WO1999041819A1 - Verfahren zur ermittlung der temperatur einer fahrzeugbatterie - Google Patents

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WO1999041819A1
WO1999041819A1 PCT/DE1999/000370 DE9900370W WO9941819A1 WO 1999041819 A1 WO1999041819 A1 WO 1999041819A1 DE 9900370 W DE9900370 W DE 9900370W WO 9941819 A1 WO9941819 A1 WO 9941819A1
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temperature
battery
vehicle
electrical system
engine
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PCT/DE1999/000370
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Inventor
Wunibald Frey
Gerhard Koelle
Albert Geiger
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the temperature of a vehicle battery according to the preamble of the main claim.
  • the battery temperature is usually detected with the aid of a temperature sensor, which takes place, for example, on the pole piece, on the pole connection, on the battery housing.
  • the electrolyte temperature of the battery could also be determined using an acid-resistant sensor.
  • temperature detection by means of a sensor has the disadvantage that additional costs for the sensor, the sensor assembly and the cabling are caused between the sensor and the control device. Overall, such a temperature measurement is associated with considerable effort.
  • DE-OS 40 37 640 proposes not to measure the battery temperature directly, but rather the temperature of the battery to measure voltage regulator, in that the control unit provided for regulating the charging voltage is contained and to estimate the battery temperature from the temperature measured in the regulator. It is assumed that the voltage regulator and the battery heat up in a predeterminable manner after the start of the journey. To calculate the temperature of the battery, additional data are used, which are stored in a map and contain, for example, the heating time constant of the battery.
  • the inventive method for determining the temperature of at least one battery in a vehicle electrical system with the features of claim 1 has the advantage that a more accurate determination of the battery temperature is possible compared to the prior art, whereby the achievable state of charge of the battery is further improved and so the battery life is increased.
  • These advantages are achieved by determining the temperature at at least two predeterminable points in the vehicle electrical system and calculating the battery temperature from the two measured temperatures using a thermal model.
  • the two points of the electrical system are advantageously selected so that their temperature must be measured anyway or is known anyway, so that no additional sensors are required.
  • the two temperatures that are evaluated to calculate the battery temperature are the engine temperature and the ambient temperature. Further temperatures can advantageously be taken into account if they are known anyway.
  • the calculation of the Battery temperature required measurement data are provided by the control unit of the vehicle by means of a data bus, for example a CAN bus.
  • a data bus for example a CAN bus.
  • a particularly advantageous use for the method according to the invention results in a two-battery electrical system, with a starter battery in the engine compartment and an on-board electrical system battery in the trunk. Since both batteries are arranged at different locations and also have different dimensions, different temperatures can be set, which can be calculated in each case, the different thermal capacities being taken into account in the calculation models used.
  • a thermal calculation model is advantageously used in the formation of the calculation model, or a model is formed by fuzzy logic.
  • the indirect determination of the battery temperatures in motor vehicles networked by bus systems results in advantageous cost savings for the vehicle manufacturer due to the omission of sensor cabling and sensor installation on or in the batteries.
  • the reliable installation of sensors in the battery area which is usually quite complex, can be omitted.
  • the risk of failure of the data acquisition due to defective sensors, cable and connector problems with the result of damaged batteries is eliminated.
  • the accuracy in the temperature estimation is further increased by taking the sunshine duration and the intensity of the sunshine into account in the calculations when the vehicle is at a standstill, it advantageously being possible to dispense with measuring these variables since they differ from other selectable quantities, in particular from temperature profiles, can be estimated with the aid of a special fuzzy evaluation.
  • FIG. 1 shows the components of a two-battery electrical system that are essential for understanding the invention.
  • Figure 2 describes a thermal model for determining the temperature of the starter battery and
  • Figure 3 describes a thermal model for determining the temperature of the on-board electrical system or supply battery.
  • Figures 4 to 10 show the quantities required for determining the duration of the sunshine.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a two-battery vehicle electrical system, for which the method according to the invention for determining the temperature of the two vehicle batteries can be used.
  • This electrical system comprises the following components in detail: a supply circuit 10 which has a generator 11 with associated voltage regulator 12, the supply or electrical system battery 13 and consumers 14 and 15.
  • the individual components of the supply circuit 10 are connected to an on-board electrical system control unit 16 via a connection terminal 30b.
  • the vehicle electrical system control unit 16 is connected to the starter 17 and the starter battery 18 via a further terminal Kl. 30a.
  • the starter 17 and the starter battery 18 form the starting circuit.
  • the starter battery 18 is located near the starter, for example in the engine compartment of the vehicle, while the battery 13 is located in the trunk of the vehicle, for example via at least one line 22.
  • This line 22 can, for example, be a bus System include, for example, a CAN bus with CAN interface. Information is exchanged between the on-board electrical system control unit 16 and the engine control units 21a to 21n via this bus.
  • the control units 21a to 21n receive, via sensors 19, the information required for the engine control, which is also required for the vehicle electrical system control unit.
  • the vehicle electrical system control unit 16 uses this information to calculate the charging voltages for the vehicle electrical system and the starter battery.
  • the starter battery is charged, for example, by a voltage converter integrated in the vehicle electrical system control unit 16.
  • the temperature-dependent charge control of the on-board electrical system battery 13 is carried out by specifying a setpoint for the generator controller 12 via a data bus 20 or analogously via a line. Functions of the generator controller 12 can also be taken over by the vehicle electrical system control unit 16 and the generator controller can be reduced to an intelligent power output stage with emergency running properties.
  • the vehicle electrical system control unit 16 is also connected to the voltage regulator 12.
  • the embodiment of the two-battery electrical system according to FIG. 1 is exemplary; the method according to the invention can of course also be used for a simple electrical system with a single battery.
  • an on-board electrical system with an on-board electrical system control unit an on-board electrical system without an on-board electrical system control unit could also be used, in which case the voltage regulator would then only have to include a control unit in addition to a power unit, which is connected to the control unit 21 or the control units 21a ... 21n.
  • Such a connection is also possible in the embodiment shown in FIG. 1.
  • the methods described below for determining the temperature of vehicle batteries can either run in the computer of the on-board electrical system control unit 16 or in the voltage regulator 12, provided that no on-board electrical system control unit is present and a suitable computer is included in the voltage regulator 12. In principle, the calculations could also take place in a control unit 21a itself, which would then have to make the calculated battery temperatures available to the vehicle electrical system control unit 16 or the voltage regulator 12 so that the regulation of the generator and converter output voltage and thus the charging voltage for the batteries can be adapted to the battery temperatures is.
