DE102009028911A1

DE102009028911A1 - Method for battery testing, particularly in vehicles, involves evaluating terminal voltage by load acting during limited time interval, where terminal voltage is measured and intermediately stored

Info

Publication number: DE102009028911A1
Application number: DE102009028911A
Authority: DE
Inventors: Johan Peeters; Jürgen Müller; Gerlando Siggia; Zarse Kristian
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2011-03-03

Abstract

The method involves evaluating the terminal voltage by a load acting during a limited time interval, where the terminal voltage is measured and intermediately stored. The battery is loaded by a predominantly-constant power for reducing the surface charge of the battery. A charging state of the battery is issued as a test result. An independent claim is also included for an arrangement for determining the charge state of a battery.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Batterietest an Fahrzeugen durch Auswerten der Klemmenspannung mit einer während eines begrenzten Zeitintervalls wirkenden Belastung.The invention relates to a method and an arrangement for battery test on vehicles by evaluating the terminal voltage with a load acting during a limited time interval.

Zur Prüfung des Ladezustands von Batterien ist es allgemein bekannt, die Dichte der Säure in einer Bleibatterie bzw. einem Bleiakkumulator mit einem Aräometer zu messen. Die ermittelte Säuredichte ist ein gutes Maß für den aktuellen Ladezustand der Batterie. Bei wartungsarmen Batterien ist ein Zugang zur Säure jedoch nicht ohne weiteres möglich.To check the state of charge of batteries, it is generally known to measure the density of the acid in a lead-acid battery or a lead-acid battery with an arometer. The determined acid density is a good measure of the current state of charge of the battery. With low-maintenance batteries, however, access to the acid is not readily possible.

Eine weitere Testmethode zur Prüfung des Zustandes einer Kraftfahrzeugbatterie besteht in einer Messung der Leerlaufspannung der Batterie mit einem üblichen Spannungsmesser oder der Klemmenspannung unter Last mit einem handlichen Batterietester mit eingebautem Lastwiderstand. Beide Testmethoden sind sehr einfach durchzuführen, erlauben aber keine genaue Aussage zum tatsächlichen Ladezustand der Batterie.Another test method for testing the condition of a motor vehicle battery is to measure the open circuit voltage of the battery with a standard voltmeter or the terminal voltage under load with a handy battery tester with built-in load resistor. Both test methods are very simple to perform, but do not allow a precise statement about the actual state of charge of the battery.

Der Ladezustand einer Batterie lässt sich auch anhand der Klemmenspannung relativ genau bestimmen, da diese bei Messung als Ruhespannung ein direktes Maß für den Ladezustand ist. Eine aussagekräftige Ruhespannung erhält man allerdings nur dann, wenn sich diese Spannung nach einem sehr langen Zeitraum von mehreren Stunden nach einem vorausgegangenen Lade-/Entladevorgang eingestellt hat.The state of charge of a battery can also be determined relatively accurately based on the terminal voltage, since this is a direct measure of the state of charge when measured as a quiescent voltage. A meaningful rest voltage is obtained, however, only if this voltage has been set after a very long period of several hours after a previous charge / discharge.

Ein Maß für die Leistungsfähigkeit einer Batterie ist ihr Innenwiderstand. Eine voll funktionsfähige Batterie hat einen kleineren Innenwiderstand als eine gealterte Batterie, die weniger leistungsfähig ist.A measure of the performance of a battery is its internal resistance. A fully functional battery has a smaller internal resistance than an aged battery, which is less powerful.

Bekannt sind aus der DE 102 08 020 A1 ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Pufferwirkung einer Batterie. Für eine einfache und sichere Erkennung der Funktionsfähigkeit einer Batterie werden eine Spannungs- und eine Stromänderung zyklisch erfasst. Der dynamische Innenwiderstand der Batterie wird anhand des Quotienten aus der Spannungs- und der Stromänderung bestimmt. Der bestimmte dynamische Innenwiderstand wird auf Überschreitung eines vorgebbaren Extremwerts überwacht. Damit kann eine Aussage über die Pufferwirkung der Batterie getroffen und ausgegeben werden.Are known from the DE 102 08 020 A1 a method and an arrangement for determining the buffering effect of a battery. For a simple and reliable detection of the functionality of a battery, a voltage and a current change are detected cyclically. The dynamic internal resistance of the battery is determined by the quotient of the voltage and the current change. The determined dynamic internal resistance is monitored for exceeding a predefinable extreme value. Thus, a statement about the buffer effect of the battery can be made and output.

Aus der DE 26 10 536 C2 sind ein Verfahren zur Feststellung des Erhaltungs- und Ladezustandes von Blei-Akkumulatoren sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Dieses Verfahren nutzt die Erkenntnis, dass der Verlauf der Erholspannung nach einer Hochstrombelastung im wesentlichen vom Erhaltungszustand des Akkumulators abhängt. Durch Erfassung des Verlaufs der Erholspannung mit Hilfe von zwei aufeinanderfolgenden Momentanwertmessungen und Kombination der Messergebnisse mit den Leerlaufspannungsmessungen und der Spannungsmessung unter Hochstrombelastung wird auf den zutreffenden Erhaltungszustand der Batterie geschlossen und der Wert angezeigt.From the DE 26 10 536 C2 For example, a method for determining the maintenance and charge status of lead accumulators and a circuit arrangement for carrying out the method are known. This method makes use of the knowledge that the course of the recovery voltage after a high-current load essentially depends on the state of conservation of the battery. By recording the recovery voltage curve with the aid of two consecutive instantaneous value measurements and combining the measurement results with the open-circuit voltage measurements and the voltage measurement under high-current load, the relevant state of preservation of the battery is concluded and the value displayed.

