DE102021206574A1 - Method for detecting falls and/or improper handling of an electrochemical energy storage device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Erkennen von Stürzen und/oder unsachgemäßer Handhabung eines elektrochemischen Energiespeichers mit mindestens einen Beschleunigungssensor, umfassend folgende Schritte:a) Erfassen einer Beschleunigungsgröße, welche eine Amplitude und/oder eine Dauer von Beschleunigungssignalen des Beschleunigungssensors repräsentiert;b) Vergleichen der erfassten Beschleunigungsgröße mit einer vorgegebenen Soll-Beschleunigungsgröße;c) Erkennen eines Sturzes und/oder einer unsachgemäßen Handhabung des elektrochemischen Energiespeichers in Abhängigkeit des Vergleichs;Method for detecting falls and/or improper handling of an electrochemical energy store with at least one acceleration sensor, comprising the following steps:a) detecting an acceleration variable which represents an amplitude and/or a duration of acceleration signals from the acceleration sensor;b) comparing the detected acceleration variable with a predefined setpoint acceleration variable;c) detecting a fall and/or improper handling of the electrochemical energy store as a function of the comparison;
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Erkennen von Stürzen und/oder unsachgemäßer Handhabung eines elektrochemischen Energiespeichers mit mindestens einen Beschleunigungssensor, einer Vorrichtung zum Betreiben eines elektrochemischen Energiespeichers, einem Computerprogramm sowie einer Verwendung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on a method for detecting falls and/or improper handling of an electrochemical energy store with at least one acceleration sensor, a device for operating an electrochemical energy store, a computer program and a use according to the preamble of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Im Allgemeinen dürfen beschädigte Batterien nicht verwendet werden, da ein sicherer Betrieb nicht gewährleistet werden kann. Dies kann nach einem Sturz der Batterie auf einem harten Untergrund passieren. In einem solchem Fall muss der weitere Betrieb der Batterie verhindert werden. Erst nach einer Begutachtung der Batterie in einer Werkstatt darf diese weiter betrieben werden. Ein Sturz der Batterie kann mittels Beschleunigungssensoren detektiert werden.In general, damaged batteries must not be used because safe operation cannot be guaranteed. This can happen after the battery has been dropped on a hard surface. In such a case, further operation of the battery must be prevented. Only after the battery has been assessed in a workshop may it continue to be operated. If the battery falls, it can be detected using acceleration sensors.
Das Dokument
Das Dokument
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.It is the object of the present invention to further improve the state of the art. This object is solved by the features of the independent claims.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weist demgegenüber den Vorteil auf, dass das Verfahren zum Erkennen von Stürzen und/oder unsachgemäßer Handhabung eines elektrochemischen Energiespeichers mit mindestens einen Beschleunigungssensor folgende Schritte umfasst:
- a) Erfassen einer Beschleunigungsgröße, welche eine Amplitude und/oder eine Dauer von Beschleunigungssignalen des Beschleunigungssensors repräsentiert;
- b) Vergleichen der erfassten Beschleunigungsgröße mit einer vorgegebenen Soll-Beschleunigungsgröße;
- c) Erkennen eines Sturzes und/oder einer unsachgemäßen Handhabung des elektrochemischen Energiespeichers in Abhängigkeit des Vergleichs;
- a) detecting an acceleration variable which represents an amplitude and/or a duration of acceleration signals from the acceleration sensor;
- b) comparing the detected acceleration variable with a predetermined setpoint acceleration variable;
- c) detecting a fall and/or improper handling of the electrochemical energy store as a function of the comparison;
Vorteilhafterweise können dadurch mögliche Beschädigungen des elektrochemischen Energiespeichers erkannt und dokumentiert werden. Wird ein Fahrzeug mit dem elektrochemischen Energiespeicher übermäßig durch eine „Schlechtwegstrecke“ oder „Bordsteinfahrt“ beansprucht, dann wird dies ebenfalls erkannt und dokumentiert.In this way, possible damage to the electrochemical energy store can advantageously be detected and documented. If a vehicle with the electrochemical energy storage device is subjected to excessive stress due to a "rough road" or "curb driving", this is also recognized and documented.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.
