DE102007006477A1 - Method for monitoring health condition of electrical energy storage of vehicle, involves determining internal resistance over voltage change in voltage by switching off consumer load that is attached at main electrical system of vehicle - Google Patents

Method for monitoring health condition of electrical energy storage of vehicle, involves determining internal resistance over voltage change in voltage by switching off consumer load that is attached at main electrical system of vehicle Download PDF

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Abstract

The method involves determining the internal resistance (R-i) over a voltage change in the voltage by switching off a consumer load (R-L1 to R-Lk) that is attached at the main electrical system of the vehicle. The voltage at the energy storage (U-o) in the off-state condition of the consumer load and the voltage (U-Bat) of the energy storage with the enabled consumer load is measured to determine the potential difference. The consumer load is controller-area network-bus.

Description

Ein Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustandes eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs, insbesondere einer Fahrzeugbatterie.One Procedure for monitoring the state of health of an electrical energy store one Vehicle, in particular a vehicle battery.

In Kraftfahrzeugen werden Batterien oder Superkondensatoren zur elektrischen Energiespeicherung eingesetzt. Sie werden bei laufendem Motor durch einen Generator aufgeladen und liefern elektrische Energie, wenn der Motor ausgeschaltet ist, sie liefern Energie zum Starten des Motors oder liefern bei laufendem Motor zusätzliche Energie, wenn viele Verbraucher, wie Licht, Heckscheibenheizung und weitere Verbraucher eingeschaltet sind.In Motor vehicles become batteries or supercapacitors for electrical Energy storage used. They are going through with the engine running charging a generator and supplying electrical energy when the engine is off, they provide energy to start the engine Engines or provide additional energy when the engine is running, if many consumers, such as lights, rear window heating and other consumers switched on are.

Bekannt ist es, den sogenannten Gesundheitszustand der Batterie durch Ermittlung des Innenwiderstandes bzw. durch Messung des Batteriestromes und der Batteriespannung zu berechnen. Eine Strommessung ist jedoch teuer.Known is it, the so-called state of health of the battery by determination the internal resistance or by measuring the battery current and to calculate the battery voltage. A current measurement is however expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das eine zuverlässige Ermittlung des Innenwiderstandes der Batterie, insbesondere ohne Strommessung, erlaubt.Of the Invention has for its object to find a method that a reliable one Determining the internal resistance of the battery, especially without Current measurement, allowed.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Innenwiderstand über eine Spannungsveränderung des Energiespeichers durch Zu- oder Abschalten eines an das Bordnetz des Fahrzeugs angeschlossenen Verbrauchers RLi ermittelt wird, wobei

  • – die Spannung des Energiespeichers Uo bei ausgeschalteten Verbraucher RLi und
  • – die Spannung UBat des Energiespeichers bei eingeschalteten Verbraucher gemessen und daraus ein Spannungsunterschied ΔUBat, und
  • – der Innenwiderstandes Ri durch die Formel Ri = ΔUBat/UBat × RLi ermittelt wird.
This object is achieved in that the internal resistance is determined by a voltage change of the energy storage by connecting or disconnecting a connected to the electrical system of the vehicle consumer R Li , wherein
  • - The voltage of the energy storage U o with consumer off R Li and
  • - Measured the voltage U Bat of the energy storage when the load is switched on and from this a voltage difference ΔU Bat , and
  • - The internal resistance R i by the formula R i = ΔU Bat / U Bat × R Li is determined.

Durch eine Messung der Spannungsabsenkung bei Belastung der Batterie mit einem an dem Bordnetz angeschlossenen Verbraucher kann der Innenwiderstand zuverlässig ermittelt werden, und zwar ohne eine Strommessung durchführen zu müssen.By a measurement of the voltage drop when the battery is loaded with a consumer connected to the vehicle electrical system, the internal resistance reliable be determined, without performing a current measurement have to.

