DE102012209138A1 - Method for aging determination of fuse in battery system connected to propulsion system of e.g. motor car, involves measuring flowing stream of fuse of battery system by battery control device - Google Patents

Method for aging determination of fuse in battery system connected to propulsion system of e.g. motor car, involves measuring flowing stream of fuse of battery system by battery control device Download PDF

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DE102012209138A1
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Stefan Butzmann
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Robert Bosch GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/74—Testing of fuses

Abstract

The method involves measuring (S1) a flowing stream (2) of a fuse (10) of a battery system (30) by a battery control device (20). An aging parameter (6) of the fuse is determined (S2) using a measured current (3). A warning signal (4) is released (S3) by the battery control device, when the determined aging parameter exceeds a predetermined threshold value (5). The measurement of flowing stream is made by a current sensor (8). Independent claims are included for the following: (1) a battery system; and (2) a motor car.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein in einem Batteriesteuergerät durchgeführtes Verfahren zur Alterungsbestimmung der Sicherung eines Batteriesystems.The present invention relates to a process performed in a battery control device for determining the aging of the fuse of a battery system.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Batteriesysteme durch das Verbauen von Sicherungen, insbesondere von Schmelzsicherungen, vor zu hohen Betriebsströmen innerhalb des Batteriesystems zu schützen. Vorrichtungen zur Sicherung von Batteriesystemen sind unabdinglich, da die Anforderungen, die an heutige beziehungsweise zukünftige Batteriesysteme bezüglich deren Zuverlässigkeit, Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer gestellt werden, beständig zunehmen. Typischerweise werden insbesondere in Lithium-Ionen-Batterien beziehungsweise Lithium-Ionen-Batteriesystemen Schmelzsicherungen verbaut, die im Falle eines Überstroms durchbrennen und somit als letzter Schutz eine Zerstörung der Batterie aufgrund möglicher Fehlerfälle, wie zum Beispiel das Vorliegen eines Kurzschlusses, verhindern sollen. Dabei sollten die Sicherungen einerseits möglichst klein dimensioniert werden, das heißt so, dass ein Auslösen der Sicherung möglichst wenig über dem maximalen Betriebsstrom erfolgt. Andererseits sollten die Sicherungen eine hohe Lebensdauer besitzen, um mit der Lebensdauer des Produktes, in dem das jeweilige die Sicherung aufweisende Batteriesystem verbaut ist, zu korrespondieren. Deshalb sollten die Sicherungen groß dimensioniert werden, was aber im Widerspruch zu der oben genannten Anforderung steht. Im Stand der Technik sind mehrere Ansätze bekannt, um sich der Lösung dieses Problems anzunähern. From the prior art, it is known to protect battery systems by installing fuses, in particular fuses, against excessive operating currents within the battery system. Devices for securing battery systems are indispensable because the demands placed on current or future battery systems with regard to their reliability, safety, performance and service life are constantly increasing. Typically, in particular in lithium-ion batteries or lithium-ion battery systems fuses are installed, which burn in the event of overcurrent and thus as the last protection destruction of the battery due to possible errors, such as the presence of a short circuit to prevent. On the one hand, the fuses should on the one hand be dimensioned as small as possible, that is, so that the fuse is triggered as little as possible above the maximum operating current. On the other hand, the fuses should have a long life in order to correspond to the life of the product in which the respective battery system having the fuse is installed. Therefore, the fuses should be sized large, but this is contrary to the above requirement. Several approaches are known in the art to approximate the solution to this problem.

So ist aus der DE 10 2009 023 801 A1 zum Beispiel eine Sicherungsvorrichtung zur Unterbrechung eines Stromkreises bekannt, welche eine pyrotechnische Sicherung und eine Schmelzsicherung aufweist, wobei der Schmelzsicherung ein Vorwiderstand vorgeschaltet ist, während die Schmelzsicherung selbst parallel zur pyrotechnischen Sicherung liegt. Dadurch wird der Strom durch die Schmelzsicherung während des Normalbetriebs reduziert und der Alterungsprozess der Schmelzsicherung verlangsamt, so dass kleinere Sicherungen verbaut werden können. So is out of the DE 10 2009 023 801 A1 For example, a safety device for interrupting a circuit known, which has a pyrotechnic fuse and a fuse, wherein the fuse is connected upstream of a series resistor, while the fuse itself is parallel to the pyrotechnic fuse. As a result, the current through the fuse during normal operation is reduced and the aging process of the fuse slowed down so that smaller fuses can be installed.