  • the following measurement data can be used to determine the battery temperature:
  • Engine block cooling water, engine oil, vehicle ambient temperature
  • Vehicle speed (affects the temperature of the engine compartment and thus the installation space of the starter battery)
  • Vehicle interior Vehicle interior, vehicle ambient temperature
  • the control device uses a suitable temperature model to determine the battery temperatures of the starter battery 18 in the engine compartment and / or the supply or vehicle electrical system battery 13 in the trunk of a motor vehicle. Not all of the above measurements are required. If measured values are not directly available, they can also be calculated from other measured values, for example the downtime can be calculated from the difference between the engine temperature at standstill and start and the known one
  • Temperature time constant of the motor can be determined.
  • An observer function can be used to determine quantities that are not directly measured. Generally, however, measured values of the motor temperature and the outside temperature are required.
  • the components motor and battery are represented by heat sources or heat sinks with the corresponding heat capacity and heat time constant. It is essential that different application-dependent thermal time constants are used for the model calculation.
  • the modeling itself can be represented using different methods. For example, is a Modeling possible through fuzzy logic.
  • the measurement data available on the data bus are defined and evaluated as fuzzy variables.
  • the temperature of the batteries is inferred from these fuzzy fuzzy variables and a suitable linking matrix.
  • the prevailing battery temperature can also be calculated from the measured values or temperature information available on the data bus.
  • the vehicle electrical system control unit 16 determines the setpoints of the voltage regulator 12 based on the temperature information via the CAN interface.
  • TKR trunk temperature TE f ⁇ Ta, TIR ⁇
  • the vehicle electrical system control unit 16 determines the setpoints for the (generator) voltage regulator 12, which regulates the charge of the vehicle electrical system battery and, if applicable, for a voltage converter integrated in the vehicle electrical system control unit 16 from the available variables or temperature information which are supplied via the CAN interface who takes over the charge of the starter battery.
  • this voltage converter is a switchable connection to the on-board electrical system battery.
  • a controllable converter or switch can also be used in a separate device.
  • the voltage regulator 12 for the on-board utility battery 13 can be connected to the vehicle control unit via a simple serial one-wire bus, a so-called bit-synchronous interface.
  • the vehicle control unit then receives the charging voltage setpoint from the vehicle electrical system control unit 16 10
  • CAN bus and processes it with its own specifications and forwards the charging voltage solenoid value to the generator controller via the bit-synchronous interface.
  • the specification of the charging voltage setpoint to the voltage regulator 12 could also be directly from
  • Onboard power supply control unit 16 come.
  • the control functions could also be taken over by a higher-level control unit (vehicle electrical system or engine control unit).
  • the on-board electrical system control unit has the option of storing data on an EEPROM for analysis before the next journey begins. The following data is saved:
  • the temperatures are to be saved as byte values. It is therefore necessary to define a range of values for each temperature:
  • the current battery temperature must be estimated before driving off.
  • the data stored on EEPROM, the current outside air, interior and coolant temperature and the current time are indicative of this.
  • the parking time must be determined. Then the model is evaluated for the offline case and a new battery temperature & B _ sim is determined. A temperature difference delta ⁇ B _ sim can then be determined using a fuzzy set of rules. The sum ⁇ B _sim + delta ⁇ B _sim then gives the new battery temperature.
  • the previously calculated shutdown time is increased by 24h.
  • the curve of the battery temperature is recalculated to determine ⁇ B _ sim .
  • the model is initialized with the value of the old battery temperature ⁇ B _ a ⁇ t stored on EEPROM.
  • ⁇ A is linear between ⁇ A _ait and
  • the model calculates with the parameters for the offline case.
  • Any rule that is fulfilled can lead to a deviation from the assumed temperature profile and / or a sun exposure duration> 0. This in turn leads to a deviation of the battery temperature ⁇ B _ sira compared to ⁇ B _ Sim .
  • the temperature observer should also be able to calculate the deviating outside temperature curves shown in FIG. These can be formed by adding the curves from FIG. 4, which correspond to triangular external temperature profiles, with the linear external temperature profile.
  • FIG. 6 shows an impulse response of the model, impulse response not being the system response to the delta function, but the model's response to a triangular input signal according to FIG. 5.
  • the new battery temperature with which the model is initialized for online use is the sum of the simulated battery temperature and its deviation:
  • T down storage time
  • T from short (K), medium (M), long (L) i cold (K), normal (N), warm (W)
  • the value of the linguistic variables is determined with the help of membership functions.
  • FIG. 7 shows a membership function for T M.
  • Figure 8 shows membership functions for Ti 16
  • the fuzzy rules can be evaluated. A rule is created for each combination of input variables. The result of the evaluation is the degree of compliance with the respective rule
  • the description of the following cases provides the presumed temperature profile of the outside temperature ⁇ a (t) and the beginning t sl of presumed solar radiation.
  • the end of solar radiation t so is always the same as the start of the journey.
  • the final battery temperature difference ⁇ B _ sim is calculated as a weighted average from the previously determined temperature differences. The weighting is based on the degree of fulfillment of each individual case.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Ermittlung der Temperatur wenigstens einer Batterie in einem Fahrzeug-Bordnetz beschrieben, bei dem die Temperatur der Batterie indirekt in Abhängigkeit von wenigstens der Motortemperatur und der Umgebungstemperatur berechnet wird. Diese Temperaturen werden ohnehin von anderen Steuergeräten z.B. dem Motorsteuergerät erfaßt und berechnet und von diesen über den fahrzeuginternen Datenbus an ein weiteres Steuergerät, z.B. das Bordnetzsteuergerät zur Berechnung von Batterietemperaturen gesendet. Zur Berechnung der Batterietemperatur werden Modelle verwendet, z.B. Fuzzy-Logik oder eine Beobachterfunktion. Als Eingangsgrößen dienen zumindest die Motor- und Umgebungstemperatur. Zusätzlich wird die Sonnenscheindauer und Intensität während der Abstellphase berücksichtigt, wobei diese beiden Größen nicht gemessen, sondern rechnerisch ermittelt werden.

Description

Verfahren zur Ermittlung der Temperatur einer Fahrzeugbatterie
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ermittlung der Temperatur einer Fahrzeugbatterie nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Stand der Technik
Damit eine Batterie optimal geladen werden kann, ist es erforderlich, die Batterietemperatur zu bestimmen und die Ladespannung abhängig von der Batterietemperatur festzulegen. Üblicherweise wird die Batterietemperatur mit Hilfe eines Temperatursensors erfaßt, der beispielsweise am Polschuh, am Polanschluß, am Batteriegehäuse erfolgt. Außerdem könnte auch die Elektrolyttemperatur der Batterie mittels eines säureresistentverpackten Sensors ermittelt werden. Eine solche Temperaturerfassung mittels eines Sensors hat jedoch den Nachteil, daß zusätzliche Kosten für den Sensor, die Sensormontage und Verkabelung zwischen dem Sensor und dem Steuergerät verursacht werden. Insgesamt ist eine solche Temperaturmessung mit einem beträchtlichen Aufwand verbunden.