Für die Durchführung des Verfahrens sind alle elektrischen Verbraucher geeignet, bei denen der aktuellen Betriebszustandes bekannt ist, z. B. Scheibenheizungen, insbesondere von Heck- oder Frontscheibe, Sitzheizungen, Gebläse usw. Ein Ausschalten im Sinne der Erfindung liegt auch schon vor, wenn ein Verbraucher über verschiedene Laststufen verfügt, z. B. ein Gebläse, und diese nacheinander geschaltet werden, wie es bei Sitzheizungen der Fall ist, die nach einer gewissen Einschaltdauer automatisch zurückgeschaltet werden. Diese Änderung im Widerstand des Verbrauchers ist hier auch als ein Ausschalten zu verstehen.For the implementation of the Procedure are all electrical consumers suitable in which the current operating state is known, for. B. disk heaters, especially of rear or windscreen, seat heaters, fans, etc. Switching off within the meaning of the invention is also already present if a consumer over has different load levels, z. B. a blower, and these are switched sequentially, as is the case with seat heaters the case is that after a certain turn-on time automatically switched back become. This change in the consumer's resistance is also here as a turn off to understand.

Durch das Einschalten von Verbrauchern, die an das Bordnetz angeschlossen sind, entfällt ein zusätzlicher Lastwiderstand für die Belastung der Batterie bzw. des Superkondensators. Die zum Beispiel serienmäßig eingebauten Lastwiderstandswerte sind bekannt, so daß eine Strommessung entfällt.By the switching on of consumers connected to the electrical system are, deleted an additional one Load resistance for the load on the battery or supercapacitor. The example fitted as standard Load resistance values are known, so that a current measurement is omitted.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß der Verbraucherstatus des Verbraucher RLi und der Generatorstatus erfaßt werden. Dadurch wird erkannt, daß das Bordnetz nicht durch den Generator gespeist wird. Auf diese Weise wird ein falsches Meßergebnis verhindert und eine Messung kann, während der Motor ausgeschaltet ist, durchgeführt werden. Das Verfahren kann auch bei laufendem Motor durchgeführt werden, wenn der Generator abgeschaltet ist.In an advantageous embodiment of the method according to the invention it is provided that the consumer status of the consumer R Li and the generator status are detected. This recognizes that the electrical system is not powered by the generator. In this way, an incorrect measurement result is prevented and a measurement can be performed while the engine is off. The method may also be performed while the engine is running when the generator is off.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verbraucher RLi ein periodisch ein- und ausgeschalteter Verbraucher ist, insbesondere wenn der Verbraucher RLi eine Warnblinkanlage ist. Mehrere Messungen erhöhen die Meßgenauigkeit. Die Warnblinkanlage führt außerdem bei eingeschaltetem Warnlicht zu einer Stromänderung von etwa 10 A bis 16 A, so daß bei üblichen Batterien eine deutlich meßbare Spannungsabsenkung ΔUBat von zum Beispiel 60 mV vorhanden ist. Die Messung der Spannungsabsenkung ΔUBat ist zweckmäßig in Verbindung mit einem schlüssellosen Zugangssystem, der die Warnblinkanlage betätigt noch bevor ein Motor gestartet werden kann.It is particularly advantageous if the consumer R Li is a periodically switched on and off consumer, in particular if the consumer R Li is a hazard warning system. Several measurements increase the measuring accuracy. The hazard warning lights also leads when the warning light to a current change of about 10 A to 16 A, so that in conventional batteries a significantly measurable voltage drop .DELTA.U Bat of 60 mV, for example, is present. The measurement of the ΔU Bat voltage reduction is expedient in conjunction with a keyless entry system which activates the hazard warning lights even before an engine can be started.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Verbraucher RLi mit einer Frequenz von 1 bis 10 Hz ein- und ausgeschaltet wird. Diese Frequenz liegt unterhalb einer typischen Grenzfrequenz der Batterie von etwa 100 Hz. Die Grenzfrequenz ergibt sich aus einem Ersatzschaltbild der Batterie mit einem oder mehreren Kondensatoren und Widerständen.A further preferred development of the invention is characterized in that the consumer R Li is switched on and off with a frequency of 1 to 10 Hz. This frequency is below a typical limit frequency of the battery of about 100 Hz. The cutoff frequency results from an equivalent circuit of the battery with one or more capacitors and resistors.

