram visas kraftbatteriets vilospänning 420 respektive startbatteriets vilospänning 430. Dessutom visas dubbeisystemsspänningen 410. som utgör den resulterande spänning som tillhandahålls till det elektriska systemet 310 när tvåkretsbrytaren 350 är sluten vid tidpunkten t1. Dessutom visas dubbelsystemsspänningens under igànsättning av startmotorn 440, dvs. efter tidpunkten t; och innan tidpunkten h. Figurerna 4a-d illustrerar sannolika exempel på spänningsdiagram för ett välbalanserat batterisystem. Såsom är uppenbart för en fackman är batterisystemets balans beroende av systemets konstruktion, och där spänningsnivàema och följaktligen spänningsdiagrammen skulle förskjutas om en av batteríanordningama, t.ex. kraftbatterianordningen, skulle vara mycket mer kraftfullt i relation till den andra batterianordningen, på sådant sätt att batterisystemet inte blir välbalanserat. lllustrationema av dessa spänningar avseende de fyra fallen i figurema 4a-d kommer hädanefter att användas för att förklara principema för den föreliggande uppfinningen.

Om vi antar att startbatterianordningen 330 håller god kondition, dvs. den är i huvudsakligen fulladdad och inte åldrad, kan de olika fall som visas ifigurema 4a-d användas för fastställande av batterikonditionen avseende kraftbatterianordningen 320.

I de båda figurema 4a-b är kraftbatterianordningen 320 relativt fulladdad. Detta illustreras i dessa figurer av en batterispänningsskillnad, dvs. spänningsskillnaden mellan startbatteriets vilospänning 430 och kraftbatteriets vilospänning 420, som är relativt liten. lO 15 20 25 30 534 537 l figur 4a, visas ett fall där kraftbatterianordningen 320 inte är åldrad, dvs. det minst ena kraftbatteri är relativt nytt. Detta får till följd att när tvàkretsbrytaren 350 har slutits vid tidpunkten t1, ligger dubbelsystemsspänningen 410 på en nivå relativt nära nivån för kraftbatteriets vilospänning 420. Om kraftbatterianordningen 320 relativt sett inte är åldrad, utgör följaktligen en skillnad mellan dubbelsystemsspänningen 410 och kraftbatteriets vilospänning 420 en liten del av batterispänningsskillnaden. På motsvarande sätt, för det minst ena inte åldrat kraftbatteri, utgör en skillnad mellan dubbelsystemsspänningen 410 och startbatteriets vilospänning 430 en stor del av batterispänningsskillnaden. l figur 4b, visas ett fall där kraftbatterianordningen 320 är relativt åldrad, dvs. kraftbatterianordningen 320 har använts under en tidsperiod. När batterier, och följaktligen även kraftbatterianordningen, utsätts för upprepade kraftiga energiurladdningar, dvs. djupurladdning, ökar deras inre motstånd. l allmänhet urladdas kraftbatterianordningen i högre utsträckning än startbatterianordningen.

Dubbelsystemsspänningens nivå kommer över tid att allt mer närma sig startbatteriets vilospänning 430. Som framgår av figur 4b, avseende en relativt åldrad kraftbatterianordning, utgör skillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och kraftbatteriets vilospänning 420 en stor del av batterispänningsskillnaden, och, på motsvarande sätt, utgör skillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och startbatteriets vilospänning 430 en liten del av batterispänningsskillnaden. l de båda figurema 4o-d visas fall där kraftbatterianordningen 320 är relativt dåligt laddad, dvs. relativt urladdad. Detta illustreras i dessa figurer av en batterispänningsskillnad, dvs. spänningsskillnaden mellan startbatteriets vilospänning 430 och krafibatteriets vilospänning 420, som är relativt stor. l figur 4c visas ett fall där kraftbatterianordningen 320 relativt sett inte är åldrad. Av detta skäl är dubbelsystemsspänningen 410 sådan att skillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och startbatteriets vilospänning 430 är relativt stor, dvs. skillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och startbatteriets vilospänning 430 utgör en relativt stor del av batterispänningsskillnaden. 10 15 20 25 30 534 537 10 I figur 4d visas ett fall där kraftbatterianordningen 320 är relativt åldrad. Skillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och kraftbatteriets vilospänning 420 utgör därför en stor del av batterispänningsskillnaden, och, på motsvarande sätt, utgör skillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och startbatteriets vilospänning 430 en liten del av batterispänningsskillnaden.