Weitere Ansätze zum Schutz von Batteriesystemen kombinieren den Einsatz einer Sicherung mit Überstromschutzvorrichtungen, die bei einem zu hohen Stromfluss durch das Batteriesystem ein Alarmsignal generieren und die Abschaltung des Stromflusses bewirken. Beispielsweise wird in der US 8,030,898 B2 eine Schutzvorrichtung mit integriertem Alarm zum Schutz einer Lithium-Ionen-Batterie mit einer Vielzahl an Batteriezellen offenbart, welche den Stromfluss durch die Reihenschaltung von Batteriezellen misst und das Messergebnis einem Mikroprozessor übermittelt, woraufhin der Mikroprozessor im Falle eines Überstroms das Batteriesystem vor selbigem zu schützen vermag. Other approaches to protecting battery systems combine the use of a fuse with overcurrent protection devices that generate an alarm signal when the current flow through the battery system is too high and cause the current flow to shut off. For example, in the US 8,030,898 B2 discloses an integrated alarm protection device for protecting a lithium-ion battery having a plurality of battery cells, which measures the current flow through the series connection of battery cells and transmits the measurement result to a microprocessor, whereupon the microprocessor is able to protect the battery system from it in the event of an overcurrent ,

Allerdings kann die Sicherung bei Ansätzen solcher Art, ohne dass dies innerhalb des Batteriesystems registriert wird, durch den hohen Stromfluss durch das Batteriesystem sowie die Sicherung Schaden nehmen, beziehungsweise voraltern. Sie löst dann auch schon bei geringeren Strömen aus, was insbesondere in Batteriesystemen, welche in Fahrzeugen, zum Beispiel in Hybrid- und Elektrofahrzeugen zur Anwendung kommen, problematisch ist. However, in the case of approaches of this type, without this being registered within the battery system, the high current flow through the battery system as well as the fuse can damage or pre-age the fuse. It then triggers even at lower currents, which is particularly problematic in battery systems which are used in vehicles, for example in hybrid and electric vehicles.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Alterungsbestimmung einer Sicherung in einem Batteriesystem mit einem Batteriesteuergerät zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt des Messens des durch die Sicherung des Batteriesystems fließenden Stroms durch das Batteriesteuergerät sowie den Schritt des Bestimmens eines Alterungsparameters der Sicherung unter Verwendung des gemessenen Stroms.According to the invention, a method for determining the aging of a fuse in a battery system with a battery control device is provided. The method includes the step of measuring the current flowing through the backup of the battery system by the battery controller and the step of determining an aging parameter of the fuse using the measured current.

Vorteilig an der Durchführung eines solchen Verfahrens zur Bestimmung des Alters einer in einem Batteriesystem verbauten Sicherung ist, dass die verbaute Sicherung selbst im Vergleich zum Stand der Technik kleiner, das heißt mit einem gegenüber dem Stand der Technik geringeren Auslösestrom gewählt werden kann. Wird das erfindungsgemäße Verfahren im Batteriesteuergerät durchgeführt, kann zu jedem Zeitpunkt von dem Alter der Sicherung auf deren Zustand geschlossen werden. Auf diese Weise kann das Risiko umgangen werden, dass die Sicherung frühzeitig auslöst, weshalb sie bei der Auslegung des Batteriesystems nicht überproportional groß gewählt werden muss. Das Verfahren ermöglicht einen rechtzeitigen Austausch einer alternden Sicherung. Zudem sind Sicherungen mit geringerem Auslösestrom im Regelfall kostengünstiger als solche mit höherem Auslösestrom. An advantage of the implementation of such a method for determining the age of a built-in battery system fuse is that the built fuse itself compared to the prior art smaller, that can be selected with a lower than the prior art tripping current. If the method according to the invention is carried out in the battery control unit, the condition of the fuse can be determined at any time from the age of the fuse. In this way, the risk can be bypassed that triggers the fuse early, so they must not be disproportionately large in the design of the battery system. The procedure allows a timely replacement of an aging backup. In addition, fuses with lower tripping current are generally less expensive than those with higher tripping current.

Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Auslösens eines Warnsignals durch das Batteriesteuergerät, sobald der bestimmte Alterungsparameter einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Durch diesen zusätzlichen Schritt wird der Nutzer des Batteriesystems frühzeitig von dem Batteriesteuergerät vor einer zu starken Degradation der verbauten Sicherungen gewarnt und muss den Alterungszustand der jeweiligen Sicherung nicht selbst ermitteln. Dadurch werden die Sicherheit sowie die Praktikabilität des Batteriesystems erhöht.Preferably, the method further comprises the step of triggering a warning signal by the battery control device as soon as the determined aging parameter exceeds a predetermined threshold. By this additional step, the user of the battery system is warned by the battery control unit early against excessive degradation of the installed fuses and must not determine the aging state of the fuse itself. This increases the safety as well as the practicability of the battery system.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in dem Schritt des Bestimmens eines Alterungsparameters der Sicherung der Alterungsparameter aus der Quadrierung des gemessenen Stroms sowie aus der, von der ersten Inbetriebnahme der Sicherung an fortdauernden Integration des quadrierten, gemessenen Stroms über die Betriebszeit der Sicherung berechnet. Durch die Quadrierung des Stroms wird die Alterungsbestimmung unabhängig von dem Vorzeichen des durch die Sicherung fließenden Stroms. Es wird dadurch berücksichtigt, dass es für die Degradation der Sicherung unerheblich ist, ob über das Batteriesystem beispielsweise ein Verbraucher betrieben wird oder ob sich das Batteriesystem im Ladezustand befindet. Durch die Integration des quadrierten Stroms ab der ersten Inbetriebnahme der Sicherung an wird eine kontinuierliche Erfassung des Alterungszustandes dem Betrage der Belastung der Sicherung nach erfasst. In a preferred embodiment of the method, in the step of determining an aging parameter of the fuse, the aging parameter is calculated from the squaring of the measured current as well as from the time the fuse is first started up fuse to continuously integrate the squared measured current over the fuse's operating time. By squaring the current, the aging determination becomes independent of the sign of the current flowing through the fuse. It is thereby taken into account that it is irrelevant for the degradation of the fuse whether, for example, a consumer is operated via the battery system or whether the battery system is in the state of charge. By integrating the squared current from the first start-up of the fuse to a continuous detection of the state of aging is the amount of load on the fuse detected.

In einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Integration des quadrierten, gemessenen Stroms innerhalb eines Mikrocontrollers. Vorteile von Mikrocontrollern sind, dass diese in ihrer Leistung und Ausstattung auf die jeweilige Anwendung angepasst sind. Insbesondere Rechenoperationen wie die Integration von Stromverläufen eignen sich besonders gut für die Durchführung innerhalb von Mikrocontrollern. In a preferred development of this embodiment of the method, the integration of the squared, measured current takes place within a microcontroller. Advantages of microcontrollers are that their performance and features are adapted to the respective application. In particular, arithmetic operations such as the integration of current curves are particularly well suited for implementation within microcontrollers.

In einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform wird der quadrierte, gemessene Strom in einem Summenregister über die Betriebszeit aufaddiert. Mit Summenregistern lassen sich hohe Berechnungsgeschwindigkeiten erzielen. In a preferred development of this embodiment, the squared, measured current is added up in a summation register over the operating time. With sum registers, high calculation speeds can be achieved.

