DE19960761C1 - Verfahren zur Überwachung der Restladung und der Leistungsfähigkeit einer Batterie - Google Patents
Verfahren zur Überwachung der Restladung und der Leistungsfähigkeit einer BatterieInfo
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Abstract
Verfahren zur Überwachung der Restladung und der Leistungsfähigkeit einer Batterie, bei dem an der belasteten Batterie mindestens zwei Strom-Spannungsmessungen durchgeführt werden. Die Strombelastung der Batterie ist hierbei größer als 30% der Nennkapazität pro Stunde, z. B. bei einer 100 Ah-Batterie mindestens 30 Ampère, zu wählen. Die erste Strom-Spannungsmessung wird zu einem ersten Zeitpunkt bei einem ersten Belastungszustand der Batterie gemessen. Eine zweite Strom-Spannungsmessung wird zu einem zweiten Zeitpunkt bei einem zweiten Belastungszustand der Batterie durchgeführt. Wesentlich ist, daß sich hierbei der Belastungszustand der Batterie durch den entnommenen Strom geändert hat. Die Stromspannungsmessungen ergeben einen ersten Meßpunkt und einen zweiten Meßpunkt. Durch die beiden Meßpunkte wird eine Interpolationsgerade gelegt und deren Schnittpunkt mit einem Grenzspannungsniveau (U¶Gr¶) ermittelt. Dieser Schnittpunkt ist gekennzeichnet durch einen sogenannten Grenzstrom (I¶Gr¶). Das Grenzspannungsniveau ist bestimmt aus der Mindestspannung, die die angeschlossenen Verbraucher benötigen, um fehlerfreie zu funktionieren. Das Grenzspannungsniveau wird daher bei der technischen Auslegung des Batterienetzes vorgegeben und ist bekannt. Die fehlerfrei Funktion der angeschlossenen Verbraucher erfordert weiterhin einen Mindestbetriebsstrom (I¶min¶), der als Auslegeparameter des Batterienetzes ebenfalls festgelegt und bekannt ist. Die Differenz aus ermitteltem ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
Bekannt sind Batterieüberwachungssysteme, die den Ladungszustand der Batterie im strom
losen Zustand der Batterie ermitteln. Derartige Systeme nutzen die weitgehend lineare Ab
hängigkeit der Ruhespannung von der Säuredichte des Elektrolyten. Diese Säuredichte ändert
sich proportional zur Ladungsmenge, die der Batterie bereits entnommen wurde. Diese Sy
steme können den Ladezustand der Batterie ermitteln, wenn die Batterie mehrere Stunden
stromlos war und die internen Diffusionsvorgänge zur Ruhe gekommen sind.
Aus der DE 29 52 853 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Kapazität eines
Akkumulators bekannt. Es werden zwei Spannungen gemessen, nämlich einmal die
Leerlaufspannung des Akkumulators und einmal die Klemmenspannung des Akkumulators
im belasteten Zustand. Die Differenz dieser beiden Spannungen ist diejenige Spannung die
am Innenwiderstand des Akkumulators abfällt und ist abhängig vom Ladezustand des
Akkumulators. Die Differenzspannung zwischen Klemmenspannung und Leerlaufspannung
ist deshalb ein grobes Maß für den Ladezustand eines Akkumulators. Eine Bestimmung einer
Restladung einer Batterie innerhalb eines Batterienetzes ist mit dem Verfahren aus der DE 29 52 853 A1
nicht möglich. Hierzu müßten außer den Spannungspegeln auch die zugehörigen
Stöme ermittelt werden. Auch ist mit dem vorbekannten Verfahren es nicht möglich zu
bestimmen, wie lange das einer Batterie zugehörige Bordnetz noch fehlerfrei betrieben
werden kann.