Den föreliggande uppfinningen utgår från att det över tid föreligger en tydlig korrelation mellan kraftbatterianordningens och startbatterianordningens åldrande samt storleksskillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och kraftbatteriets vilospänning respektive startbatteriets vilospänning. Om denna korrelation analyseras över tid kan följaktligen kraftbatterianordningens hälsotillstånd fastställas.

Här står kraftbatterianordningens fastställda relativa hälsotillstånd i relation till startbatterianordningens hälsotillstånd. l enlighet med den föreliggande uppfinningen utnyttjas denna korrelation följaktligen för att fastställa kraftbatterianordningens 320 relativa hälsotillstånd.

I enlighet med den föreliggande uppfinningen utnyttjas dessa iakttagelser i en metod för fastställande av batterikonditionen i ett dubbelbatterisystem. Figur 5 visar ett flödesdiagram avseende en metod i enlighet med uppfinningen.

I metodens första steg fastställs minst en av kraftbatteriets vilospänning 420 respektive startbatteriets vilospänning 430 när tvåkretsbrytaren är öppen, dvs. innan tidpunkten t1. l metodens andra steg fastställs dubbelsystemsspänningen 410 under en tidsperiod när tvåkretsbrytaren är sluten och startmotom är inaktiv, dvs. tidsperioden mellan tidpunkterna t1 och tg.

I metodens tredje steg fastställs kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd genom att utnyttja den fastställda dubbelsystemsspänningen 410 och minst en av de fastställda kraftbatteriets vilospänning 420 respektive startbatteriets vilospänning 430. 10 15 20 25 30 534 537 ll Den föreliggande uppfinningens metod utnyttjar den realiserade korrelationen mellan kraftbatterianordningens åldrande och nivåema för dubbelsystemsspänningen 410 och minst en av startbatteriets vilospänning 430 respektive kraftbatteriets vilospänning 420 för att fastställa krafibatterianordningens batterikondition. Metoden i enlighet med uppfinningen tillhandahåller ett fastställande av batterikondition som är effektivt och har låg komplexitet, och som är speciellt anpassat för dubbelbatterisystem.

Framförallt kan de spänningar som används vid fastställandet enkelt tillhandahållas, eftersom de kan mätas under relativt långa tidsfönster. Såsom beskrivits ovan kan kraftbatteriets vilospänning 420 mätas under en lång tidsperiod innan tidpunkten t1, och startbatteriets vilospänning 430 kan mätas under en lång tidsperiod mellan tidpunkterna t1 och t2. Det föreligger följaktligen inget behov av specifika strömmar som flyter genom laster eller för att synkronisera spänningsmätningar med batteriurladdningar, vilket är nödvändigt med lösningama i enlighet med teknikens ståndpunkt, vilket i sin tur gör den föreliggande uppfinningens metod mycket mindre komplex.

I enlighet med ett utförande av uppfinningen fastställs kraftbatteriets vilospänning 420 och/eller startbatteriets vilospänning 430 genom att utföra en uppskattning av spänningama eller genom att beräkna ett medelvärde för spänningama. Såsom är uppenbart för en fackman kan dessa uppskattningar och medelvärdesberäkningar utföras på ett antal olika sätt. l enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen definieras en första skillnad som skillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och startbatteriets vilospänning 430. Denna första skillnad används för att fastställa kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd genom att utnyttja det sätt den första skillnaden varierar övertid. Fastställandet av hälsotillståndet innefattar här följaktligen en analys av denna första skillnads varierande storlek, från vilken slutsatser kan dras, vilket förklaras nedan. 10 15 20 25 30 534 537 12 l enlighet med ett annat utförande av den föreliggande uppfinningen definieras istället den första skillnaden som skillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och kraftbatteriets vilospänning 420. Även här används denna första skillnad för att fastställa kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd genom analys av det sätt dess storlek varierar över tid.