Vorzugsweise entspricht in dem Schritt des Auslösens eines Warnsignals durch das Batteriesteuergerät, wenn der bestimmte Alterungsparameter einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, der vorbestimmte Schwellwert einem von dem Summenregister bereitgestellten, vorbestimmten Grenzwert. Dadurch erhöht sich die Effizienz des Verfahrens, da der Vergleich des quadrierten, seit Inbetriebnahme integrierten Stroms mit dem vorbestimmten Schwellwert zeitgleich mit dessen Ermittlung innerhalb des Summenregisters erfolgt. Somit muss der innerhalb des Summenregisters ermittelte, quadrierte Stromwert von dem Summenregister nicht erst ausgegeben und dann außerhalb des Summenregisters ausgewertet, beziehungsweise mit einem Referenzwert verglichen werden.Preferably, in the step of triggering a warning signal by the battery control device, if the determined aging parameter exceeds a predetermined threshold, the predetermined threshold corresponds to a predetermined limit provided by the summation register. This increases the efficiency of the method, since the comparison of the squared, since start-up integrated stream with the predetermined threshold occurs simultaneously with its determination within the summation register. Thus, the squared current value determined within the summation register need not first be output from the summation register and then evaluated outside the summation register, or compared with a reference value.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Messung des Stroms über einen Stromsensor. Für Ströme unterschiedlicher Größe innerhalb unterschiedlicher Umgebungen eignen sich verschiedene Sensoren unterschiedlich gut. Es ist daher vorteilhaft, die Wahl des Sensors an die jeweilige Umgebung des Batteriesystems sowie an dessen durchschnittlichen Stromfluss im Betrieb anzupassen. Dadurch kann eine besonders genaue Strommessung gewährleistet werden, welche die Effizienz des Verfahrens erhöht. In a preferred embodiment of the method, the measurement of the current takes place via a current sensor. For streams of different sizes within different environments, different sensors are equally well-suited. It is therefore advantageous to adapt the choice of the sensor to the respective environment of the battery system and to its average current flow during operation. As a result, a particularly accurate current measurement can be ensured, which increases the efficiency of the process.

Der Schritt des Bestimmens eines Alterungsparameters der Sicherung kann ferner den Schritt des Inkrementierens eines Alterungszählers in Abhängigkeit von der Höhe des durch die Sicherung fließenden Stroms umfassen. Des Weiteren entspricht der Alterungsparameter dann bevorzugt dem Zählstand des Alterungszählers. Vorteil dieser Art der Bestimmung des Alterungsparameters ist, dass die Historie des Stromflusses, das heißt Informationen über den in der Vergangenheit durch die Sicherung geflossenen Strom nicht gespeichert werden muss. Der Alterungszustand der Sicherung des Batteriesystems wird über den Zählstand des Alterungszählers berücksichtigt.The step of determining an aging parameter of the fuse may further comprise the step of incrementing an aging counter in dependence upon the magnitude of the current flowing through the fuse. Furthermore, the aging parameter then preferably corresponds to the count of the aging counter. The advantage of this type of determination of the aging parameter is that the history of the current flow, that is to say information about the current that has flowed through the fuse in the past, does not have to be stored. The aging status of the fuse of the battery system is taken into account via the count of the aging counter.

Ferner wird ein Batteriesystem mit einer Sicherung und einem Batteriesteuergerät bereitgestellt, wobei das Batteriesteuergerät dazu ausgelegt ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.Furthermore, a battery system with a fuse and a battery control device is provided, wherein the battery control device is designed to carry out the method according to the invention.

Besonders bevorzugt ist das Batteriesystem als ein Lithium-Ionen-Batteriesystem ausgeführt. Vorteile solcher Batteriesysteme sind unter anderem in ihrer vergleichsweise hohen Energiedichte sowie ihrer großen thermischen Stabilität gegeben. Ein weiterer Vorteil von Lithium-Ionen-Batteriesystemen ist, dass diese keinem Memory Effekt unterliegen.Particularly preferably, the battery system is designed as a lithium-ion battery system. Advantages of such battery systems are given, inter alia, in their comparatively high energy density and their high thermal stability. Another advantage of lithium-ion battery systems is that they are not subject to memory effect.