Günstig ist es, wenn der Verbraucher RLi an ein Bussystem, insbesondere ein CAN-Bus, über eine Schnittstelle angeschlossen ist und durch ein mit dem Bussystem verbundenen zentralen Steuerungsmodul gesteuert wird. Die zentrale Steuerung koordiniert die Messung und Auswertung der Innenwiderstandsmessung.It is advantageous if the consumer R Li is connected to a bus system, in particular a CAN bus, via an interface and is controlled by a central control module connected to the bus system. The central controller coordinates the measurement and evaluation of the internal resistance measurement.

Um den Widerstandswert des Verbrauchers RLi für die Berechnung des Innenwiderstandes Ri heranzuholen, ist dieser bevorzugterweise in einer gespeicherten Tabelle (look up table) von den Verbrauchern des Bordnetzes zugeordneten Widerstandswerten abgelegt.To retrieve the resistance value of the consumer R Li for the calculation of the internal resistance R i , this is preferably in a stored table (look up table) of the consumer stored chern of the on-board network associated resistance values.

Da der Widerstandswert des Verbrauchers RLi insbesondere bei Lampen bzw. Halogenlampen sich mit der Temperatur verändert, wird dieser bevorzugterweise durch ein thermisches Model ermittelt und zur Berechnung des Innenwiderstandes R1 herangezogen. Das thermische Modell berechnet die aktuelle Leistung Pth des Verbrauchers, und zwar über die vorhandene Spannung Uo, wobei die Leistung Pth aus Pth = Uo 2/RLi ermittelt wird. Näherungsweise wird daraus eine Temperatur des Verbrauchers bzw. ein entsprechender Widerstandswert ermittelt.Since the resistance value of the load R Li, in particular with lamps or halogen lamps, changes with temperature, this is preferably determined by a thermal model and used to calculate the internal resistance R 1 . The thermal model calculates the current power P th of the load, via the existing voltage U o , the power P th being determined from P th = U o 2 / R Li . Approximately from a temperature of the consumer or a corresponding resistance value is determined.

Bevorzugterweise erfolgt eine Messung der Spannung des Energiespeichers mit einer absoluten Meßgenauigkeit von etwa 1 bis 5 mV, insbesondere etwa 3 mV. Diese Genauigkeit ist erforderlich, um eine zuverlässige Aussage über den Gesundheitszustand der Batterie treffen zu können. Bei einer Verdopplung des Innenwiderstandes ist erfahrungsgemäß die Lebensdauer der Batterie erreicht. Bei einer Spannungsdifferenz von 60 mV und einer Last RLi von 1,2 Ohm, einem Innenwiderstand Ri von 6 mΩ und einer Batteriespannung U0 von 12 V ergibt sich eine Genauigkeit der Messung von ΔUBat von 5%.Preferably, a measurement of the voltage of the energy store with an absolute measurement accuracy of about 1 to 5 mV, in particular about 3 mV. This accuracy is required to make a reliable statement about the health of the battery. With a doubling of the internal resistance experience has shown that the life of the battery is reached. With a voltage difference of 60 mV and a load R Li of 1.2 ohms, an internal resistance R i of 6 mΩ and a battery voltage U 0 of 12 V results in an accuracy of the measurement of ΔU Bat of 5%.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und Vorteile derselben beschrieben sind.One embodiment becomes closer on the basis of the drawings explains wherein further advantageous developments of the invention and advantages are described the same.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein vereinfachtes Ersatzschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Erfassung des Innenwiderstandes einer Batterie, 1 a simplified equivalent circuit diagram of a circuit arrangement for detecting the internal resistance of a battery,

2 ein zweites Ersatzschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Erfassung des Innenwiderstandes einer Batterie, 2 a second equivalent circuit of a circuit arrangement for detecting the internal resistance of a battery,

3 ein Strom/Spannungsdiagramm bei ausgeschaltetem Motor eines Fahrzeugs, und 3 a current / voltage diagram with the engine off of a vehicle, and

4 ein Strom/Spannungsdiagramm bei laufendem Motor des Fahrzeugs. 4 a current / voltage diagram with the engine running the vehicle.

1 zeigt ein vereinfachtes Ersatzschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Erfassung des Innenwiderstandes Ri einer Batterie in einem Fahrzeug. Diese wird durch einen Generator (Lichtmaschine) aufgeladen und durch Verbraucher RL1, RL2 bis RLK bzw. RLi entladen, die an das Bordnetz angeschlossen sind. 1 shows a simplified equivalent circuit diagram of a circuit arrangement for detecting the internal resistance R i of a battery in a vehicle. This is charged by a generator (alternator) and discharged by consumers R L1 , R L2 to R LK or R Li , which are connected to the electrical system.