Zur Einsparung eines Temperatursensors an der Batterie wird in der DE-OS 40 37 640 vorgeschlagen, die Batterietemperatur nicht direkt zu messen, sondern die Temperatur des Spannungsreglers zu messen, indem die zur Regelung der Ladespannung vorgesehene Steuereinheit enthalten ist und aus der im Regler gemessenen Temperatur die Batterietemperatur abzuschätzen. Dabei wird davon ausgegangen, daß sich nach Fahrbeginn der Spannungsregler und die Batterie auf eine vorbestimmbare Art erwärmen. Zur Berechnung der Temperatur der Batterie werden zusätzliche Daten verwendet, die in einem Kennfeld abgespeichert sind und beispielsweise die Erwärmungszeitkonstante der Batterie enthalten.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung der Temperatur wenigstens einer Batterie in einem Fahrzeug-Bordnetz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß eine gegenüber dem Stand der Technik genauere Bestimmung der Batterietemperatur möglich ist, wodurch der erreichbare Ladezustand der Batterie weiter verbessert wird und so die Lebensdauer der Batterie erhöht wird. Erzielt wird dieser Vorteile, indem die Temperatur an wenigstens zwei vorgebbaren Stellen des Fahrzeugbordnetzes ermittelt wird und aus den beiden gemessenen Temperaturen die Berechnung der Batterietemperatur nach einem thermischen Modell erfolgt. Die beiden Stellen des Bordnetzes werden dabei vorteilhafterweise so ausgewählt, daß ihre Temperatur ohnehin gemessen werden muß bzw. ohnehin bekannt ist, so daß keine zusätzlichen Sensoren benötigt werden. Die beiden Temperaturen, die zur Berechnung der Batterietemperatur ausgewertet werden, sind die Motortemperatur und die Umgebungstemperatur. Weitere Temperaturen können in vorteilhafterweise berücksichtigt werden, sofern sie ohnehin bekannt sind.
Weitere Vorteile der Erfindung werden mit den in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen erzielt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die zur Berechnung der Batterietemperatur benötigten Meßdaten vom Steuergerät des Fahrzeugs mittels eines Datenbusses, beispielsweise eines CAN-Busses zur Verfügung gestellt werden. Ein besonders vorteilhafter Einsatz für das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich in einem Zweibatteriebordnetz, mit einer Starterbatterie im Motorraum und einer Bordnetzbatterie im Kofferraum. Da beide Batterien an unterschiedlicher Stelle angeordnet sind und außerdem unterschiedliche Dimensionen aufweisen, können sich verschiedene Temperaturen einstellen, die jeweils berechnet werden können, wobei in den verwendeten Rechenmodellen die unterschiedlichen thermischen Kapazitäten berücksichtigt werden.
Vorteilhafterweise wird bei der Bildung des Rechenmodells ein thermisches Rechenmodell eingesetzt oder es erfolgt eine Modellbildung durch Fuzzy-Logik. Durch die indirekte Bestimmung der Batterietemperaturen in durch Bussysteme vernetzten Kraftfahrzeugen ergibt sich eine vorteilhafte Kostenersparnis beim Fahrzeughersteller durch wegfallende Sensorverkabelung und Sensorinstallation an oder in den Batterien. Die zuverlässige Montage von Sensoren im Batteriebereich, die üblicherweise recht aufwendig ist, kann entfallen. Das Ausfallrisiko der Meßwerterfassung aufgrund defekter Sensoren, Leitungs- und Steckverbindungsproblemen mit der Folge geschädigter Batterien entfällt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Genauigkeit bei der Temperaturabschätzung noch erhöht, indem die Sonnenscheindauer und die Intensität des Sonnenscheines während des Fahrzeugstillstandes bei den Berechnungen mitberücksichtigt werden, wobei vorteilhafterweise auf eine Messung dieser Größen verzichtet werden kann, da sie sich aus anderen, wählbaren Größen, insbesondere aus Temperaturverläufen mit Hilfe einer speziellen Fuzzy-Auswertung abschätzen läßt. Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Im einzelnen zeigt Figur 1 die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Bestandteile eines Zweibatterienbordnetzes . Figur 2 beschreibt ein thermisches Modell zur Bestimmung der Temperatur der Starterbatterie und Figur 3 beschreibt ein thermisches Modell zur Bestimmung der Temperatur der Bordnetz- bzw. Versorgungsbatterie. In den Figuren 4 bis 10 sind sind die für die Ermittlung der Sonnenscheindauer benötigten Größen angegeben.
Beschreibung
In Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines Zwei-Batterie- Bordnetzes dargestellt, für das das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung der Temperatur der beiden Fahrzeugbatterien eingesetzt werden kann. Eine Einschränkung auf ein Zwei-Batteriebordnetz ist jedoch nicht nötig. Dieses Bordnetz umfaßt im einzelnen folgende Komponenten: einen Versorgungskreis 10, der einen Generator 11 mit zugehörigem Spannungsregler 12, die Versorgungs- bzw. Bordnetzbatterie 13 sowie Verbraucher 14 und 15 aufweist. Die einzelnen Komponenten des Versorgungskreises 10 sind über einen Anschluß Kl. 30b mit einem Bordnetzsteuergerät 16 verbunden. Das Bordnetzsteuergerät 16 ist über einen weiteren Anschluß Kl. 30a mit dem Starter 17 und der Starterbatterie 18 verbunden. Der Starter 17 sowie die Starterbatterie 18 bilden den Startkreis. Die Starterbatterie 18 befindet sich in der Nähe des Starters, beispielsweise im Motorraum des Fahrzeugs, während sich die Batterie 13 beispielsweise im Kofferraum des Fahrzeugs befindet.Das Bordnetzsteuergerät 16 steht mit dem Motorsteuergerät 21 (z.B. 21a) oder mit den Steuergeräten 21a ... 21n über wenigstens eine Leitung 22 in Verbindung. Diese Leitung 22 kann beispielsweise ein Bus- System umfassen, beispielsweise einen CAN-Bus mit CAN- Schnittstelle . Über diesen Bus werden Informationen zwischen dem Bordnetzesteuergerät 16 und den Motorsteuergeräten 21a bis 21n ausgetauscht. Die Steuergeräte 21a bis 21n erhalten über Sensoren 19 die für die Motorsteuerung erforderlichen Informationen, die auch für das Bordnetzsteuergerät benötigt werden. Das Bordnetzsteuergerät 16 berechnet aus diesen Informationen die LadeSpannungen für die Bordnetz- und die Starterbatterie . Die Ladung der Starterbatterie erfolgt zum Beispiel durch einen im Bordnetzsteuergerät 16 integrierten Spannungswandler .
Die temperaturabhängige Ladesteuerung der Bordnetzbatterie 13 erfolgt durch die Vorgabe eines Sollwertes für den Geneatorregler 12 über einen Datenbus 20 oder analog über eine Leitung. Dabei können auch Funktionen des Generatorreglers 12 vom Bordnetzsteuergerät 16 übernommen werden und der Generatorregler kann auf eine intelligente Leistungsendstufe mit Notlaufeigenschaften reduziert werden.