Des Weiteren wird ein Kraftfahrzeug mit einem Batteriesystem zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt, wobei das Batteriesystem mit einem Antriebssystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist.Furthermore, a motor vehicle with a battery system for carrying out the method according to the invention is provided, wherein the battery system is connected to a drive system of the motor vehicle.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims and described in the description.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below. Show it:

1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, und 1 an embodiment of the method according to the invention, and

2 den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 the basic structure of a device for carrying out the method according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Verfahren beginnt mit der erstmaligen Inbetriebnahme der Sicherung des Batteriesystems. In dem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird der in dem Batteriesystem durch die Sicherung fließende Strom über das Batteriesteuergerät gemessen. Die Messung kann dabei beispielsweise durch einen Stromsensor, jedoch auch durch andere Mittel vorgenommen werden. Im zweiten Schritt des Verfahrens S2 wird das Ergebnis aus der Strommessung im Schritt S1 für die Bestimmung eines Alterungsparameters der Sicherung verwendet. Der Alterungsparameter dient der Beschreibung des Alterungszustandes der Sicherung. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird der Alterungsparameter bestimmt, indem der im Schritt S1 gemessene Strom quadriert und der quadrierte Strom über die gesamte Betriebszeit der Sicherung integriert wird. Sobald also ein Stromfluss durch die Sicherung erfolgt, wird dieser quadriert und zu dem bereits durch die Sicherung geflossenen, quadrierten Strom hinzugerechnet. Somit bleibt ein Stromfluss durch die Sicherung zu keiner Zeit für die Ermittlung des Alterungszustandes der Sicherung unberücksichtigt.The 1 shows an embodiment of the method according to the invention. The procedure begins with the first commissioning of the Securing the battery system. In the first step S1 of the method, the current flowing through the fuse in the battery system is measured via the battery control device. The measurement can be made for example by a current sensor, but also by other means. In the second step of the method S2, the result from the current measurement in step S1 is used for the determination of an aging parameter of the fuse. The aging parameter is used to describe the aging state of the fuse. In the in 1 In the illustrated embodiment of the method, the aging parameter is determined by squaring the current measured in step S1 and integrating the squared current over the entire operating time of the fuse. So as soon as a current flow through the fuse, this is squared and added to the already flowed through the fuse, squared current. Thus, a current flow through the fuse at no time for the determination of the aging state of the fuse is disregarded.

Dies ist ein mögliches Verfahren für die Ermittlung des Alterungsparameters während des Schrittes S2 des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es können aber auch andere Verfahren zur Alterungsbestimmung der Sicherung verwendet werden, die auf der Verwendung des gemessenen Stromflusses durch die Sicherung basieren. Beispielsweise kann im Schritt S2 auch ein Alterungszähler in Abhängigkeit von der Höhe des durch die Sicherung fließenden Stroms inkrementiert werden, so dass der Alterungszustand der Sicherung durch den Zählstand des Alterungszählers indiziert wird. Dabei kann die Bestimmung beziehungsweise Berechnung des Alterungsparameters der Sicherung, wie in 1, beispielsweise in einem Mikrocontroller beziehungsweise in einem Summenregister erfolgen (nicht dargestellt). Es können aber auch andere Mittel für die Berechnung beziehungsweise Bestimmung des Alterungsparameters verwendet werden.This is a possible method for determining the aging parameter during step S2 of the method according to the invention. However, other methods for determining the aging of the fuse may also be used, based on the use of the measured current flow through the fuse. For example, in step S2, an aging counter may also be incremented depending on the magnitude of the current flowing through the fuse, so that the aging state of the fuse is indicated by the count of the aging counter. In this case, the determination or calculation of the aging parameter of the fuse, as in 1 , for example, in a microcontroller or in a sum register (not shown). However, other means for the calculation or determination of the aging parameter can also be used.