Durch Einschalten eines Verbrauchers RL1 ändert sich der Batteriestrom. Die Stromdifferenz beträgt ΔIBat= –ΔILi = –UBat/RLi. Turning on a load R L1 changes the battery current. The current difference is .DELTA.I Bat = -ΔI Li = -U Bat / R Li ,

Der Innenwiderstand kann durch das ohmsche Gesetz ermittelt werden, und zwar mit: Ri = ΔUBat/ΔIBat. The internal resistance can be determined by Ohm's law, with: R i = ΔU Bat / .DELTA.I Bat ,

Durch Einfügen der obigen Formel resultiert: Ri = –ΔUBat/UBat × RLi. Inserting the above formula results in: R i = -ΔU Bat / U Bat × R Li ,

Wichtig ist, daß ΔUBat mit einer hohen Genauigkeit gemessen wird. Durch die Messung von ΔUBat bzw. UBat ist es nicht erforderlich, den Batteriestrom zu messen. Die Messung des Batteriestromes ist aufwändig und teuer. Bei der Spannungsmessung wird U0 mit einer erheblich größeren Genauigkeit gegenüber ΔUBat gemessen, da der relative Fehler wesentlich geringer ist, insbesondere mindestens eine Zehnerpotenz geringer ist. Maßgeblich ist daher die Messung von ΔUBat.It is important that ΔU Bat is measured with high accuracy. By measuring ΔU Bat or U Bat it is not necessary to measure the battery current. The measurement of the battery current is complex and expensive. In the voltage measurement U 0 is measured with a significantly greater accuracy compared to ΔU Bat , since the relative error is much lower, in particular at least one order of magnitude lower. Decisive is therefore the measurement of ΔU Bat .

Typische Parameter sind:
UBat = 12 Volt, ΔILi = 10A, Ri = 6 mΩTypical parameters are:
U Bat = 12 volts, ΔI Li = 10A, R i = 6 mΩ

Daraus ergibt sich ein Lastwiderstand von RLi = UBat/ΔILi = 1,2 Ohm.This results in a load resistance of R Li = U Bat / ΔI Li = 1.2 ohms.

Die Spannungsdifferenz AUBat = Ri × ΔIBat = 60 mV.The voltage difference AU Bat = R i × ΔI Bat = 60 mV.

Der relative Fehler in der Spannungsmessung bei einer Meßgenauigkeit von 3 mV beträgt 5% für ΔUBat und 0,025% für UBat.The relative error in the voltage measurement with a measurement accuracy of 3 mV is 5% for ΔU Bat and 0.025% for U Bat .

Bei einem Meßbereich von 20 V ergibt sich bei einer digitalen Spannungsmessung mittels eines A/D-Wandlers das Erfordernis von mindestens 13 Bit. Vorzugsweise werden 14 Bit mit einer guten digitalen Filterung eingesetzt.at a measuring range of 20 V results in a digital voltage measurement using of an A / D converter, the requirement of at least 13 bits. Preferably 14 bits are used with good digital filtering.

Angenommen der relative Fehler von RLi sei nicht größer als 5%, dann summieren sich die relativen Fehler von ΔUBat und RLi, d. h. 5% + 5% = 10%.Assuming the relative error of R Li is not greater than 5%, the relative errors of ΔU Bat and R Li add up, ie 5% + 5% = 10%.

Der Batterieinnenwiderstand Ri kann somit mit einem relativen Fehler von 10% bestimmt werden.The internal battery resistance R i can thus be determined with a relative error of 10%.

Im Vergleich zu üblichen Innenwiderstandsmessungen im Kraftfahrzeugbereich, die mit einem relativen Meßfehler von 20%–50% liegen, stellt das erfindungsgemäße Meßverfahren eine deutliche Verbesserung dar.in the Compared to usual Internal resistance measurements in the automotive sector, with a relative measurement error from 20% to 50% lie, provides the measuring method according to the invention a significant improvement.