I enlighet med ett utförande av uppfinningen dras slutsatsen att kraftbatterianordningens hälsotillstånd försämras relativt startbatterianordningens hälsotillstånd när denna analys av denna första skillnads varierande storlek visar att skillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och startbatteriets vilospänning 430 minskar över tid. Om det under flera på varandra följande mätningar av dubbelsystemsspänningen 410, kraftbatteriets vilospännin 420, och startbatteriets vilospänning 430 under flera på varandra följande igångsättningsaktiveringar. där den första skillnaden avseende den efterföljande minskar över tid för dessa på varandra följande igångsättningsaktiveringar, så kan det fastställas att kraftbatterianordningens hälsotillstånd försämras mer och mer i relation till startbatterianordningens hälsotillstånd.

Eftersom startbatterianordningen i allmänhet endast används för att sätta igång startmotom, dvs. tvåkretsbrytaren är sluten precis innan igångsättningen påbörjas, är startbatterianordningen generellt sett mer eller mindre fulladdad.

Startbatterianordningens hälsotillstånd är också i allmänhet gott, eftersom dessa batterier oftast byts ut om deras hälsotillstånd försämras. Kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd kan därför ofta användas direkt för fastställande av ett mer eller mindre absolut mått på kraftbatterianordningens hälsotillstånd, till följd av kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd ståri relation till startbatterianordningens hälsotillstånd. Med hjälp av denna åtgärd av låg komplexitet med vilken kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd fastställs, kan också en mycket god uppskattning av kraftbatterianordningens absoluta hälsotillstånd fastställas.

Ett fastställt hälsotillstånd avseende startbatterianordningen kan användas för att fastställa när det är dags att byta ut startbatterianord ningen i ett dubbelbatterisystem. 10 15 20 25 30 534 537 13 I enlighet med ett utförande av uppfinningen används även detta fastställda hälsotillstånd avseende startbatterianordningen för fastställande av ett absolut hälsotillstånd avseende kraftbatterianordningen. Baserat pà startbatterianordningens hälsotillstånd och kraftbatterianordningens fastställda relativa hälsotillstånd, kan följaktligen ett absolut mått på kraftbatterianordningens hälsotillstånd fastställas. Om startbatterianordningens hälsotillstånd redan har fastställts kan följaktligen kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd, som relaterar kraftbatterianordningens hälsotillstånd till startbatterianordningens hälsotillstånd, användas för att effektivt fastställa ett absolut mått på kraftbatterianordningens hälsotillstånd, på sådant sätt att en varning kan avges i god tid innan ett kraftbatteri blir oanvändbart.

I enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen fastställs startbatterianordningens hälsotillstånd genom användning av en eller flera parametrar avseende startbatterianordningen. Analys av minst en laddningsprocessparameter, t.ex. en laddningstid, en laddningsspänning, och en laddningsström som används vid laddning av startbatterianordningen, kan användas för fastställande av startbatterianordningens hälsotillstånd. l allmänhet har fordonet eller farkosten tillgång till, eller kan förses med en funktion för lagring av, information som avser sådana laddningsprooessparametrar. Denna befintliga eller lagrade information kan enkelt utnyttjas för ett sådant fastställande av startbatterianordningens hälsotillstånd. Även analys av minst en temperaturparameter avseende startbatterianordningen kan användas för fastställande av startbatterianordningens hälsotillstånd. l vissa fordons- eller farkostsystem mäts eller uppskattas temperaturförhållandet avseende startbatterianordningen. Sådana temperaturförhållanden kan mätas på ett antal olika sätt, vilket är uppenbart för en fackman, t.ex. genom användning av temperaturgivare som tillhandahåller temperaturrelaterade signaler. Temperaturen kan även uppskattas, där uppskattningen baseras på en batterimodell som används som startbatterianordning. Dessa mätningar och/eller uppskattningar kan enkelt tillhandahållas till den enhet som fastställer startbatterianordningens hälsotillstånd. 10 15 20 25 30 534 537 14 l enlighet med ett utförande av uppfinningen mäts och/eller uppskattas en temperaturparameter för var och en av startbatterianordningen och kraftbatterianordningen. För vissa implementeringar kan det antas att startbatterianordningen och kraftbatterianordningen huvudsakligen har samma temperatur, eller en i huvudsakligen känd eller uppskattad temperaturskillnad. Dessa temperaturrelationer mellan startbatterianordningen och kraftbatterianordningen kan utnyttjas för fastställande av temperaturen avseende en av startbatterianordningen och kraftbatterianordningen när den andra har uppmätts eller uppskattats. Även analys av minst en startprooessparameter, t.ex. en startspänning, en tidsåtgång för igångsättning, en hastighet avseende igängsättningen, och en motortemperatur, kan användas för fastställande av startbatterianordningens hälsotillstånd. l dagens fordon eller farkoster mäts vanligtvis sådana startprocessparametrar vilka följaktligen finns tillgängliga för användning av en enhet som fastställer startbatterianordningens hälsotillstånd, vilket medför en implementering med låg komplexitet. Även analys av minst en urladdningsprocessparameter, t.ex. en urladdningstid, och en urladdningsström som används vid urladdning av startbatterianordningen, kan användas för fastställande av startbatterianordningens hälsotillstånd. l enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen utförs analysen av en eller flera parametrar över tid. Det som detekteras är följaktligen tendensen avseende startbatterianordningens hälsotillstånd, dvs. försämringen av hälsotillstàndet övertid.