Weiterhin ist aus Steffens, W. "Verfahren zur Schätzung der Inneren Größen von Starterbatte
rien", Dissertation RWTH Aachen 1987, bekannt, aus einer Modelbetrachtung Batteriezu
standsgrößen zu schätzen. Diese Batteriezustandsgrößen umfassen u. a. auch die Ruhespan
nung der Batterie. Dieses Modell arbeitet zwar im strombelasteten Zustand der Batterie, er
laubt jedoch keine Aussage über den verbliebenen Energieinhalt der Batterie. Außerdem ist
die Modellbildung sehr komplex und hat sich daher in der Praxis nicht durchgesetzt.
Erfindungsgemäße Aufgabe ist es daher, ein Verfahren zur Batterieüberwachung anzugeben,
das zum einen die Batterieüberwachung ohne die Einhaltung von Ruhepausen erlaubt und
zum anderen gleichzeitig die Ermittlung des restlichen Energieinhalts der Batterie ermög
licht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des unabhängigen An
spruchs. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Erfindungsgemäß gelingt dies, indem an der belasteten Batterie mindestens zwei Strom-
Spannungsmessungen durchgeführt werden. Die Strombelastung der Batterie ist hierbei grö
ßer als 30% der Nennkapazität pro Stunde, z. B. bei einer 100 Ah-Batterie mindestens 30
Ampère, zu wählen. Die erste Strom-Spannungsmessung wird zu einem ersten Zeitpunkt bei
einem ersten Belastungszustand der Batterie gemessen. Eine zweite Strom-Spannungmessung
wird zu einem zweiten Zeitpunkt bei einem zweiten Belastungszustand der Batterie durchge
führt. Wesentlich ist, daß sich hierbei der Belastungszustand der Batterie durch den entnom
menen Strom geändert hat. Die Stromspannungsmessungen ergeben einen ersten Meßpunkt
und einen zweiten Meßpunkt. Durch die beiden Meßpunkte wird eine Interpolationsgerade
gelegt und deren Schnittpunkt mit einem Grenzspannungsniveau (UGr) ermittelt. Dieser
Schnittpunkt ist gekennzeichnet durch einen sogenannten Grenzstrom (IGr). Das Grenzspan
nungsniveau ist bestimmt aus der Mindestspannung, die die angeschlossenen Verbraucher
benötigen, um fehlerfrei zu funktionieren. Das Grenzspannungsniveau wird daher bei der
technischen Auslegung des Batterienetzes vorgegeben und ist bekannt. Die fehlerfreie Funk
tion der angeschlossenen Verbraucher erfordert weiterhin einen Mindestbetriebsstrom (Imin)
der als Auslegeparameter des Batterienetzes ebenfalls festgelegt und bekannt ist. Die Diffe
renz aus ermitteltem Grenzstrom IGr und Mindestbetriebsstrom Imin wird ermittelt und festge
halten. Diese Differenz ist ein Maß für die noch verfügbare Restladung der Batterie und wird
hier erfindungsgemäß mit Grenzstromreserve bezeichnet.
Mit der Erfindung werden hauptsächlich die folgenden Vorteile erzielt:
Die Grenzstromreserve kann aus einer mit Strom belasteten Batterie ermittelt werden. Damit
kann auch eine Batterieüberwachung durchgeführt werden an Systemen, die kontinuierlich
betrieben werden und somit keine Ruhespannungsmessung an der Batterie erlauben. Im Be
reich der Kraftfahrzeuge ist ein solches System z. B. ein Taxi, das 24 h pro Tag im Einsatz ist.
Bei einem derartigen Taxi versagen herkömmliche Batterieüberwachungssysteme. Der Taxi
fahrer bekommt keine Information über ein bevorstehendes Zusammenbrechen seines Bord
netzes und damit über den Ausfall vieler relevanter Sicherheitsvorrichtungen wie Antibloc
kiersysteme, Airbags, Elektronische Stabilisierungsprogramme, Gurtstraffer, Niveauregulie
rungen u. s. w.. Die herkömmliche Ladestromkomtrolleuchte macht bekanntlich nur Aussagen
über die Stromrichtung zwischen Generator und Batterie. Die Ladestromkontrollleuchte erlaubt
jedoch keine Zustandsdiagnose über einen bevorstehenden Zusammenbruch des Bord
netzes oder darüber, ob für die sicherheitsrelevanten Systeme noch genügend Energie zur
Verfügung steht. Dies wird erst mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich.