Das Bordnetzsteuergerät 16 ist weiterhin mit dem Spannungsregler 12 verbunden. Ein solcher Spannungsregler 12, der mit Hilfe des Bordnetzsteuergerätes 16 betrieben wird, benötigt nur noch eine Leistungsstufe, da die Ansteuerfunktionen vom Bordnetzsteuergerät 16 übernommen werde .
Die Ausführungsform des Zwei-Batterie-Bordnetzes nach Figur 1 ist beispielhaft, das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich auch für ein einfaches Bordnetz mit einer einzigen Batterie eingesetzt werden. Anstelle eines Bordnetzes mit einem Bordnetzsteuergerät könnte auch ein Bordnetz ohne Bordnetzsteuergerät verwendet werden, es müßte dann lediglich der Spannungsregler neben einem Leistungsteil auch noch ein Steuerteil umfassen, das mit dem Steuergerät 21 bzw. den Steuergeräten 21a ... 21n in Verbindung steht. Eine solche Verbindung ist ebenfalls in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel möglich.
Die im folgenden beschriebenen Verfahren zur Ermittlung der Temperatur von Fahrzeugbatterien können entweder im Rechner des Bordnetzsteuergerätes 16 oder im Spannungsregler 12 ablaufen, sofern kein Bordnetzsteuergerät vorhanden ist und im Spannungsregler 12 ein geeigneter Rechner enthalten ist. Prinzipiell könnten die Berechnungen auch in einem Seuergerät 21a selbst ablaufen, wobei dieses die berechneten Batterietemperaturen dann dem Bordnetzsteuergerät 16 bzw. dem Spannungsregler 12 zur Verfügung stellen müßte, damit die Regelung der Generator- und Wandlerausgangsspannung und damit der Ladespannung für die Batterien an die Batterietemperaturen anpaßbar ist .
Zur Bestimmung der Batterietemperatur lassen sich im Prinzip die folgenden Meßdaten verwerten:
Für die Temperatur der Starterbatterie im Motorraum:
Motorblock-, Kühlwasser-, Motoröl-, Fahrzeug- Umgebungstemperatur
Fahrzeuggeschwindigkeit (beeinflußt die Temperatur des Motorraumes und somit des Einbauraumes der Starterbatterie)
Fahrzeugfarbe (unterschiedliche Reflektionsfaktoren für unterschiedliche Farben)
Daten zur Fahrzeugausstattung, die zur Bestimmung der Temperatur des Batterie-Einbauraumes, der sich während des Stillstandes durch Sonneneinstrahlung verändert, benötigt werden
Stillstandszeit . Für die Bestimmung der Temperatur der Versorgungsbatterie im Kofferraum:
Fahrzeuginnenraum- , Fahrzeug-Umgebungstemperatur
Fahrzeugfarbe (Reflektionsfaktor)
Stillstandszeit .
Aus einigen oder allen der oben genannten, auf dem Datenbus zur Verfügung stehenden aktuellen Meßwerten bestimmt das Steuergerät mit Hilfe eines geeigneten Temperaturmodells die Batterietemperaturen der Starterbatterie 18 im Motorraum und/oder der Versorgungs- bzw. Bordnetzbatterie 13 im Kofferraum eines Kraftfahrzeugs. Dabei werden nicht unbedingt alle oben genannten Meßwerte benötigt. Falls Meßwerte nicht direkt vorliegen, können sie auch aus anderen Meßwerten berechnet werden, beispielsweise kann die Stillstandszeit aus der Differenz der Motortemperatur bei Stillstand und Start und der bekannten
Temperaturzeitkonstante des Motors ermittelt werden. Zur Ermittlung von nicht direkt gemessenen Größen kann eine Beobachterfunktion eingesetzt werden. Generell benötigt werden allerdings Meßwerte der Motortemperatur und der Außentemperatur .
In den Rechenmodellen werden die Komponenten Motor und Batterie durch Wärmequellen bzw. Wärmesenken mit entsprechender Wärmekapazität und Wärmezeitkonstante dargestellt. Wesentlich ist, daß unterschiedliche applikationsabhängige thermische Zeitkonstanten zur Modellberechnung herangezogen werden.
Die Modellbildung selbst kann nach unterschiedlichen Methoden dargestellt werden. Beispielsweise ist ein Modellbildung durch Fuzzy-Logik denkbar. Dabei werden die auf dem Datenbus zur Verfügung stehenden Meßdaten als Fuzzy- Variable definiert und bewertet. Mittels diesen unscharfen Fuzzy-Variablen und einer geeigneten Verknüpfungsmatrix wird auf die Temperatur der Batterien geschlossen.
Eine weiteren Modellbildung ist durch ein thermisches Rechenmodell möglich. Bei einem solchen thermischen Rechenmodell, das in Figur 2 für die Starterbatterie und in Figur 3 für die Bordnetz- bzw. Versorgungsbatterie angegeben ist, kann ebenfalls aus den auf dem Datenbus vorhandenen Meßwerten, bzw. Temperaturinformationen die jeweils herrschende Batterietemperatur errechnet werden. Das Bordnetzsteuergerät 16 ermittelt dabei aufgrund der Temperaturinformationen über die CAN-Schnittstelle die Sollwerte des Spannungsreglers 12.
In den in Figur 2 und 3 aufgezeigten Rechenmodellen werden die folgenden Größen ausgewertet :
Zur Berechnung der Temperatur der Starterbatterie 18 :
TMot Temperatur Motor Messwert
TE Temperatur MotoreinTE=f {TMot,Ta,Vfz} bauraum mit Vfz=Fahr- zeuggeschwindigkeit
TBatS Temperatur StarterTBatS=f {Rth,E-a,CBat} batterie mit Cbat=Wärme- kapazität Batterie
Ta Temperatur FahrzeugMesswert umgebung
Rth,M-E Thermischer Widerstand Applikationswert Motor-Motoreinbauraum
Rth,E-a Thermischer Widerstand Rth,E-a=f {VFz} Motoreinbauraum- Fahrzeugumgebung Rth,Bat-E Thermischer Widerstand Applikationswert Batterie-Motoreinbauraum
Zur Berechnung der Temperatur der Bordnetzbatterie 13 :
TIR Temperatur Fz . -Innenraum Messwert
TKR Temperatur Kofferraum TE=f{Ta,TIR}
TBatV Temperatur Versorgungs- TBatV=f {Rth,Bat-KR, batterie mit Cbat= TKR,CBat}
Wärmekapazität Batterie
Ta Temperatur Fahrzeug- Messwert
Umgebung
Rth,IR-KR Thermischer Widerstand Applikationswert
Innenraum-Kofferraum
Rth,KR-a Thermischer Widerstand Rth,KR-a=
Kofferraum-Fz . -Umgebung f {Fz-Farbe}
Rth,Bat-KR Thermischer Widerstand Applikationswert
Batterie-Kofferraum
Aus den zur Verfügung stehenden Größen, bzw. Temperaturinformationen, die über die CAN-Schnittstelle zugeführt werden, ermittelt das Bordnetzsteuergerät 16 die Sollwerte für den (Generator-) Spannungsregler 12, der die Ladung der Bordnetzbatterie regelt und gegebenenfalls für einen im Bordnetzsteuergerät 16 integrierten Spannungswandler, der die Ladung der Starterbatterie übernimmt. Dieser Spannungswandler ist im einfachsten Fall eine schaltbare Verbindung zur Bordnetzbatterie . Es kann aber auch ein steuerbarer Wandler bzw. Schalter in einem separaten Gerät eingesetzt werden.