Das Verfahren zum Erkennen von Stürzen und/oder unsachgemäßer Handhabung eines elektrochemischen Energiespeichers mit mindestens einen Beschleunigungssensor umfasst ferner folgende Schritte:
- d) Erfassen einer weiteren Beschleunigungsgröße, welche eine Amplitude und/oder eine Dauer von Beschleunigungssignalen eines vom elektrochemischen Energiespeicher räumlich getrennten Beschleunigungssensors repräsentiert;
- e) Evaluieren eines Sturzes und/oder einer unsachgemäßen Handhabung während eines Betriebs des elektrochemischen Energiespeichers anhand der erfassten Beschleunigungsgröße und/oder der weiteren Beschleunigungsgröße;
- d) detecting a further acceleration variable, which represents an amplitude and/or a duration of acceleration signals from an acceleration sensor that is spatially separated from the electrochemical energy store;
- e) evaluation of a fall and/or improper handling during operation of the electrochemical energy store using the detected acceleration variable and/or the further acceleration variable;
Das Verfahren zum Erkennen von Stürzen und/oder unsachgemäßer Handhabung eines elektrochemischen Energiespeichers mit mindestens einen Beschleunigungssensor umfasst ferner folgenden Schritt:
- f) Erzeugen eines optischen, elektrischen, akustischen und/oder haptischen Signals, wenn ein Sturz und/oder eine unsachgemäße Handhabung erfasst und/oder evaluiert wurde.
- f) Generation of an optical, electrical, acoustic and/or haptic signal when a fall and/or improper handling has been detected and/or evaluated.
Wird ein Fahrzeug mit dem elektrochemischen Energiespeicher auf einer „Schlechtwegstrecke“ bewegt oder gegen einen Bordstein gefahren, so wird das Fahrzeug und/oder der elektrochemische Energiespeicher übermäßig beansprucht. Weiter kann eine Fahrweise mittels des Beschleunigungssensors ermittelt werden.If a vehicle with the electrochemical energy storage device is driven on a "rough road" or is driven against a curb, the vehicle and/or the electrochemical energy storage device is subjected to excessive stress. A driving style can also be determined using the acceleration sensor.
Vorteilhafterweise können solche Ereignisse erkannt, dokumentiert, beispielsweise im Batteriemanagementsystem, und/oder gegebenenfalls einem Flottenbetreiber gesendet werden. Der Flottenbetreiber kann bei entsprechenden Ereignissen das Fahrzeug gezielt begutachten, einen Mietpreis anpassen oder einem Nutzer des Fahrzeugs eine Rückmeldung geben.Such events can advantageously be recognized, documented, for example in the battery management system, and/or possibly sent to a fleet operator. In the event of such events, the fleet operator can examine the vehicle in a targeted manner, adjust a rental price or provide feedback to a user of the vehicle.
Weiter umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben eines elektrochemischen Energiespeichers mindestens einen Beschleunigungssensor sowie mindestens ein Mittel, insbesondere eine elektronische Steuereinheit, welche eingerichtet sind, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.Furthermore, a device according to the invention for operating an electrochemical energy store comprises at least one acceleration sensor and at least one means, in particular an electronic control unit, which are set up to carry out the steps of the method according to the invention.
Vorteilhafterweise umfasst die Erfindung ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführt sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.Advantageously, the invention includes a computer program, comprising instructions that cause the device according to the invention to execute the method steps according to the invention, and a machine-readable storage medium on which the computer program is stored.
Vorteilhafterweise findet das erfindungsgemäße Verfahren Verwendung in elektrochemischen Energiespeichern für Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Pedelecs oder E-Bikes, für portable Einrichtungen zur Telekommunikation oder Datenverarbeitung, für elektrische Handwerkzeuge oder Küchenmaschinen, sowie in stationären Speichern zur Speicherung insbesondere regenerativ gewonnener elektrischer Energie.The method according to the invention is advantageously used in electrochemical energy stores for electric vehicles, fuel cell vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, aircraft, pedelecs or e-bikes, for portable devices for telecommunications or data processing, for electric hand tools or kitchen appliances, and in stationary storage devices for storage in particular regenerative electrical energy.
Figurenlistecharacter list
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description.
Es zeigen:
-
1 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und -
2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Betreiben eines elektrochemischen Energiespeichers; -
3 eine schematische Darstellung eines Signalverlaufs.
-
1 a flowchart of an embodiment of a method according to the invention; and -
2 a schematic representation of a device for operating an electrochemical energy store; -
3 a schematic representation of a signal curve.
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the exemplary embodiments
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten.The same reference symbols designate the same device components in all figures.