Die Grenzstromreserve berücksichtigt in einem einzigen Maß die für eine Batteriediagnose
relevanten Einflüsse wie Batterietemperatur, mittlerer Entladestrom der Batterie und Batte
riealterungszustand.
Die Grenzstromreserve wird nicht beeinflußt durch Diffusionsvorgänge oder andere Nichtli
nearitäten der Batterie, welche bei kleinen Entladeströmen die Batterispannungslage stark
beeinflussen, und ermöglicht daher eine zuverlässige und quantitfizierbare Aussage über die
Restladung der Batterie.
Durch die Ermittlung der Grenzstromreserve mit Hilfe des Grenzstromes (IGr) wird die Batte
rieleistungsfähigkeit im Grenzbereich der Funktionsfähigkeit des angeschlossenen Verbrau
chersystems bewertet. Die Grenzstromreserve erlaubt daher eine Sicherheitsabschätzung, daß
das angeschlossene Verbrauchersystem auch bei kritischen Belastungszuständen nicht versa
gen wird. Dies ist besonders im Hinblick auf die bereits erwähnten sicherheitsrelevanten Vor
richtungen in einem Kraftfahrzeug von großem Vorteil, da deren voraussichtlich einwand
freie Funktion mit der Grenzstromreserve zuverlässig prognostiziert wird.
Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren durch die Produktbildung aus Grenzspan
nungsniveau (UGr) und Grenzstrom (IGr), die Angabe einer maximalen Leistung, die der Bat
terie noch entnommen werden kann, ohne das Grenzspannungsniveau zu unterschreiten.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter anderem anhand von einer
Zeichnung dargestellt und näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen Grenzspannungsniveau
(UGr), Grenzstrom (IGr) und den Strom-Spannungskennlinien der Batterie, bei ver
schiedenen Ladezuständen der Batterie
Anhand von Fig. 1 wird im folgenden die Erfindung und insbesondere die Grenzstromreserve
beispielhaft erläutert. In Fig. 1 ist eine typische Strom-Spannungs-Kennlinienschar einer
Batterie mit verschiedenen Ladezuständen dargestellt. Mit der Ziffer 1 wird eine Kennlinie
für eine vollgeladene Batterie bezeichnet. Die Kennlinie 1 einer vollgeladenen Batterie
zeichnet sich durch einen flachen Verlauf aus. D. h die Spannung U an den Klemmen der
Batterie nimmt mit zunehmendem Laststrom I verhältnismäßig gering ab. Mit zunehmender
Entladung der Batterie oder zunehmender Alterung der Batterie nehmen die Strom-
Spannungskennlinien 2, 3, 4, 5 einen immer steileren Verlauf, bis schließlich die Strom-
Spannungs-Kennlinie 5 das Grenzspannungsniveau UGr beim Mindeststrom Imin schneidet.
Eine Batterie in diesem Zustand wird als leer bezeichnet. Zur Ermittlung der Grenzstromre
serve einer Batterie mit einem Ladezustand, der der Kennlinie 3 entspricht, wird folgender
maßen vorgegangen.
Eine erste Strom-Spannungsmessung wird zu einem ersten Zeitpunkt T1 bei einem ersten
Belastungszustand der Batterie gemessen. Eine zweite Strom-Spannungmessung wird zu ei
nem zweiten Zeitpunkt T2 bei einem zweiten Belastungszustand der Batterie durchgeführt.