Om en allvarlig försämring detekteras på detta sätt, vilket innebär att startbatterianordningens hälsotillstånd har försämrats, är detta en indikation på att det är dags att byta ut startbatterianordningen. Denna indikation bör indikeras till föraren och/eller servicepersonalen på nàgot lämpligt sätt, vilket är uppenbart för en fackman.

Om startbatterianordningen byts ut får utbytesanordningen effekt på ett antal parametrar vilka påverkar fastställandet av batterikonditlonen. Fastställandet av batterikonditionen förnyas följaktligen efter ett sådant byte. För att kunna fastställa ett tillförlitligt fastställande även efter bytet, återställs vissa parametrar, t.ex. 10 15 20 25 30 534 537 15 fastställandet av startbatterianordningens hälsotillstånd över tid, till lämpliga standardvärden eller anpassas åtminstone till lämpliga värden.

Om startbatterianordningens hälsotillstånd, i enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen, fastställs som fullgott, dvs. när startbatterianordningen inte är åldrad, anses kraftbatterianordningen, huvudsakligen föråldrad vid en tidpunkt då skillnaden mellan nämnda dubbelsystemsspänning 410 och startbatteriets vilospänning 430 över tid har minskat till cirka 0 %-30 % av batterispänningsskillnaden, och helst 0 %-20 % av batterispänningsskillnaden. Här på samma sätt som ovan, utgörs batterispänningsskillnaden av skillnaden mellan startbatteriets vilospänning 430 och kraftbatteriets vilospänning 420. I allmänhet gäller att ju närmare dubbelsystemsspänningen 410 ligger i förhållande till startbatteriets vilospänning 430, desto sämre är kraftbatterianordningens kondition.

Detta illustreras också i figurema 4b och 4d som avser åldrade kraftbatterianordningar. Som angivits ovan är dessa värden avseende skillnaden mellan dubbelsystemsspänningen 410 och startbatteriets vilospänning 430 beroende av hur välbalanserat systemet är.

Om kraftbatterianordningen, i enlighet med ett utförande av uppfinningen, fastställs ha ett försämrat hälsotillstånd, dvs. när kraftbatterianordningens hälsotillstånd har försämrats till en mycket låg nivå, ska detta tolkas som en indikation på att det år dags att byta ut kraftbatterianordningen. Såsom är uppenbart för en fackman kan en sådan indikation indikeras till föraren ochleller servicepersonalen på ett sort antal olika sätt. Om kraftbatterianordningen byts ut bör fastställandet av batterikonditionen àterställas efter bytet. Genom denna återställning återställs vissa parametrar, t.ex. fastställandet av startbatterianordningens hälsotillstånd över tid, till lämpliga standardvärden eller anpassas åtminstone till lämpliga värden, för att inte omintetgöra fastställandet av batterikonditionen.

Uppfinningen implementeras i ett arrangemang för fastställande av en batterikondition i ett dubbelbatterisystem. Som angivits ovan i anslutning till figur 3, innefattar dubbelbatterisystemet 300 en kraftbatterianordning 320 som är kopplad till ett elektriskt system 310 innefattande en startmotor. Dubbelbatterisystemet 300 10 15 20 25 30 534 537 16 innefattar även en startbatterianordning 330 som är parallellkopplingsbar med kraftbatterianordninen 320 med hjälp av en tvàkretsbrytare 350, varigenom kraftbatterianordningen 320 och starlbatterianordningen 330 förser det elektriska systemet 310 med en dubbelsystemsspänning 410.