Der Spannungsregler 12 für die Bordnutzbatterie 13 kann über einen einfachen seriellen Ein-Draht-Bus, eine sogenannte bitsynchrone Schnittstelle mit dem Fahrzeugsteuergerät verbunden sein. Das Fahrzeugsteuergerät bekommt dann den Ladespannungssollwert vom Bordnetzsteuergerät 16 über den 10
CAN-Bus und verarbeitet diesen mit eigenen Vorgaben weiter und gibt den Ladespannungssoliwert über die bitsynchrone Schnittstelle an den Generatorregler weiter.
Die Vorgabe des Ladespannungsollwertes an den Spannungsregler 12 könnte auch direkt vom
Bordnetzsteuergerät 16 kommen. Die Regelfunktionen könnten ebenso von einem übergeordneten Steuergerät (Bordnetz- oder Motorsteuergerät) übernommen werden.
Für die Temperaturbeobachtung läßt sich folgendes Auswerteverfahren durchführen:
Berechnungen während der Fahrt
Während der Fahrt wird das thermische Modell mit einer Abtastzeit von TAi)tast=30s ausgewertet.
Aktionen nach der Fahrt
Nach der Fahrt besteht für das Bordnetz-Steuergerät die Möglichkeit, Daten auf ein EEPROM für eine Analyse vor Beginn der nächsten Fahrt zu speichern. Folgende Daten werden gespeichert :
- AbstellZeitpunkt tab
- Batterietemperatur &B
- Außentemperatur θA
- Kühlmitteltemperatur θM
Die Temperaturen sollen als Byte-Werte gespeichert werden. Es ist also nötig, einen Wertebereich jede Temperatur festzulegen:
Batterietemperatur: -40°C - +60°C -> Auflösung: 0.39 °C 11
Außentemperatur: -40 °C - +60°C -> Auflösung: 0.39 °C Kühlmitteltemperatur: -40 °C - + 120°C -> Auflösung: 0.63 °C
Berechnungen vor Fahrantritt
Vor Fahrantritt ist die aktuelle Batterietemperatur zu schätzen. Anhaltspunkte dafür sind die auf EEPROM gespeicherten Daten, sowie die aktuellen Temperaturen Außenluft-, Innenraum- und Kühlmitteltemperatur und die aktuelle Uhrzeit.
Zunächst muß Fahrzeugabstellzeit bestimmt werden. Danach wird das Modell für den Offlinefall ausgewertet und eine neue Batterietemperatur &B_sim ermittelt. Anschließend kann mit Hilfe eines Fuzzy-Regelwerks eine Temperaturdifferenz delta θB_sim bestimmt werden. Die Summe θB_sim+deltaθB_sim ergibt dann die neue Batterietemperatur.
Bestimmung der Fahrzeugabstellzeit
Über den CAN-Bus läßt sich nur die aktuelle Uhrzeit, nicht aber das Datum abfragen. Zu Beginn einer Fahrt steht damit die Uhrzeit am Ende der letzten Fahrt und die aktuelle Uhrzeit zur Verfügung. Die Formel für die Abstelldauer lautet also T^teii = t^uen - tAbsteii- Sollte das Ergebnis negativ sein, wird es um 24h erhöht.
Mit diesen Daten allein läßt sich jedoch nicht entscheiden, ob das Fahrzeug beispielsweise 3 Stunden oder 27 Stunden abgestellt war.
Als zusätzliches Kriterium für die Bestimmung der Abstelldauer wird ein Vergleich von aktueller Außenluft- und Motortemperatur sowie der alten Motortemperatur 12
herangezogen: Wenn (die Motortemperatur weniger als 10°C über der Außenlufttemperatur liegt) und (die alte Motortemperatur > 90°C ist) und (die Abstelldauer kleiner als 5 Stunden ist) , dann wird die bisher berechnete Abstelldauer um 24h erhöht.
Auswertung des Modells
Zur Bestimmung von θB_sim wird der Verlauf der Batterietemperatur nachgerechnet. Das Modell wird dazu mit dem auf EEPROM gespeicherten Wert der alten Batterietemperatur θB_aιt initialisiert. Für den Verlauf der Einflüsse von außen werden folgende Annahmen getroffen:
- Außentemperatur θA verläuft linear zwischen θA_ait und
"A_neu •
- Sonneneinstrahlung wird nicht berücksichtigt.
- Eine Nachheizphase zu Beginn der Standzeit wird angenommen.
- Das Modell rechnet mit den Parametern für den Offlinefall.
Das Ergebnis dieser Offline-Auswertung ist die simulierte Batterietemperatur θB_sim. Sollte die Abstellzeit Tab größer als 13 Stunden sein, wird θB_sim nicht per Simulation sondern durch die Gleichung θB_sim = θw_neu bestimmt.
Auswertung des Fuzzy-Regelwerks
Bei der Berechnung der simulierten Batterietemperatur wurde von einem linearen Verlauf der Außentemperatur und fehlender Sonneneinstrahlung ausgegangen. Der reale Verlauf beider Größen während der Standzeit wird nicht gemessen, sondern kann nur aufgrund der gemessenen Temperaturen vor Fahrtbeginn geschätzt werden. Dies soll durch die Auswertung eines Fuzzy-Regelwerks erfolgen. 13
Jede erfüllte Regel kann dazu führen, daß eine Abweichung vom angenommenen Außentemperaturverlauf und/oder eine Sonneneinstrahldauer > 0 angenommen wird. Dies wiederum führt zu einer Abweichung der Batterietemperatur θB_sira gegenüber θB_Sim.
Die Beschreibung der Fuzzy-Regeln sowie die daraus resultierenden Annahmen werden noch genauer beschrieben.