Wesentlich ist, daß sich hierbei der Belastungszustand der Batterie durch den entnommenen
Strom geändert hat. Außerdem muß der Laststrom der Batterie größer als 30% der Nennka
pazität KN pro Stunde gewesen sein. Die Stromspannungsmessungen ergeben einen ersten
Meßpunkt M1 und einen zweiten Meßpunkt M2. Durch die beiden Meßpunkte M1, M2 wird
eine Interpolationsgerade 3 gelegt und deren Schnittpunkt S3 mit einem Grenzspannungsni
veau UGr ermittelt. Dieser Schnittpunkt ist gekennzeichnet durch einen sogenannten Grenz
strom IGr. Das Grenzspannungsniveau ist bestimmt aus der Mindestspannung, die die ange
schlossenen Verbraucher benötigen, um fehlerfrei zu funktionieren. Das Grenzspannungsni
veau wird daher bei der technischen Auslegung des Batterienetzes vorgegeben und ist bekannt.
Die fehlerfreie Funktion der angeschlossenen Verbraucher erfordert weiterhin einen
Mindestbetriebsstrom Imin, der als Auslegeparameter des Batterienetzes ebenfalls festgelegt
und bekannt ist. Die Differenz aus ermitteltem Grenzstrom IGr und Mindestbetriebsstrom Imin
wird ermittelt und festgehalten. Diese Differenz ist ein Maß für die noch verfügbare Restla
dung der Batterie und wird hier erfindungsgemäß mit Grenzstromreserve bezeichnet. In glei
cher Weise lassen sich aus den Kennlinien 2 und 4 die Schnittpunkte S2 und S4 bestimmen.
Man erkennt, daß mit zunehmender Entladung der Batterie die Schnittpunkte S2, S3, S4 immer
weiter nach links hin zum Mindestbetriebsstrom Imin wandern, symbolisch dargestellt durch
den Pfeil 6. Die erfindungsgemäß ermittelte Grenzstromreserve gibt also den abnehmenden
Ladezustand der Batterie richtig wieder. Insbesondere erreicht die Grenzspannung den Wert
0, wenn der Grenzstrom IGr mit dem Mindeststrom Imin zusammenfällt, wie es für die Kennli
nie 5 der Fall ist. Damit ergibt die Grenzspannungsreserve für eine definitionsgemäß leere
Batterie den Wert 0.
Typischer Weise sind die beiden Meßpunkte M1 und M2 zu zwei Zeitpunkten aufgenommen,
die ca 15 bis 20 ms auseinander liegen.
In einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Grenzstromreserve er
mittelt, indem die jeweils aktuelle Strom-Spannungskennlinie der Batterie durch eine Viel
zahl von Strom-Spannungsmessungen bei unterschiedlichen Belastungszuständen aufge
nommen wird. Durch diese Vielzahl von Meßpunkten wird dann eine Ausgleichsgerade, z. B.