In dem dritten, optionalen Schritt S3 des dargestellten Ausführungsbeispiels des Verfahrens löst das Batteriesteuergerät ein Warnsignal aus, sobald der bestimmte Alterungsparameter einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der in Schritt S2 ermittelte Alterungsparameter rein beispielhaft, ausgeführt von dem Batteriesteuergerät, außerhalb des Mikrocontrollers beziehungsweise Summenregisters mit einem vorbestimmten Schwellwert beziehungsweise einem Grenzwert verglichen. Der Vergleich mit einem vorbestimmten Schwellwert beziehungsweise einem Grenzwert kann aber auch innerhalb des Mittels zur Bestimmung beziehungsweise Berechnung des Alterungsparameters und auch auf ganz andere Art und Weise erfolgen. Zudem können auch erfindungsgemäße Verfahren ganz ohne den Schritt S3 realisiert werden. In the third, optional step S3 of the illustrated embodiment of the method, the battery control unit triggers a warning signal as soon as the specific aging parameter exceeds a predetermined threshold value. In the in 1 In the exemplary embodiment illustrated, the aging parameter determined in step S2 is compared with a predetermined threshold value or a limit value purely by way of example, carried out by the battery control unit, outside the microcontroller or summation register. However, the comparison with a predetermined threshold value or a limit value can also take place within the means for determining or calculating the aging parameter and also in a completely different manner. In addition, methods according to the invention can also be implemented entirely without the step S3.