In Schritt 101 wird die erfasste Beschleunigungsgröße mit einer vorgegebenen Soll-Beschleunigungsgröße verglichen. Alternativ können mittlere oder kleinere Sturzschweren in Schritt 101 aufaddiert werden.In
Wird eine Beschleunigungsgröße oberhalb der vorgegebenen Soll-Beschleunigungsgröße erfasst, so wird das Verfahren in Schritt 102 fortgesetzt und ein Sturz und/oder eine unsachgemäße Handhabung erkannt, da die Amplitude und die Dauer der Beschleunigungssignale proportional zur „Batteriesturzschwere“ sind. Alternativ wird ein optisches, elektrisches, akustisches und/oder haptisches Signal erzeugt. Die Soll-Beschleunigungsgröße kann so vorgegeben werden, dass der elektrochemische Energiespeicher in einer Werkstatt begutachtet und zur Weiterverwendung wieder frei gegeben werden muss.If an acceleration value above the specified target acceleration value is detected, the method is continued in
Wird in Schritt 101 eine Beschleunigungsgröße unterhalb der vorgegebenen Soll-Beschleunigungsgröße erfasst, so wird das Verfahren in Schritt 100 fortgesetzt.If, in
In Schritt 103 wird eine weitere Beschleunigungsgröße, welche eine Amplitude und/oder eine Dauer von Beschleunigungssignalen eines vom elektrochemischen Energiespeicher räumlich getrennten Beschleunigungssensors repräsentiert, erfasst.In
In Schritt 104 wird ein erkannter Sturz und/oder eine erkannte unsachgemäße Handhabung während eines Betriebs des elektrochemischen Energiespeichers anhand der erfassten Beschleunigungsgröße und/oder der weiteren Beschleunigungsgröße evaluiert.In
Bei einer „normalen“ Fahrweise wird eine Beschleunigungsgröße innerhalb vorgegebener Grenzen erwartet, beispielsweise zwischen ±1g, was einer maximalen Beschleunigung auf einer normalen Straße entspricht. Wird das Fahrzeug gegen einen Bordstein gefahren oder beispielsweise bei E-Scootern auf den Boden geworfen, so werden sehr hohe Beschleunigungsgrößen für eine kurze Dauer, insbesondere wenige Millisekunden, gemessen. Werden hingegen für eine längere Dauer mittlere Beschleunigungsgrößen erfasst, dann wird das Fahrzeug auf einer „Schlechtwegstrecke“ bewegt.With a "normal" driving style, an acceleration magnitude within specified limits is expected, for example between ±1g, which corresponds to a maximum acceleration on a normal road. If the vehicle is driven against a curb or thrown on the ground, for example in the case of e-scooters, very high acceleration values are measured for a short period of time, in particular a few milliseconds. If, on the other hand, average acceleration values are recorded for a longer period of time, then the vehicle is being moved on a "rough road".
In Schritt 105 wird geprüft, ob ein Sturz und/oder eine unsachgemäße Handhabung erkannt und/oder evaluiert wurde. Wenn ein Sturz und/oder eine unsachgemäße Handhabung erkannt und/oder evaluiert wurde wird in Schritt 106 ein optisches, elektrisches, akustisches und/oder haptisches Signal erzeugt. Ansonsten wird das Verfahren in Schritt 100 fortgesetzt.In
Der zeitliche Verlauf ist in drei Zeiträume 303, 304, 305 unterteilt.The time course is divided into three
In den Zeiträumen 303, 305 ist ein Fahrzeug 205 mit dem elektrochemischen Energiespeicher 201 abgestellt. In diesen Zeiträumen 303, 305 ist der elektrochemische Energiespeicher 201 in einem Auszustand und verbleibt entweder im Fahrzeug 205 oder wird herausgenommen, beispielsweise um diesen zu Laden oder gegen einen anderen elektrochemischen Energiespeicher zu tauschen. In den Zeiträumen 303, 305 werden niedrige Beschleunigungsgrößen erwartet.In the
In dem Zeitraum 304 ist das Fahrzeug 205 und der elektrochemische Energiespeicher 201 in Betrieb.In
Im Zeitraum 303 wird in einem Zeitabschnitt 306 ein Sturz des elektrochemischen Energiespeichers 201 anhand der Amplitude und/oder der Dauer von Beschleunigungssignalen eines Beschleunigungssensors 202 erkannt, da die Amplitude der erfassten Beschleunigungsgröße mehrfach eine vorgegebenen Soll-Beschleunigungsgröße 307 überschreitet.In
Im Zeitraum 304 wird das Fahrzeug 205 in einem Zeitabschnitt 308 zunächst normal bewegt. In einem Zeitabschnitt 309 wird eine Bordsteinfahrt anhand der Amplitude und/oder der Dauer von Beschleunigungssignalen eines Beschleunigungssensors 202 erkannt. In einem weiteren Zeitabschnitt 310 wird eine Schlechtwegstrecke erkannt, da über eine längere Dauer eine mittlere Beschleunigungsgröße über 1g erfasst wird.In the
Im Zeitraum 305 wird kein Sturz und/oder eine unsachgemäße Behandlung des elektrochemischen Energiespeichers 201 erkannt.In
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- US 20170261473 [0003]US20170261473 [0003]
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