durch an sich bekannte Regressionsverfahren, gelegt und der Grenzstrom wieder als Schnitt
punkt dieser Ausgleichsgeraden mit dem Grenzspannungsniveau bestimmt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Grenzstromreserve aus der kontinuierlichen
Beobachtung der Strom-Spannungskennlinie der Batterie bestimmt. Hierzu können an sich
bekannte sogenannte Zustandsbeobachter, z. B. Lüenberger-Beobachter oder Kalman-Filter,
eingesetzt werden. Diese Zustandsbeobachter bestimmen die Steigung und den Ordinatenab
schnitt der Ausgleichsgeraden für die Strom-Spannungskennlinie. Die Grenzstromreserve
wird wieder wie vorbeschrieben aus dem Schnittpunkt dieser Ausgleichsgeraden mit dem
Grenzspannungsniveau bestimmt. Besonders vorteilhaft bei diesem Ausführungsbeispiel ist
es, daß der Grenzstrom und damit die Grenzstromreserve stets für den augenblicklichen Bat
teriezustand ermittelt werden, also in Echtzeit.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann aus der Grenzstromreserve auf die Restladung QRest der
Batterie geschlossen werden. Im einfachsten Fall unterstellt man einen linearen Zusammen
hang zwischen Grenzstromreserve und Restladung der Batterien. Die Restladung 0 wird er
reicht, wenn die Grenzstromreserve den Wert 0 hat. Die volle Ladung der Batterie entspricht
der Grenzstromreserve, welche an einer vollgeladenen Batterie unter festgelegten Nennbe
dingungen (z. B. bezgl. der Temperatur) ermittelt wird. Durch Bestimmung der jeweils aktu
ellen Grenzstromreserve und Vergleich mit den beiden zuvor genannten und bestimmten
Randwerten ergibt sich ein Maß für den aktuellen Ladezustand der Batterie. Bei Unterstel
lung eines linearen Zusammenhangs zwischen Grenzstromreserve und Restladung QRest gibt
der Quotient aus aktueller Grenzstromreserve und der Grenzstromreserve für die vollgeladene
Batterie den aktuellen Ladezustand der Batterie in Anteilen der vollen Ladung an.
Eine genauere Ermittlung der Restladung der Batterie aus der Grenzstromreserve ergibt sich
aus folgender Relation
Hierbei wird die maximale Grenzstromsteigung
experimentell ermittelt. Die Grenzstromsteigung ist eine Kenngröße der Batterie. Die Grenz
stromsteigung wird bestimmt aus einer Vielzahl von Belastungsmessungen, zu denen jeweils
die Grenzströme bestimmt werden. Von einer Belastungsmessung zur nächsten Belastungs
messung wird die Batterie jeweils um eine definierte Ladungsmenge entladen und für jeden
Ladezustand der Grenzstrom ermittelt. Die ermittelten Grenzströme werden über die ent
nommene Ladungsmenge aufgetragen und die so erhaltenen Meßpunkte mit einer Kurve an
genähert. Die maximale Steigung der Kurve ergibt dann die hier bezeichnete maximale
Grenzstromsteigung.
Nach den zuvor angeführten Relationen ergibt sich dann eine Mindestabschätzung für die
Restladung QRest, die noch in der Batterie zur Verfügung steht. Demnach ist die Restladung
der Batterie größer oder gleich als die Ladungsmenge, die durch den Quotienten aus der
Grenzstromreserve und der maximalen Grenzstromsteigung gegeben ist.
Bei konstanter Belastung der Batterie kann aus der Restladung QRest auf die noch zur Verfü
gung stehende Restentladezeit geschlossen werden, indem man die Restladung durch den
anliegenden Laststrom dividiert. Aus dem Vergleich der Restentladezeit mit einer für eine
bestimmte Funktion notwendigen Mindestentladezeit kann mit Vorteil abgeleitet werden, wie
lange die Batterie mit ihrem aktuellen Ladezustand in der Lage ist, die notwendige Energie
für die aktuell angeschlossenen Verbraucher zu liefern. Dies ist insbesondere von großem
Vorteil, wenn in Kraftfahrzeugen das ordnungsgemäße Funktionieren der bereits exempla
risch aufgeführten Sicherheitsfunktionen gewährleistet werden muß.
Bei allen Ausführungsbeispielen ist die Genauigkeit der Berechnung des Grenzstroms von
entscheidender Bedeutung. Diese Genauigkeit ist umso höher je größer der Unterschied im
Laststrom zwischen der ersten Messung zur Bestimmung der Grenzstromreserve und der
zweiten Messung zur Bestimmung der Grenzstromreserve ist. Mit anderen Worten sind Be
triebszustände, bei denen große Belastungswechsel der Batterie und damit große Stromände
rungen auftreten, besonders vorteilhaft, um die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele
durchzuführen. Derartige große Belastungswechsel treten bei Kraftfahrzeugen z. B. während
des Startvorgangs auf. Die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden daher in beson
ders vorteilhafter Weise beim Start eines Kraftfahrzeuges ausgeführt.