In 2 ist der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dabei sind die einzelnen Verfahrensschritte den Mitteln zur Ausführung derselben zugeordnet. In der 2 ist ein Batteriesystem 30 mit einer Sicherung 10 und einem Batteriesteuergerät 20 dargestellt. Die Batterie, in der die Sicherung 10 verbaut ist, ist in 2 lediglich durch Punktlinien angedeutet. Die Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in 2 alle innerhalb des Batteriesteuergeräts 20 realisiert. Es müssen aber nicht alle Mittel zur Ausführung des Verfahrens innerhalb des Batteriesteuergeräts 20 realisiert sein. Es kann beispielsweise auch gar kein Mittel zur Ausführung des Verfahrens innerhalb des Batteriesteuergeräts 20 realisiert sein, so dass beispielsweise nur einige der Mittel von dem Batteriesteuergerät 20 angesteuert werden, sich aber außerhalb desselben befinden. Im Schritt S1 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der durch die Sicherung 10 fließende Strom 2 von einem Stromsensor 8 gemessen. Die Wahl eines Stromsensors 8 zur Messung S1 des durch die Sicherung 10 fließenden Stroms 2 ist in dem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens rein beispielhaft gewählt. Es können auch andere Mittel zur Strommessung verwendet werden. Von dem Stromsensor 8 wird der gemessene Strom 3 an ein Mittel zur Berechnung eines Alterungsparameters 6 der Sicherung 10 übermittelt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses Mittel als ein Mikrocontroller 15 ausgeführt, in welchem im Schritt S2 des erfindungsgemäßen Verfahrens der Alterungsparameter 6 ermittelt wird. Dazu wird der gemessene Strom 3 in dem Ausführungsbeispiel der 2 zunächst quadriert und von Beginn des Verfahrens an, das heißt von der ersten Inbetriebnahme der Sicherung 10 an fortdauernd, der quadrierte gemessene Strom 3 über die Betriebszeit der Sicherung 10 integriert. Dabei sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl das Mittel zur Bestimmung des Alterungsparameters 6, also der Mikrocontroller 15, als auch die Art, wie der Alterungsparameter 6 bestimmt wird, rein beispielhaft gewählt. Es können auch andere Arten der Ermittlung des Alterungsparameters 6 in anderen Mitteln zur Bestimmung desselben zum Einsatz kommen. Im Schritt S3 des Verfahrens wird der Alterungsparameter 6 einer Komparator-Schaltung 21 zugeführt, in welcher der Alterungsparameter 6 mit einem vorbestimmten Schwellwert 5 verglichen wird. Der vorbestimmte Schwellwert 5 wird der Komparator-Schaltung von einem Mittel zur Bereitstellung eines Schwellwertes 22 zugeführt. Übersteigt der Wert des bestimmten Alterungsparameters 6 den vorbestimmten Schwellwert 5, wird von der Komparator-Schaltung 21 ein Warnsignal 4 generiert und zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt. Dabei kann das Warnsignal 4 auch von einer anderen Komponente des Batteriesteuergeräts 20 generiert und bereitgestellt werden. Ferner können sowohl das Mittel zur Bereitstellung eines Schwellwertes 22 als auch die Komparator-Schaltung 21 innerhalb des Mittels zur Bestimmung eines Alterungsparameters 6, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel also in dem Mikrocontroller 15, realisiert sein. Somit kann der ganze Schritt S3 beispielsweise auch innerhalb des Mikrocontrollers 15 erfolgen, in welchem auch der Schritt S2 ausgeführt wird. Es können allerdings auch erfindungsgemäße Vorrichtungen ausgeführt werden, von welchen lediglich die Schritte S1 und S2 durchführbar sind. In 2 the basic structure of a device for carrying out the method according to the invention is shown. The individual method steps are assigned to the means for executing the same. In the 2 is a battery system 30 with a fuse 10 and a battery control device 20 shown. The battery in which the fuse 10 is built in is 2 indicated only by dotted lines. The means for carrying out the method according to the invention are in 2 all within the battery control unit 20 realized. However, not all means of carrying out the method within the battery control device are required 20 be realized. For example, there may not be any means for carrying out the method within the battery control device 20 be realized, so for example only some of the means of the battery control unit 20 are controlled, but are outside of it. In step S1 of the method according to the invention by the fuse 10 flowing electricity 2 from a current sensor 8th measured. The choice of a current sensor 8th for measuring S1 of the fuse 10 flowing electricity 2 is chosen purely by way of example in the embodiment of the apparatus for carrying out the method according to the invention. Other means of measuring current can also be used. From the current sensor 8th becomes the measured current 3 to a means for calculating an aging parameter 6 the fuse 10 transmitted. In the embodiment shown here, this means is as a microcontroller 15 executed, in which in step S2 of the method according to the invention, the aging parameter 6 is determined. This is the measured current 3 in the embodiment of 2 initially squared and from the beginning of the procedure, that is, from the first startup of the fuse 10 at continuous, the squared measured current 3 over the operating time of the fuse 10 integrated. In this case, both the means for determining the aging parameter are in the illustrated embodiment 6 So the microcontroller 15 , as well as the way the aging parameter 6 is determined, chosen purely by way of example. There may also be other ways of determining the aging parameter 6 used in other means of determining it. In step S3 of the method, the aging parameter 6 a comparator circuit 21 fed in which the aging parameter 6 with a predetermined threshold 5 is compared. The predetermined threshold 5 the comparator circuit is provided by a means for providing a threshold value 22 fed. Exceeds the value of the particular aging parameter 6 the predetermined threshold 5 , is from the comparator circuit 21 a warning signal 4 generated and provided for further processing. This can be the warning signal 4 also from another component of the battery control unit 20 generated and deployed. Furthermore, both the means for providing a threshold 22 as well as the comparator circuit 21 within the means for determining an aging parameter 6 in the exemplary embodiment illustrated here, that is, in the microcontroller 15 , be realized. Thus, the entire step S3, for example, within the microcontroller 15 take place, in which also the step S2 is executed. However, it is also possible to carry out devices according to the invention, of which only steps S1 and S2 can be carried out.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009023801 A1 [0003] DE 102009023801 A1 [0003]
  • US 8030898 B2 [0004] US8030898 B2 [0004]

Claims (10)