Dadurch kann eine defekte Batterie besser erkannt werden, wobei vorzugsweise ein Defekt vorliegt, wenn der Batterieinnenwiderstand sich mindestens verdoppelt hat. Durch den geringen Meßfehler wird vermieden, daß eine defekte Batterie noch als gesund erkannt wird.This can make a broken battery better be recognized, preferably there is a defect when the internal battery resistance has at least doubled. Due to the small measurement error is avoided that a defective battery is still recognized as healthy.

Vorzugsweise wird der Verbraucherstatus des Verbrauchers RLi und der Generatorstatus erfaßt. Dadurch ist es möglich festzustellen, daß nur eine Leerlaufspannung U0 vorliegt bzw. der Motor des Fahrzeugs aus ist. Der Verbraucherstatus zeigt an, daß der Verbraucher RLi in diesem Moment eingeschaltet ist. Insbesondere ist der Verbraucher RLi ein periodisch ein- und ausgeschalteter Verbraucher, der beispielsweise mit einer Frequenz von 1 bis 10 Hz ein- und ausgeschaltet wird. Es ist daher günstig, daß der Verbraucher RLi eine Warnblinkanlage ist, wobei mit Vorteil die Warnblinkanlage durch ein schlüsselloses Zugangssystem betätigt wird.Preferably, the consumer status R Li and the generator status are detected. This makes it possible to establish that only one open circuit voltage U 0 is present or the engine of the vehicle is off. The consumer status indicates that the consumer R Li is currently on. In particular, the consumer R Li is a periodically switched on and off consumer, which is switched on and off, for example, with a frequency of 1 to 10 Hz. It is therefore advantageous that the consumer R Li is a hazard warning lights, with the hazard warning lights is operated by a keyless entry system with advantage.

Betätigt ein Autofahrer von der Ferne das Zugangssystem mit einer üblichen Fernbedienung, dann ist der Fahrzeugmotor noch ausgeschaltet. Es dauert also einige Sekunden bis der Motor gestartet wird und der Generator (Lichtmaschine) aktiv wird. Bis zu dieser Zeit, genauer gesagt bis der Anlasser betätigt wird, liegen U0 und eine Spannung ΔUBat vor.If a car driver remotely activates the access system with a standard remote control, then the vehicle engine is still switched off. So it takes a few seconds until the engine is started and the generator (alternator) is active. Until this time, more specifically until the starter is actuated, U 0 and a voltage ΔU Bat are present.

Ein Verlauf von UBat und IBat ist in 3 abgebildet. Wie den Verläufen zu entnehmen ist, ist ΔUBat bzw. ΔIBat zum Einschaltzeitpunkt (0,1 s) größer als zum Ausschaltzeitpunkt (0,4 s). Dies liegt daran, daß Lampen der Warnblinkanlage Kaltleiter sind und im kalten Zustand einen geringeren Widerstand aufweisen als im warmen Zustand. Bei diesem Verlauf ist der Fahrzeugmotor ausgeschaltet.A course of U Bat and I Bat is in 3 displayed. As can be seen from the curves, ΔU Bat or ΔI Bat is greater at switch-on time (0.1 s) than at switch-off time (0.4 s). This is because lamps of the hazard warning lights are PTC thermistors and in the cold state have a lower resistance than when warm. During this process, the vehicle engine is switched off.

Der maßgebliche Widerstandswert des Verbrauchers RLi bzw. der der Warnblinkanlage ist in einer Tabelle eines Speichers abgelegt. Beispielsweise werden Widerstandswerte in Abhängigkeit der Einschaltdauer ausgelesen. Es können z. B. vier unterschiedliche Widerstandswerte gespeichert sein, und zwar für die Zeitpunkte gemäß 2 0,1 s, 0,2 s, 0,3 s und 0,4 s. Der Widerstand bei 0,4 s ist höher als bei 0,1 s, wie der 2 zu entnehmen ist.The relevant resistance value of the consumer R Li or the hazard warning system is stored in a table of a memory. For example, resistance values are read out as a function of the duty cycle. It can z. For example, four different resistance values may be stored for the times in accordance with 2 0.1 s, 0.2 s, 0.3 s and 0.4 s. The resistance at 0.4 s is higher than at 0.1 s, like the 2 can be seen.