Weiterhin sind große Belastungswechsel im Bordnetz eines Kraftfahrzeuges durch kurzzeiti
ges Ein- bzw. Ausschalten von leistungsstarken Verbrauchern möglich. Große Belastungs
wechsel rufen z. B. Ein- und Auschaltvorgänge von Heizverbrauchern (Heckscheibe, Zusatz
heizung im Kühlkreislauf, heizbare Sitze, Standheizung . . .) hervor. Die Bestimmung der
Grenzstromreserve und der Restladung der Batterie, der Restentladezeit oder der Mindestla
dezeit erfolgt dann wie vorbeschrieben.
Eine weitere Möglichkeit große Belastungswechsel und damit verschiedene Belastungszu
stände im Bordnetz eines Kraftfahrzeuges gezielt durch Schaltvorgänge hervorzurufen, ist das
kurzzeitige Ausschalten des Bordnetzgenerators oder die Variation der Generatorerregung.
Die Veränderung der Generatorspannung hat gegenüber dem Ein- und Ausschalten von Ver
brauchern den Vorteil, daß auf das Einschalten einer zusätzlichen evtl. nicht benötigten oder
nicht gewünschten Funktion verzichtet werden kann, um einen Belastungswechsel im Bord
netz gezielt zu bewirken. So braucht bei der Veränderung der Generatorspannung z. B. im
Sommer an heißen Tagen keine Zusatzheizung eingeschaltet werden, nur um einen Bela
stungswechsel hervorzurufen. Die Bestimmung der Grenzstromreserve und der Restladung
der Batterie, der Restentladezeit oder der Mindestladezeit erfolgt dann wie vorbeschrieben.
Im Einzelfall kann es auch von Vorteil einen mehrstufigen Belastungswechsel im Bordnetz
eines Kraftfahrzeugs gezielt hervorzurufen. Ein mehrstufuger Belastungswechsel ist insbe
sondere dann von Nutzen, wenn zur Bestimmung der Grenzstromreserve die Ausgleichskurve
der Strom-Spannungskennlinie der Batterie aus einer Vielzahl von Meßpunkten aufgenom
men werden soll. In diesem Fall wird für jeden Belastungszustand jeweils ein Meßpunkt der
Strom-Spannungskennlinie aufgenommen. Die Anzahl der möglichen Meßpunkte ist hier von
der Anzahl der gezielt hervorrufbaren Belatungszuständen abhängig. Um eine möglichst gro
ße Anzahl von Meßpunkten aufnehmen zu können ist deshalb von Vorteil die beiden zuvor
beschriebenen Möglichkeiten, nämlich die Variation der Generatorspannung und das Ein-
und Ausschalten von Verbrauchern, zu kombinieren, da damit die Anzahl der möglichen Be
lastungswechsel und Belastungszustände die zur Bestimmung der erfindungsgemäßen Batte
riekenngrößen herangezogen werden können, am größten ist. Die Bestimmung der Grenz
stromreserve und der Restladung der Batterie, der Restentladezeit oder der Mindestladezeit
erfolgt dann wie vorbeschrieben.