Berücksichtigung der Sonneneinstrahlung:
Der zusätzlichen Einflusses der Sonneneinstrahlung auf die Batterietemperatur wird durch Auswertung der Sprungantwort der Sonneneinstrahlung (Intensität = 100%) bestimmt. Die Sprungantwort des Modells auf die Sonneneinstrahlung läßt sich mit Hilfe der Laplace-Transformation durch eine analytische Funktion beschreiben. Unter der Voraussetzung XB=0 ergibt sich folgender Zusammenhang:
-tlτ», -t'*B ^ l BU &B Sim ~ & Sonne 0
V τBU
Abweichungen vom linearen Außentemperaturverlauf:
Neben dem linearen Außentemperaturverlauf nach Figur 4 sollen auch die in Figur 5 dargestellten abweichenden Aussentemperaturverläufe vom Temperaturbeobachter berechnet werden können. Diese lassen sich durch Addition der Kurven aus Figur 4, die dreieckförmigen Aussentemperaturverläufen entsprechen, mit dem linearen Außentemperaturverlauf bilden.
Da die Batterietemperatur für den linearen Verlauf bereits berechnet wurde, muß jetzt lediglich die Temperaturdifferenz ermittelt werden, die sich aufgrund des geänderten 14
Temperaturverlaufs ergibt . Sie wird aus einer abgelegten und auf 1°K Außentemperaturdifferenz normierten Kurve über der Zeit ermittelt. Diese in Figur 6 dargestellte Kurve stellt die Antwort des Modells auf ein dreieckformiges Eingangssignal nach Figur 5 mit delta &A =1°K dar.
Figur 6 zeigt eine Impulsantwort des Modells, wobei mit Impulsantwort nicht die Antwort des Systems auf die Delta- Funktion zu verstehen ist, sondern die Antwort des Modells auf ein dreieckformiges Eingangssignal nach Figur 5.
Berechnung der neuen Batterietemperatur
Alle sich ergebenden Temperaturdifferenzen werden entsprechend der Erfülltheit der zugehörigen Regel gewichtet und ergeben zusammen die Temperaturdifferenz delta&BSιm.
Die neue Batterietemperatur, mit der das Modell für den Onlinefall initialisiert wird, ist die Summe aus der simulierten Batterietemperatur und ihrer Abweichung:
**B neu="Ε Sim+dθltaθ'B Sim
Fuzzy-Regelwerk
Bei der Auswertung von Fuzzy-Regelwerken ist grundsätzlich folgendes Vorgehen erforderlich:
1. Wahl der Eingangsgrößen der Fuzzy-Logik und Zuweisung von linguistischen Variablen.
2. Festlegen der Wertigkeit der linguistischen Variablen. 3. Auswertung der Fuzzy-Regeln: hier sind 1,2,4 oder 8 Regeln auszuwerten. Ergebnis: Gewichtsfaktor 15
4. Bestimmen der Zielgröße entsprechend obiger Regeln: hier die Temperaturdifferenzen deltaOB_Sιm<1.,8.
5. Berechnung der Zielgröße als gewichteter Mittelwert: hier die Temperaturdifferenz deltaθB_Slm aus den zuvor bestimmten Gewichtsfaktoren und Temperaturdifferenzen.
Eingangsgrößen
Als Eingangsgrößen werden gewählt : Tab : Abstelldauer
Ti = θInnen - θAußen : relative Innenraumtemperatur Tw = θWasser - S-Außen : relative Wassertemperatur
Den Eingangsgrößen werden folgende linguistische Variablen zugewiesen:
Tab kurz (K) , mittel (M) , lang (L) i kalt (K) , normal (N) , warm (W)
T„ kalt (K) , normal (N) , warm (W)
Wertigkeit der linguistischen Variablen
Die Wertigkeit der linguistischen Variablen wird mit Hilfe von Zugehörigkeitsfunktionen ermittelt. Die
Zugehörigkeitsfunktionen der linguistischen Variablen zu dem Wertebereich der Eingangsgrößen wird in den folgenden Figuren dargestellt . Abbildung 7 zeigt eine Zugehörigkeitsfunktion für TM.
Beispiel: Für TW=7.5°C ergeben sich folgende Wertigkeiten: μTw_ait = 0.00 τ _normal = 0 . 75 warm = 0 . 25
Abbildung 8: zeigt Zugehörigkeitsfunktionen für Ti 16
und Abbildung 9: zeigt Zugehörigkeitsfunktionen für Tab.
Auswertung der Fuzzy-Regeln
Nachdem die Wertigkeit der linguistischen Variablen für alle Eingangsgrößen bekannt ist, können die Fuzzy-Reglen ausgewertet werden. Es wird für jede Kombination von Eingangsgrößen eine Regel erstellt. Das Ergebnis der Auswertung ist der Grad der Erfülltheit der jeweiligen Regel
Beispiel :
Regel: ( (Tab=mittel) ) & (Tw = warm) &• (T^normal) )
Auswertung: Die inneren Klammern werden ersetzt durch die
Wertigkeit der linguistischen Variablen. Die boolsche
Verknüprung „&" wird in der unscharfen Logik durch die
Minimum-Funktion ersetzt.
Das Ergebnis ist also MIN (μTab_raittei ; μTw_warm ; μTi_normai )
17
lten die in Tabelle 1 dargestellten Regeln:
& Ta Tab τab b = =
= mi lan ku tt 9 rz el
Tw=kalt Fa Fa Fal
11 11 1
1 10 19
Fo Fo For rm rm mel el el 7
1 1
Tw=kalt & Fa Fa Fal
Tj.= normal 11 11 1
2 11 20
Fo Fo For rm rm mel el el 7 ll 2
)
Tw=kalt &. Fa Fa Fal
Ti = warm 11 11 1
3 12 21
Fo Fo For rm rm mel el el 8
1 3
Tw=normal Fa Fa Fal
& T.=kalt 11 11 1
4 13 22
Fo Fo For rm rm mel el el 7
1 1
Tw=normal Fa Fa Fal
& 11 11 1
T1=normal 5 14 23
Fo Fo For rm rm mel el el 7
1 4
Tw=normal Fa Fa Fal
& T1=warm 11 11 1
6 15 24
Fo Fo For rm rm mel el el 9
Figure imgf000019_0001
18
1 5
Tw=warm & Fa Fa Fal
Tx=kalt 11 11 1
7 16 25
Fo Fo For rm rm mel el el 7
1 1
Tw=warm & Fa Fa Fal
T1=normal 11 11 1
8 17 26
Fo Fo For rm rm mel el el 7
1 1
Tw=warm & Fa Fa Fal
T=warm 11 11 1
9 18 27
Fo Fo For rm rm mel el el 9
1 6
Figure imgf000020_0001
Tabelle 1 : Fuzzy-Regelwerk
Es muß für alle Regeln eine neue Temperaturdifferenz berechnet werden, deren Auswertung einen Wert größer Null ergibt .
Berechnung der Batteriedifferenztemperaturen
Die Beschreibung der folgenden Fälle liefert als Ergebnis den vermuteten Temperaturverlauf der Außentemperatur θa(t) sowie Beginn tsl einer vermuteten Sonneneinstrahlung. Das Ende der Sonneneinstrahlung tso ist immer gleich dem Fahrtbeginn.