Auch kann alternativ oder zusätzlich der Widerstandswert des Verbrauchers RLi bzw. der der Warnblinkanlage durch ein thermisches Model ermittelt und zur Berechnung des Innenwiderstandes Ri herangezogen werden. So kann das thermische Modell die aktuelle Leistung Pth des Verbrauchers einsetzen, und zwar über die vorhandene Spannung UBat, wobei die Leistung Pth aus Pth = UBat 2/RLi ermittelt wird.Also, alternatively or additionally, the resistance value of the consumer R Li or that of the hazard warning system can be determined by a thermal model and used to calculate the internal resistance R i . Thus, the thermal model can use the current power P th of the consumer, via the existing voltage U Bat , the power P th being determined from P th = U Bat 2 / R Li .

Es können nicht nur Widerstandswerte der Warnblinkanlage im Speicher abgelegt sein, sondern auch eines anders an das Bordnetz des Fahrzeugs angeschlossenen Verbrauchers, wie der einer Heizscheibe und/oder eines anderen ohmschen Verbrauchers. Es spricht auch nichts dagegen, daß zum Beispiel die Heizheckscheibe zum Zwecke der beschriebenen Messung intervallartig ein und ausgeschaltet wird.It can not only the resistance values of the hazard warning lights are stored in the memory be, but also a different connected to the electrical system of the vehicle Consumer, such as a heating disk and / or another ohmic Consumer. There is nothing against that, for example, the Heated rear window for the purpose of the measurement described interval on and off.

Der Verbraucher RLi z. B. die Warnblinkanlage, die Heizheckscheibe oder dergleichen ist an ein Bussystem, insbesondere ein CAN-Bus, über eine Schnittstelle angeschlossen und wird durch ein mit dem Bussystem verbundenen zentralen Steuerungsmodul gesteuert.The consumer R Li z. As the hazard warning lights, the Hatchback or the like is connected to a bus system, in particular a CAN bus, via an interface and is controlled by a connected to the bus system central control module.

4 zeigt einen Strom- und Spannungsverlauf der Batterie, bei dem der Fahrzeugmotor mit einer Drehzahl von 2000 rpm (Umdrehungen pro Minute) läuft. Hierbei ist ein Stromripple vorhanden, d. h. Stromspitzen, die von einer Brückenschaltung in bekannter Weise herrühren. Dadurch ist ein Signal überlagert, das eine hohe Frequenz aufweist. Daher ist es zweckmäßig, daß eine Filterung, vorzugsweise eine digitale Filterung vorgenommen wird. Die Meßdauer einer Messung beträgt vorzugsweise 20 ms und wird durch kurze Linien in 4 angedeutet. Diese Zeit wird durch eine Meßeigenschaft des A/D-Wandlers bestimmt. Der Einsatz handelsüblicher A/D-Wandler, die wegen einer 50 Hz Störunterdrückung diese Meßzeit aufweisen, ist somit möglich. 4 shows a current and voltage curve of the battery, in which the vehicle engine runs at a speed of 2000 rpm (revolutions per minute). In this case, a current ripple is present, ie current peaks that originate from a bridge circuit in a known manner. This superimposes a signal having a high frequency. Therefore, it is expedient that a filtering, preferably a digital filtering is performed. The measurement duration of a measurement is preferably 20 ms and is characterized by short lines in 4 indicated. This time is determined by a measurement property of the A / D converter. The use of commercial A / D converter, which have this measurement time because of a 50 Hz interference suppression, is thus possible.

Alternativ kann auch mit einer höheren Abtastfrequenz direkt das Stromripple abgestastet werden. Dann ergibt sich der Batterieinnenwiderstand direkt aus den gemessenen Spannungs- und Stromschwankungen zu: Ri = ΔUBat/ΔIBat. Alternatively, the current ripple can be scanned directly even with a higher sampling frequency. Then the internal battery resistance results directly from the measured voltage and current fluctuations: R i = ΔU Bat / .DELTA.I Bat ,