Figur 6 visar schematiskt ett arrangemang 600, innefattande en processoranordning 601 som utför ett antal olika beräkningar och fastställanden, i enlighet med förklaringen nedan. Arrangemanget innefattar även en första spänningsfastställande anordning 602, som är anordnad för att fastställa minst en av ett kraftbatteris vilospänning 420 respektive ett startbatteris vilospänning 430 när tvâkretsbrytaren är öppen. Den första spänningsfastställande anordningen 602 kan t.ex. innefatta två voltmeterenheter. där vardera enhet är anordnad för fastställande av vilospänningen över kraftbatterianordningen respektive startbatterianordningen.

Arrangemanget 600 innefattar även en andra spänningsfastställande anordning 603, som är anordnad för att fastställa dubbelsystemsspänningen 410 när tvåkretsbrytaren är sluten. Den andra spänningsfastställande anordningen 603 kan t.ex. innefatta en eller flera voltmeterenheter.

Arrangemanget 600 kan även innefatta en inmatningsenhet 604, som förser processoranordningen 601 med olika information. Sådan information innefattar information som t.ex. avser i fall tvàkretsbrytaren 350 är öppen eller inte, om startmotom är aktiv eller inte, och liknande, och som kan utnyttjas av processoranordningen 601.

Processoranordningen 601 innefattar en första hälsotillstàndsfastställande anordning, som är anordnad för att utnyttja den fastställda dubbelsystemsspänningen och minst en av kraftbatteriets fastställda vilospänning respektive startbatteriets fastställda vilospänning för att fastställa kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd. Som angivits ovan relaterar det relativa hälsotillståndet över tid till startbatterianordningens hälsotillstånd. 10 15 20 25 30 534 537 17 I enlighet med ett utförande av uppfinningen innefattar prooessoranordningen även en andra hälsotillståndsfastställande anordning, som är anordnad för att fastställa startbatterianordningens hälsotillstånd. Processoranordningen innefattar även en hälsotillståndsfastställande anordning avseende absolut hälsotillstånd, som är anordnad för att, vid en tidpunkt, fastställa ett absolut mått på kraftbatterianordningens hälsotillstånd, där det absoluta fastställandet baseras på startbatterianordningens hälsotillstånd och kraftbatterianordningens relativa hälsotillstånd.

I enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen innefattar arrangemanget även en eller flera anordningar för parameterfastställande. En eller flera av följande parameterfastställande anordningar förser här inmatningsenheten 604 med parametrar; en anordning för fastställande av minst en laddningsprocessparameter, en anordning för fastställande av minst en temperaturparameter avseende batterianordningen, en anordning för fastställande av minst en startprocessparameter, och en anordning för fastställande av minst en uriaddningsprocessparameter.

Såsom är uppenbart för en fackman, kan uppfinningens arrangemang 600 anpassas för att innefatta anordningar för utförande av något av stegen i uppfinningens metod.

En självklar förutsättning är naturligtvis att arrangemanget förses med information som är nödvändig för att utföra ett sådant steg.

Anordningama som innefattas i processoranordningen, dvs. den första och andra spänningsfastställande anordningen, den första och andra hälsotillståndsfastställande anordningen, och den hälsotillståndsfastställande anordningen avseende absolut hälsotillstånd, kan utgöras av olika fysiska eller logiska delar av processoranordningen, t.ex. olika delkretsar tillhörande samma krets, olika delar av en programmeringskod, eller olika exekveringar av samma programmeringskod.

Anslutningsdonen 612, 613, och 614 i figur 6 kan vart och ett antingen vara någon i gruppen kabel; en buss, t.ex. en CAN-buss (Controller Area Network), en MOST- 10 15 534 537 18 buss (Media Orientated Systems Transport) eller motsvarande, altemativt en trådlös anslutning. Processoranordningen 601 kan vara placerad i anslutning till förarhytten eller principiellt i godtycklig del av fordonet.