Ein Verfahren zur Alterungsbestimmung einer Sicherung (10) in einem Batteriesystem (30) mit einem Batteriesteuergerät (20), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Messen (S1) des durch die Sicherung (10) des Batteriesystems (30) fließenden Stroms (2) durch das Batteriesteuergerät (20), – Bestimmen (S2) eines Alterungsparameters (6) der Sicherung (10) unter Verwendung des gemessenen Stroms (3).A method for determining the aging of a fuse ( 10 ) in a battery system ( 30 ) with a battery control device ( 20 ), the method comprising the following steps: measuring (S1) of the fuse 10 ) of the battery system ( 30 ) flowing stream ( 2 ) through the battery control unit ( 20 ), - determining (S2) an aging parameter ( 6 ) of the fuse ( 10 ) using the measured current ( 3 ). Das Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Auslösens eines Warnsignals (4) durch das Batteriesteuergerät (20), sobald der bestimmte Alterungsparameter (6) einen vorbestimmten Schwellwert (5) überschreitet (S3).The method of claim 1, further comprising the step of triggering a warning signal ( 4 ) through the battery control unit ( 20 ) as soon as the specific aging parameter ( 6 ) a predetermined threshold ( 5 ) exceeds (S3). Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messung des Stroms (2) über einen Stromsensor (8) erfolgt. The method according to one of the preceding claims, wherein the measurement of the flow ( 2 ) via a current sensor ( 8th ) he follows. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Schritt des Bestimmens eines Alterungsparameters (6) der Sicherung (10) der Alterungsparameter (6) aus der Quadrierung des gemessenen Stroms (3) sowie aus der, von der ersten Inbetriebnahme der Sicherung (10) an fortdauernden Integration des quadrierten, gemessenen Stroms (3) über die Betriebszeit der Sicherung (10) berechnet wird.The method of any one of the preceding claims, wherein in the step of determining an aging parameter ( 6 ) of the fuse ( 10 ) the aging parameter ( 6 ) from the squaring of the measured current ( 3 ) as well as from the first commissioning of the fuse ( 10 ) on continued integration of the squared, measured current ( 3 ) over the operating time of the fuse ( 10 ) is calculated. Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei die fortdauernde Integration des quadrierten, gemessenen Stroms (3) innerhalb eines Mikrocontrollers (15) erfolgt. The method of claim 4, wherein the continuing integration of the squared measured current ( 3 ) within a microcontroller ( 15 ) he follows. Das Verfahren nach Anspruch 5, wobei der quadrierte, gemessene Strom (3) in einem Summenregister (14) über die Betriebszeit aufaddiert wird. The method of claim 5, wherein the squared measured current ( 3 ) in a sum register ( 14 ) is added over the operating time. Das Verfahren nach Anspruch 2 und 6, wobei in dem Schritt des Auslösens eines Warnsignals (4) durch das Batteriesteuergerät (20), wenn der bestimmte Alterungsparameter (6) einen vorbestimmten Schwellwert (5) überschreitet, der vorbestimmte Schwellwert (5) einem von dem Summenregister (14) bereitgestellten, vorbestimmten Grenzwert entspricht. The method of claims 2 and 6, wherein in the step of triggering a warning signal ( 4 ) through the battery control unit ( 20 ), if the specific aging parameter ( 6 ) a predetermined threshold ( 5 ), the predetermined threshold ( 5 ) one of the sum register ( 14 ) provided, predetermined limit value corresponds. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Bestimmens eines Alterungsparameters (6) der Sicherung (10) ferner den Schritt des Inkrementierens eines Alterungszählers in Abhängigkeit von der Höhe des durch die Sicherung (10) fließenden Stroms (2) umfasst und der Alterungsparameter (6) dem Zählstand des Alterungszählers entspricht. The method of any one of claims 1 to 3, wherein the step of determining an aging parameter ( 6 ) of the fuse ( 10 ) further comprises the step of incrementing an aging counter in dependence on the level of the fuse ( 10 ) flowing stream ( 2 ) and the aging parameter ( 6 ) corresponds to the count of the aging counter. Ein Batteriesystem (30) mit einer Sicherung (10) und einem Batteriesteuergerät (20), wobei das Batteriesteuergerät (20) dazu ausgelegt ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.A battery system ( 30 ) with a fuse ( 10 ) and a battery control device ( 20 ), the battery control unit ( 20 ) is designed to carry out the method according to one of the preceding claims. Ein Kraftfahrzeug mit einem Batteriesystem (30) nach Anspruch 9, wobei das Batteriesystem (30) mit einem Antriebssystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist.A motor vehicle with a battery system ( 30 ) according to claim 9, wherein the battery system ( 30 ) is connected to a drive system of the motor vehicle.
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