Wie 2 veranschaulicht, kann auch ein ergänztes Ersatzschaltbild betrachtet werden, das Kapazitäten Cdl1 und Cdl2 sowie Rct1 und Rct2 berücksichtigt. Hierdurch wird deutlich, daß die Batterie eine Grenzfrequenz aufweist. Diese liegt beispielsweise bei etwa 100 Hz oder mehr. Dadurch ist es möglich, daß das beschriebene Meßverfahren eingesetzt wird, auch wenn Halogenbirnen eingesetzt werden. Diese können nämlich Einschaltspitzen verursachen, die für einen 5x höheren Einschaltstrom als im Nennbetrieb sorgen. Durch die Grenzfrequenz von 100 Hz ist eine Messung bei einer Intervallfrequenz der Warnblinkanlage von 1–10 Hz mühelos möglich.As 2 Also illustrated is an additional equivalent circuit diagram that considers capacitances C dl1 and C dl2 and R ct1 and R ct2 . This makes it clear that the battery has a cutoff frequency. This is for example about 100 Hz or more. This makes it possible that the measuring method described is used, even if halogen bulbs are used. These can cause inrush peaks, which cause a 5x higher inrush current than in rated operation. Due to the cut-off frequency of 100 Hz, a measurement at an interval frequency of the hazard warning flashers of 1-10 Hz is easily possible.

Auch kann eine abrupte oder dauerhafte Stromänderung berücksichtigt werden, die durch ein Durchbrennen einer Lampe der Warnblinkanlage verursacht wird, um einen Meßfehler zu vermeiden.Also An abrupt or permanent current change can be taken into account by causing a lamp to burn through the hazard warning lights, by a measurement error to avoid.

Da die Werte der Batterie ebenfalls von der Temperatur abhängen, kann auch ein thermisches Modell für die Batterie beim Meßverfahren Einfluss finden. Entsprechende Parameter können in einer Tabelle (look-up-table) gespeichert sein.Since the values of the battery also depend on the temperature, a thermal model for the battery can also influence the measurement process Find. Corresponding parameters can be stored in a table (look-up table).

Claims (12)

Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustandes eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs, insbesondere einer Fahrzeugbatterie oder eines Superkondensators, über eine Bestimmung des Innenwiderstandes Ri des Energiespeichers dadurch gekennzeichnet, daß der Innenwiderstand über eine Spannungsveränderung der Spannung des Energiespeichers durch Zu- oder Abschalten eines an das Bordnetz des Fahrzeugs angeschlossenen Verbrauchers RLi ermittelt wird, wobei – die Spannung des Energiespeichers Uo bei ausgeschaltetem Verbraucher RLi und – die Spannung UBat des Energiespeichers bei eingeschaltetem Verbraucher gemessen und daraus ein Spannungsunterschied ΔUBat, – wobei der Innenwiderstand Ri durch die Formel Ri = ΔUBat/UBat × RLi ermittelt wird.A method for monitoring the health of an electrical energy storage device of a vehicle, in particular a vehicle battery or a supercapacitor, a determination of the internal resistance R i of the energy storage characterized in that the internal resistance via a voltage change of the voltage of the energy storage by connecting or disconnecting a to the electrical system of vehicle connected load R Li is determined, wherein - the voltage of the energy accumulator U o in off load R Li and - the voltage U Bat of the energy accumulator is measured when the consumer and from a voltage difference .DELTA.U Bat, - wherein the internal resistance R i by the formula R i = ΔU Bat / U Bat × R Li is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucherstatus des Verbrauchers RLi und der Generatorstatus erfasst werden.A method according to claim 1, characterized in that the consumer status of the consumer R Li and the generator status are detected. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher RLi ein periodisch ein- und ausgeschalteter Verbraucher ist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the consumer R Li is a periodically switched on and off consumer. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher RLi mit einer Frequenz von 1 bis 10 Hz ein- und ausgeschaltet wird.Method according to Claim 3, characterized in that the consumer R Li is switched on and off at a frequency of 1 to 10 Hz. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher RLi eine Warnblinkanlage ist.A method according to claim 3 or 4, characterized in that the consumer R Li is a hazard warning system. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnblinkanlage durch ein schlüsselloses Zugangssystem betätigt wird.Method according to claim 5, characterized in that that the Hazard warning system by a keyless Access system operated becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher RLi an ein Bussystem, insbesondere ein CAN-Bus, über eine Schnittstelle angeschlossen ist und durch ein mit dem Bussystem verbundenen zentralen Steuerungsmodul gesteuert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the consumer R Li is connected to a bus system, in particular a CAN bus, via an interface and is controlled by a central control module connected to the bus system. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tabelle in einem Speicher vorliegt, in der mehrere Widerstandswerte unterschiedlicher Verbraucher RLi abgelegt sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a table is present in a memory in which a plurality of resistance values of different consumers R Li are stored. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der maßgebliche Widerstandswert des Verbrauchers RLi durch ein thermisches Modell ermittelt wird und zur Berechnung des Innenwiderstandes Ri herangezogen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the relevant resistance value of the load R Li is determined by a thermal model and is used to calculate the internal resistance R i . Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das thermische Modell die aktuelle Leistung Pth des Verbrauchers einsetzt, und zwar über die vorhandene Spannung Uo, wobei die Leistung Pth aus Pth = Uo 2/RLi ermittelt wird.A method according to claim 9, characterized in that the thermal model uses the current power P th of the consumer, via the existing voltage U o , the power P th being determined from P th = U o 2 / R Li . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung der Spannung des Energiespeichers mit einer absoluten Meßgenauigkeit von etwa 1 bis 5 mV, insbesondere etwa 3 mV erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a Measurement of the voltage of the energy storage with an absolute accuracy from about 1 to 5 mV, in particular about 3 mV takes place. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine digitale Messung der Spannung des Energiespeichers mit einer Auflösung von mindestens 12 bit, insbesondere 13 oder 14 bit, bei einem Meßbereich von 16 bis 26 Volt, insbesondere etwa 20 Volt erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a digital measurement of the voltage of the energy store with a resolution of at least 12 bits, in particular 13 or 14 bits, at a measuring range from 16 to 26 volts, in particular about 20 volts.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011124456A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-13 Continental Automotive Gmbh Energy system or vehicle electrical system having a measurement unit and measurement unit for measuring the impedance of an energy store in the energy system or vehicle electrical system
DE102012209657A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Robert Bosch Gmbh Method and device for determining the internal resistance of battery cells of a battery
WO2015007530A1 (en) * 2013-07-16 2015-01-22 Continental Automotive Gmbh Onboard power supply and method for operating an onboard power supply
WO2015028282A3 (en) * 2013-08-27 2015-07-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Energy management control device and method for determining a characteristic variable of an electrochemical energy storage means
CN105738816A (en) * 2015-12-26 2016-07-06 惠州市蓝微新源技术有限公司 DC inner resistance test circuit and test method
CN106569135A (en) * 2016-10-13 2017-04-19 捷开通讯(深圳)有限公司 Battery detection circuit and detection method
DE102016215424A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Test device for checking a high-voltage memory

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011124456A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-13 Continental Automotive Gmbh Energy system or vehicle electrical system having a measurement unit and measurement unit for measuring the impedance of an energy store in the energy system or vehicle electrical system
DE102012209657A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Robert Bosch Gmbh Method and device for determining the internal resistance of battery cells of a battery
WO2015007530A1 (en) * 2013-07-16 2015-01-22 Continental Automotive Gmbh Onboard power supply and method for operating an onboard power supply
DE102013213946A1 (en) 2013-07-16 2015-01-22 Continental Automotive Gmbh On-board network and method for operating a vehicle electrical system
US9944188B2 (en) 2013-07-16 2018-04-17 Continental Automotive Gmbh On-board electrical system and method for operating an on-board electrical system
DE102013213946B4 (en) 2013-07-16 2018-07-19 Continental Automotive Gmbh On-board network and method for operating a vehicle electrical system
WO2015028282A3 (en) * 2013-08-27 2015-07-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Energy management control device and method for determining a characteristic variable of an electrochemical energy storage means
CN105473385A (en) * 2013-08-27 2016-04-06 大众汽车有限公司 Energy management control device and method for determining characteristic variable of electrochemical energy storage means
CN105738816A (en) * 2015-12-26 2016-07-06 惠州市蓝微新源技术有限公司 DC inner resistance test circuit and test method
DE102016215424A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Test device for checking a high-voltage memory
CN106569135A (en) * 2016-10-13 2017-04-19 捷开通讯(深圳)有限公司 Battery detection circuit and detection method
CN106569135B (en) * 2016-10-13 2019-07-02 捷开通讯(深圳)有限公司 A kind of battery detection circuit and detection method

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