Uppfinningens metod kan implementeras i ett datorprogram, innefattande programkod, vilken vid exekvering i en dator förorsakar datom att utföra metodens steg. Datorprogrammet inkluderas på ett maskinläsbart medium tillhörande en datorprogramprodukt. Det maskinläsbara mediet kan huvudsakligen utgöras av vilken typ av minne som helst, till exempel ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM) eller en hårddisk.

Såsom är uppenbart för fackmannen kan ett antal andra implementeringar, modifieringar, variationer och/eller tillägg göras till de typiska utföranden som beskrivs i det ovanstående. Det bör observeras att uppfinningen innefattar alla sådana andra implementeringar, modifieringar, variationer och/eller tillägg som omfattas av kraven.

Claims (13)

10 15 20 25 30 534 53? MM å/mf :q Krav

1. Metod för fastställande av batlerikondition i ett dubbelbatterisystem, där nämnda dubbelbatterisystem innefattar: - en kraftbatterianordning kopplad till ett elektriskt system 310 innefattande en startmotor, och - en startbatterianordning som är parallellkopplingsbar med nämnda kraftbatterianordning med hjälp av en tvåkretsbrytare, varigenom nämnda kraftbatterianordning och nämnda startbatterianordning förser det elektriska systemet med en dubbelsystemsspänning när nämnda tvåkretsbrytare är sluten, kännetecknad av att följande steg utförs under en tidsperiod då en startmotor är inaktiv: -fastställande av minst en av ett kraftbatteris vilospänning och ett startbatteris vilospänning, när nämnda tvåkretsbrytare är öppen, -fastställande av nämnda dubbelsystemsspänning, när nämnda tvåkretsbrytare är sluten, och - utnyttjande av nämnda dubbelsystemsspänning och minst en av nämnda kraftbatteris fastställda vilospänning och nämnda startbatteris fastställda vilospänning för fastställande av nämnda kraftbatterianordnings relativa hälsotillstånd, där nämnda relativa hälsotillstånd relateras över tid till nämnda startbatterianordnings hälsotillstånd som antas hålla god kondition, varvid en storleksvariation över tid avseende en första skillnad utnyttjas för fastställande av nämnda kraftbatterianordnings nämnda relativa hälsotillstånd, och där nämnda första skillnad utgörs av en skillnad mellan nämnda dubbelsystemsspänning och nämnda kraftbatteris vilospänning, och där nämnda kraftbatterianordnings relativa hälsotillstånd anses försämras relativt nämnda startbatterianordnings relativa hälsotillstånd om nämnda första skillnad varierar på sådant sätt att en skillnad mellan nämnda dubbelsystemspänning och nämnda startbatteris vilospänning minskar över tid.

2. Metod i enlighet med krav 1, där en storleksvariation över tid avseende en första skillnad utnyttjas för fastställande av nämnda kraftbatterianordnings nämnda relativa hälsotillstånd, där nämnda första skillnad utgörs av en skillnad mellan nämnda dubbelsystemsspänning och nämnda startbatteris vilospänning. 10 15 20 25 30 534 537 20

3. Metod i enlighet med något av kraven 1-2, vidare innefattande följande steg: -fastställande av nämnda startbatterianordnings hälsotillstånd, och -fastställande av ett absoluta mått på kraftbatterianordningens hälsotillstånd, vid en tidpunkt och baserat på nämnda startbatterianordnings nämnda hälsotillstånd och på nämnda kraftbatterianordnings nämnda relativa hälsotillstånd.

4. Metod i enlighet med krav 3, där fastställandet av nämnda startbatterianordnings nämnda hälsotillstånd innefattar utnyttjandet av minst en startbatterianordningsparameter i gruppen: - minst en laddningsprocessparameter; - minst en temperaturparameter avseende startbatterianordningen; - minst en startprocessparameter; och - minst en urladdningsprocessparameter.

5. Metod i enlighet med krav 4, där nämnda utnyttjande av nämnda minst en parameter utförs över tid, på sådant sätt att en försämring över tid av nämnda startbatterianordnings nämnda hälsotillstånd detekteras.