Claims (14)
1. Verfahren zur Überwachung der Restladung und der Leistungsfähigkeit einer belasteten
Batterie in einem Batterienetz mit einem Grenzspannungsniveau (UGr) und einem Min
deststrom (Imin) bei dem:
zumindest zu einem ersten Zeitpunkt (T1) mindestens eine erste Strom-Spannungs- Messung bei einem ersten Belastungszustand der Batterie durchgeführt und mindestens ein erster Meßpunkt (M1) ermittelt wird,
zumindest zu einem zweiten Zeitpunkt (T2) mindestens eine zweite Strom- Spannungsmessung bei einem zweiten Belastungszustand der Batterie durchgeführt und mindestens ein zweiter Meßpunkt (M2) ermittelt wird,
die Meßpunkte (M1, M2) jeweils bei einem Belastungszustand der Batterie, der größer als 30% der Nennkapazität pro Stunde (KN/h) ist, ermittelt werden,
durch die Meßpunkte (M1, M2) eine Ausgleichskurve (3) gelegt wird und deren Schnitt punkt (S3) mit dem Grenzspannungsniveau (UGr) ermittelt wird und der zugehörige Grenzstrom (IGr) ermittelt wird,
durch Differenzbildung zwischen dem Grenzstrom (IGr) und dem Mindeststrom (Imin) eine Grenzstromreserve als Maß für die in der Batterie verfügbare Restladung ermittelt wird.
zumindest zu einem ersten Zeitpunkt (T1) mindestens eine erste Strom-Spannungs- Messung bei einem ersten Belastungszustand der Batterie durchgeführt und mindestens ein erster Meßpunkt (M1) ermittelt wird,
zumindest zu einem zweiten Zeitpunkt (T2) mindestens eine zweite Strom- Spannungsmessung bei einem zweiten Belastungszustand der Batterie durchgeführt und mindestens ein zweiter Meßpunkt (M2) ermittelt wird,
die Meßpunkte (M1, M2) jeweils bei einem Belastungszustand der Batterie, der größer als 30% der Nennkapazität pro Stunde (KN/h) ist, ermittelt werden,
durch die Meßpunkte (M1, M2) eine Ausgleichskurve (3) gelegt wird und deren Schnitt punkt (S3) mit dem Grenzspannungsniveau (UGr) ermittelt wird und der zugehörige Grenzstrom (IGr) ermittelt wird,
durch Differenzbildung zwischen dem Grenzstrom (IGr) und dem Mindeststrom (Imin) eine Grenzstromreserve als Maß für die in der Batterie verfügbare Restladung ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskurve eine In
terpolationsgerade ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskurve durch die
Meßpunkte (M1, M2) aus einer Vielzahl von Meßpunkten gewonnen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vielzahl von Meß
punkten eine Ausgleichsgerade gelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskurve aus der
kontinuierlichen Beobachtung der Strom-Spannungskennlinie bestimmt wird und mittels
eines Zustandsbeobachters eine Ausgleichsgerade bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustandsbeobachter ein
Lüenberger-Beobachter oder ein Kalman-Filter ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch Pro
duktbildung aus dem Grenzspannungsniveau (UGr) und dem Grenzstrom (IGr) ein Maß für
eine maximale Leistung ermittelt wird, die der Batterie noch entnommen werden kann,
ohne das Grenzspannungsniveau (UGr) zu unterschreiten.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der jeweils aktuellen
Grenzstromreserve und der Grenzstromreserve für eine vollgeladene Batterie bei Nenn
bedingungen ein Verhältnis gebildet wird als ein Maß für die Restladung (QRest) der
Batterie im Verhältnis zur Nennladung.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das aus der Grenzstromreserve und
der maximalen Grenzstromsteigung ein Verhältnis gebildet wird als Maß für die Restla
dung (QRest) der Batterie.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Rest
ladung (QRest) der Batterie durch Division mit dem aktuellen Laststrom die Restladezeit
der Batterie ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es beim
Startvorgang von Kraftfahrzeugen durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bela
stungszustand des Batterienetzes durch gezielte Belastungswechsel verändert wird, indem
leistungsstarke Verbraucher im Batterienetz ein- und ausgeschaltet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bela
stungszustand des Batterienetzes gezielt verändert wird, indem die Generatorspannung va
riiert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bela
stungszustand des Batterienetzes gezielt verändert wird, indem sowohl die Generatorspan
nung verändert wird als auch leistungsstarke Verbraucher ein- und ausgeschaltet werden.
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