Mit Hilfe dieser Daten kann dann entsprechend Kapitel jeweils schnell (also ohne erneute Simulation) die Temperaturdifferenz delta θB 3ιm aus Tabellen ermittelt werden. 19
Die in Figur 4 dargestellten vom linearen Verlauf abweichenden Kurven zeichnen sich dadurch aus, daß während der halben Abstellzeit βa(t) =θa_aιt bzw. θa(t) =θa_neu gilt. Sie werden nachfolgend wie folgt beschrieben: θa(t) =»a_aιt(t) bzW . θa ( t ) =θa_neu(t)
Wird vom linearen Außentemperaturverlauf ausgegangen wird dies durch θa(t) =θa_lιn(t) ausgedrückt.
Im Falle einer Sonneneinstrahlung soll deren Intensität von der aktuellen Außentemperatur abhängig gemacht werden. Figur 10 zeigt die angenommene Beziehung zwischen Sonnenintensität und Außentemperatur. In Fällen, bei denen grundsätzlich keine Sonneneinstrahlung vermutet wird, wird dies durch die Notation Ts = tSι - tso = 0 kenntlich gemacht.
Fall 1-9:
Situation: kurze Abstellzeit θa ( t ) =βa_lιn ( t ) ; Ts = 0 => ΔθB_sχm = 0
Fall 10 :
Situation: Sonnenaufgang βa (t ) =»a_lιn ( t ) ; Ts = 0 => ΔθB_Sxm = 0
Fall 11 :
Situation: Sonnenaufgang vor einiger Zeit (noch keine
Erwärmung durch Sonneneinstrahlung) θa(t) =θa_lιn(t)- Äa_Δ(t) ; Ts = 0
Fall 12:
Situation: Sonneneinstrahlung seit einiger Zeit θa ( t ) =θa_ιln ( t ) ; tSι = t -Tab/2 ; tso = t
Fall 13: Situation: ? 20
θa(t) =θa_lm( ) ; Ts = 0 => ΔθB_S-.m = 0
Fall 14:
Situation: ausgeglichene Temperaturen, keine
Sonneneinstr hlung θa(t) =θa_πeu(t) ; Ts = 0
Fall 15:
Situation: Sonneneinstrahlung seit kurzer Zeit θa ( t ) =θa_ait (t ) ; tsl = - MIN (Tab/ 2 , l ) ; tso = t
Fall 16 :
Situation: Sonnenaufgang bzw. Fahrzeug in Garage, Motor noch warm θa(t) =βa_ιιn(t) ; Ts = 0 => delta B_Sιm = 0
Fall 17:
Situation: keine Sonneneinstrahlung, Motor noch warm θa(t) =θa_ιιn(t) ; Ts = 0 => delta BJ3ιm = 0
Fall 18:
Situation: Sonneneinstrahlung seit einiger Zeit, Motor noch warm θa (t) =θa im (t) , tsl = t-Ta /2 ; tso = t
Fall 19:
Situation: Sonnenaufgangwird so berechnet, daß gilt: θB = θB_Sιm + delta θB_Sιm = θw => delta -9B_sιm = θw - θs_sιm ; Ts = 0
Fall 20:
Situation: Sonnenaufgang vor einiger Zeit 21
Δ B_Sιm •= "■-. - "B_Sιm ! Ts = 0
Fall 21:
Situation: Sonneneinstrahlung seit einiger Zeit
ΔyB_Sιm = " _ ^B_Sιm ;* TS1 = t~2h ; Ts0 = t
Fall 22:
Situation: ?
Δ->jB_Slm = w - 7B_Sιm ; Ts = 0
Fall 23:
Situation: seit langer Zeit thermisch stabiler Zustand
ΔθB_Slm = i^v - ÖΕ_Sιm ' Ts = 0
Fall 24:
Situation: Sonneneinstrahlung seit kurzer Zeit
ΔθBJ3ιm = θw - »B_Sim ; TS1 = t-lh ; Ts0 = t
Fall 25:
Situation: ?
Δθ4 B_Sιm = yw - Ε^sim ; Ts = 0
Fall 26:
Situation: einige Zeit nach Sonnenuntergang
ΔJ-B Sιm = yw - -»B sim ; τs = o
Fall 27:
Situation: Sonneneinstrahlung vor einiger Zeit
ΔσB_Slm = -yw - vτB_Slm ; Tsl = t-lh ; TSo = t
Berechnung der Batterietemperaturdifferenz 22
Die endgültige Batterietemperaturdifferenz ΔθB_sim wird als gewichteter Mittelwert aus den zuvor bestimmten Temperaturdifferenzen berechnet. Die Gewichtung erfolgt nach dem Grad der Erfülltheit jedes Einzelfalls.

Claims

23Ansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung der Temperatur wenigstens einer Batterie in einem Fahrzeug-Bordnetz, wobei die Temperatur der Batterie indirekt in Abhängigkeit von Temperaturen vorgebbarer Komponenten ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Temperatur nach einem Modell erfolgt, in dem wenigstens die Motortemperatur und die Umgebungstemperatur berücksichtigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellbildung durch ein thermisches Rechenmodell erfolgt, das zusätzlich zur Motortemperatur und Umgebungstemperatur noch die Sonnenscheindauer und/oder die Sonnenscheinintensität während des Stillstandes des Fahrzeugs umfaßt .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellbildung durch Fuzzy-Logik in einem Fuzzy- Regelwerk gebildet wird, wobei die zur Verfügung stehenden Meßdaten der Motortemperatur und der Umgebungstemperatur als Fuzzy-Variablen definiert und bewertet werden und in einer geeigneten Verknüpfungsmatrix aus diesen Fuzzy-Variablen auf die Batterietemperatur geschlossen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenscheindauer und /oder Sonnenscheinintensität während der Abstellphase abhängig von einer vorgebbaren 24
Beziehung zwischen Sonnenintensität und Umgebungstemperatur ermittelt wird, wobei unterschieden wird zwischen verschiedenen Fällen, für dis Sonneneinstrahlung und die Dauer der Abstellphase.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Temperatur einer Bordnetzbatterie weitere Größen oder Meßdaten berücksichtigt werden, die wenigstens die Temperatur im Fahrzeuginnenraum, die Fahrzeugfarbe und die Stillstandszeit des Fahrzeugs beinhalten und daß bei der Bestimmung der Temperatur der Starterbatterie im Motorraum zusätzlich die Fahrzeuggeschwindigkeit, die die Temperatur des Einbauraumes beeinflußt, die Fahrzeugfarbe sowie zur Bestimmung der Temperatur des Einbauraumes während des Fahrzeugstillstandes durch Sonneneinstrahlung die Fahrzeugausstattung berücksichtigt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motortemperatur durch Messung der Temperatur des Motorblocks oder des Kühlwassers oder des Motoröls ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsgrößen des Fuzzy- Regelwerks gebildet werden durch die Abstelldauer, die relative Innenraumtemperatur und die relative Wassertemperatur .