6. Metod i enlighet med något av kraven 3-5, där nämnda kraftbatterianordning anses som i huvudsakligen åldrad vid nämnda tidpunkt om, när nämnda startbatterianordnings nämnda hälsotillstånd är fullgott, nämnda skillnad mellan nämnda dubbelsystemsspänning och nämnda startbatteris vilospänning minskar till cirka 0 %-30 % av batterispänningsskillnaden, och helst O %-20 % av nämnda batterispänningsskillnad, där nämnda batterispänningsskillnad utgörs av en skillnad mellan nämnda startbatteris vilospänning och nämnda kraftbatteris vilospänning.

7. Metod i enlighet med något av kraven 3-5, där ett fastställt försämrat hälsotillstånd för minst en av nämnda startbatterianordning och nämnda kraftbatterianordning tolkas som en indikation på att det är dags att byta ut minst en av nämnda startbatterianordning respektive nämnda kraftbatterianordning. 10 15 20 25 30 534 537 ll

8. Metod i enlighet med något av kraven 1-7, där nämnda fastställande av batterikondition förnyas om minst en av nämnda startbatterianordning och nämnda kraftbatterianordning byts ut.

9. Datorprogram, kännetecknat av programkod, som vid exekvering i en dator förorsakar att datorn utför metoden i enlighet med något av kraven 1-8.

10. Datorprogramprodukt som innefattar ett maskinläsbart medium och ett datorprogram i enlighet med krav 9, där nämnda datorprogram är inkluderat i det maskinläsbara mediet.

11. Arrangemang för fastställande av en batterikondition i ett dubbelbatterisystem, där nämnda dubbelbatterisystem innefattar: - en kraftbatterianordning kopplad till ett elektriskt system 310 innefattande en startmotor, och - en startbatterianordning som är parallellkopplingsbar med nämnda kraftbatterianordning med hjälp av en tvákretsbrytare, varigenom nämnda kraftbatterianordning och nämnda startbatterianordning förser det elektriska systemet med en dubbelsystemsspänning när nämnda tvåkretsbrytare är sluten, kännetecknat av - en första spänningsfastställande anordning, anordnad för fastställande av minst en av ett kraftbatteris vilospänning och ett startbatteris vilospänning, när nämnda tvåkretsbrytare är öppen, - en andra spänningsfastställande anordning, anordnad för fastställande av nämnda dubbelsystemsspänning, när nämnda tvåkretsbrytare är sluten, - en första hälsotillståndsfastställande anordning, som är anordnad för att utnyttja nämnda dubbelsystemsspänning och minst en av nämnda kraftbatteris fastställda vilospänning respektive nämnda startbatteris fastställda vilospänning för fastställande av kraftbatterianordnings relativa hälsotillstånd, där nämnda relativa hälsotillstånd relateras över tid till nämnda startbatterianordnings hälsotillstånd som antas hålla god kondition, varvid en storleksvariation över tid avseende en första skillnad utnyttjas för fastställande av nämnda kraftbatterianordnings nämnda relativa hälsotillstånd, och 10 15 20 25 534 537 22 där nämnda första skillnad utgörs av en skillnad mellan nämnda dubbelsystemsspänning och nämnda kraftbatteris vilospänning, och där nämnda kraftbatterianordnings relativa hälsotillstånd anses försämras relativt nämnda startbatterianordnings relativa hälsotillstånd om nämnda första skillnad varierar på sådant sätt att en skillnad mellan nämnda dubbelsystemspänning och nämnda startbatteris vilospänning minskar över tid.

12. Arrangemang i enlighet med krav 11, där nämnda arrangemang innefattar - en andra hälsotillståndsfastställande anordning, som är anordnad för att fastställa nämnda startbatterianordnings nämnda hälsotillstånd, och - en hälsotillståndsfastställande anordning avseende absolut hälsotillstånd, som är anordnad för att, vid en tidpunkt, fastställa ett absolut mått pà nämnda kraftbatterianordnings nämnda hälsotillstånd, baserat på nämnda startbatterianordnings nämnda hälsotillstånd och nämnda kraftbatterianordnings nämnda relativa hälsotillstånd.

13. Arrangemang i enlighet med krav 11, där nämnda arrangemang innefattar minst en anordning i gruppen: - en anordning för fastställande av minst en laddningsprocessparameter; - en anordning för fastställande av minst en temperaturparameter avseende batterianordningen; - en anordning för fastställande av minst en startprocessparameter; och - en anordning för fastställande av minst en urladdningsprocessparameter.