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Eingangsgrößen die linguistischen Variablen kurz, mittel, lang und kalt, normal, warm zugewiesen werden und die Wertigkeiten der linguistischen Variablen mit Hilfe von Zugehörigkeitsfunktionen ermittelt werden. 25
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die linguistischen Variablen kurz, mittel, lang und kalt, normal, warm von jeweils einer der Eingangsgrößen Abstelldauer, relative Innenraumtemperatur und relative Wasswertemperatur in jeder Kombination miteinander verknüpft werden, zur Aufstellung von Fuzzy-Regeln.
10. Steuergerät zur Durchführung eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät über einen Datenbus mit anderen Steuergeräten in Verbindung steht und von diesen mit Meßdaten versorgt wird.
11. Steuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung zum Spannungsregler vorhanden ist, über die die Regelung des Erregerstromes des Generators beeinflußbar ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7155075B2 (en) 2004-03-29 2006-12-26 General Electric Company Optical battery temperature monitoring system and method
EP1906163A1 (de) 2006-09-26 2008-04-02 Robert Bosch Gmbh Ermittlungsverfahren eines Beladungszustandes einer Schichtladespeichervorrichtung sowie Schichtladespeichervorrichtung
DE102012200978B4 (de) * 2011-05-16 2017-08-17 Mitsubishi Electric Corp. Vollladungs-Steuervorrichtung für eine fahrzeugeigene Batterie
US10059222B2 (en) 2014-04-15 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc Battery temperature estimation system

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10012353A1 (de) * 2000-03-14 2001-09-20 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Spannungsvorgabe für die Generatorregelung eines Kraftfahrzeuges
DE10014848C2 (de) * 2000-03-24 2003-12-04 Audi Ag Batterieheizvorrichtung, Verfahren zur Beheizung einer Batterie in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einer Batterieheizvorrichtung
JP3644354B2 (ja) 2000-05-09 2005-04-27 トヨタ自動車株式会社 温度推定方法および装置
JP2005265825A (ja) * 2004-02-20 2005-09-29 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk バッテリ温度検出装置及び車載電源分配装置
US20060001399A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-05 Lembit Salasoo High temperature battery system for hybrid locomotive and offhighway vehicles
DE102005004998B4 (de) 2005-02-03 2008-08-28 Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Einrichtung und Verfahren zur Ermittlung der Temperatur in einer elektrischen Batterie
JP4702243B2 (ja) * 2006-09-26 2011-06-15 日産自動車株式会社 車両用バッテリの充電制御装置
DE102006049148A1 (de) * 2006-10-18 2008-04-30 Beru Ag Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Zuheizers in einem Kraftfahrzeug
JP4466734B2 (ja) 2007-12-14 2010-05-26 株式会社デンソー バッテリ液の温度推定方法
DE102010036002A1 (de) * 2010-08-31 2012-03-01 Voith Patent Gmbh System zur Speicherung elektrischer Energie
JP5782892B2 (ja) * 2011-07-20 2015-09-24 スズキ株式会社 バッテリ液温推定装置
DE102011089962A1 (de) 2011-12-27 2013-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Temperaturregelung von mindestens einem Batterieelement, Batterie sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie
DE102012103131B4 (de) 2012-04-12 2024-05-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit einer temperierbaren Fahrzeugbatterie
KR101438901B1 (ko) 2012-08-23 2014-09-16 현대자동차주식회사 고전압배터리 냉각블로워 제어장치 및 제어방법
DE102012218787A1 (de) 2012-10-16 2014-04-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Berechnung einer prognostizierten maximalen Wegstrecke
DE102013000220B3 (de) * 2013-01-04 2014-04-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur in einem elektrischen Körper, insbesondere in einem Akkumulator, Vorrichtung zur Berechnung der Temperatur, Vorrichtung zur Temperaturregulierung sowie Fahrzeug mit einem elektrischen Körper
DE102015216388A1 (de) 2015-08-27 2017-03-02 Continental Reifen Deutschland Gmbh Schlauchloser Fahrzeugluftreifen
WO2017037906A1 (ja) * 2015-09-02 2017-03-09 日産自動車株式会社 車両のリレー取付構造
DE102015224294A1 (de) 2015-12-04 2017-06-08 Continental Reifen Deutschland Gmbh Fahrzeugluftreifen
US11223225B2 (en) 2019-09-09 2022-01-11 Deere & Company Intelligent starting and charging system and method
DE102019125396B3 (de) * 2019-09-20 2021-02-04 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs auf einen Ziel-Ladezustand

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5079716A (en) 1990-05-01 1992-01-07 Globe-Union, Inc. Method and apparatus for estimating a battery temperature
DE4037640A1 (de) * 1990-11-27 1992-06-04 Bosch Gmbh Robert Spannungsregler fuer einen generator
JPH07227047A (ja) 1994-02-08 1995-08-22 Mazda Motor Corp オルタネータ制御装置
US5711605A (en) 1996-03-12 1998-01-27 Globe-Union, Inc. Method and apparatus for predicting battery temperature

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3931897A1 (de) * 1989-09-25 1991-04-04 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur spannungsregelung
JPH089894Y2 (ja) * 1989-11-17 1996-03-21 日産自動車株式会社 自動車用電源装置
JP3225069B2 (ja) * 1991-12-25 2001-11-05 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
JP3262572B2 (ja) * 1991-12-27 2002-03-04 マツダ株式会社 オルタネータ制御装置
JP3266392B2 (ja) * 1993-12-13 2002-03-18 株式会社デンソー 車両用電源装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5079716A (en) 1990-05-01 1992-01-07 Globe-Union, Inc. Method and apparatus for estimating a battery temperature
DE4037640A1 (de) * 1990-11-27 1992-06-04 Bosch Gmbh Robert Spannungsregler fuer einen generator
JPH07227047A (ja) 1994-02-08 1995-08-22 Mazda Motor Corp オルタネータ制御装置
US5711605A (en) 1996-03-12 1998-01-27 Globe-Union, Inc. Method and apparatus for predicting battery temperature

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 011 26 December 1995 (1995-12-26) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7155075B2 (en) 2004-03-29 2006-12-26 General Electric Company Optical battery temperature monitoring system and method
EP1906163A1 (de) 2006-09-26 2008-04-02 Robert Bosch Gmbh Ermittlungsverfahren eines Beladungszustandes einer Schichtladespeichervorrichtung sowie Schichtladespeichervorrichtung
DE102012200978B4 (de) * 2011-05-16 2017-08-17 Mitsubishi Electric Corp. Vollladungs-Steuervorrichtung für eine fahrzeugeigene Batterie
US10059222B2 (en) 2014-04-15 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc Battery temperature estimation system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001526827A (ja) 2001-12-18
EP0981851A1 (de) 2000-03-01
DE19806135A1 (de) 1999-08-19

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