In der DE 40 07 883 A1 sind ein Verfahren und ein Batterieprüfgerät zum Bestimmen des Zustands einer Bleibatterie beschrieben. In einem Entladezyklus wird ein stabiler Zustand der Batterie herbeigeführt und anschließend eine Entladung mit hohem Entladestrom durchgeführt. Anhand von für den betreffenden Batterietyp gespeicherten Vergleichskurven wird aufgrund der an der stabilisierten Batterie und nach dem Fließen des hohen Entladestroms ermittelten Messwerte unter Berücksichtigung der Temperatur der Verlust der Startfähigkeit bzw. die Startfähigkeit selbst angezeigt.In the DE 40 07 883 A1 For example, a method and a battery tester for determining the state of a lead-acid battery are described. In a discharge cycle, a stable state of the battery is brought about, followed by discharge with a high discharge current. Based on the comparison curves stored for the battery type in question, the loss of starting capability or the starting ability itself is indicated on the basis of the measured values determined on the stabilized battery and after the high discharge current has flowed, taking into account the temperature.

Nach dem Prüfverfahren zum Einsatz bei der Routineprüfung von Batterien für Kraftfahrzeuge nach der EP 1 118 007 B1 wird die zu prüfende Batterie dazu veranlasst, einer Prüflast einen Laststrom für eine transiente Zeitspanne im Bereich von bis zu 100 Millisekunden zuzuführen. Es wird ein Regelkreis verwendet, um die Stärke des fließenden Stromes im Bereich von 12 A und etwa 120 A in Abhängigkeit von der Leerlaufspannung der Batterie zu bestimmen. Die Stärke des fließenden Stroms wird bestimmt, indem einer von zwei oder mehr Spannungspegeln oder -bereichen unter Bezugnahme auf die Leerlaufspannung der Batterie ausgewählt wird.After the test procedure for use in routine testing of motor vehicle batteries according to EP 1 118 007 B1 For example, the battery under test is caused to supply load to a test load for a transient time of up to 100 milliseconds. A loop is used to determine the magnitude of the flowing current in the range of 12 A and about 120 A, depending on the open circuit voltage of the battery. The magnitude of the flowing current is determined by selecting one of two or more voltage levels or ranges with reference to the open circuit voltage of the battery.

Aus der WO 03/034084 ist ein elektronischer Batterietester mit relativem Testausgangssignal bekannt, bei dem die Batterieanschlüsse und eine Messschaltung über Kelvinverbindungen hergestellt sind. Die Messschaltung ist dazu geeignet, einen dynamischen Parameter der Batterie und eine Spannung über Anschlüssen der Batterie zu messen. Eine Rechenschaltung stellt ein relatives Batterietestausgangssignal als eine Funktion des dynamischen Parameters und einer empirischen Eingangsvariablen bereit, das einen Zustand der Batterie anzeigt.From the WO 03/034084 For example, an electronic battery tester with a relative test output signal is known in which the battery terminals and a measuring circuit are manufactured via Kelvin connections. The measuring circuit is adapted to measure a dynamic parameter of the battery and a voltage across terminals of the battery. An arithmetic circuit provides a relative battery test output as a function of the dynamic parameter and an empirical input variable indicating a condition of the battery.

Die DE 103 37 243 A1 beschreibt ein Batterie-Prüf-Modul, das am Batteriegehäuse montiert ist und über Kelvinverbindungen mit den Batterieanschlüssen gekoppelt ist. Eine Eingabe zum Empfang eines Aktivierungssignals für das Batterie-Prüf-Modul umfasst eine Zeitsteuereinheit zum Anlegen des Aktivierungssignals nach einem bestimmten Zeitabschnitt. Eine Anzeige oder eine andere Ausgabe des Batterie-Prüf-Moduls stellt eine Batteriebeschaffenheitsinformation über eine Kommunikationsverbindung an eine Fernausgabevorrichtung zur Verfügung.The DE 103 37 243 A1 describes a battery test module which is mounted on the battery housing and is coupled via Kelvin connections to the battery terminals. An input for receiving an activation signal for the battery check module comprises a timing unit for applying the activation signal after a certain period of time. An indicator or other output of the battery test module provides a Battery condition information via a communication link to a remote output device available.

Bekannt ist auch aus der DE 697 30 677 T2 ein Verfahren zum Bestimmen des momentanen Ladezustandes einer Speichereinheit für elektrische Energie. Es werden mehrere Spannungs-/Stromwert-Paare erfasst, aus der Interpolation der Paare von Spannungs-/Stromwerten Kurven bestimmt und ein Graph der Spannungs-/Strom-Kennlinie der Speichereinheit in mehrere Referenzfenster unterteilt. Danach erfolgt ein Zuordnen der momentanen Spannungs-/Strom-Kennlinie des Betriebs zu dem Graphen der Spannungs-/Strom-Kennlinie und ein Identifizieren eines bestimmten Referenzfensters, das die momentane Spannungs-/Strom-Kennlinie enthält. Daraus können ein bestimmter Referenz-Ladezustand und der momentane Ladezustand der Speichereinheit auf der Grundlage des bestimmten Referenz-Ladezustands bestimmt werden.It is also known from the DE 697 30 677 T2 a method for determining the current state of charge of an electrical energy storage unit. Several voltage / current value pairs are detected, determined from the interpolation of the pairs of voltage / current values curves, and a graph of the voltage / current characteristic of the memory unit divided into a plurality of reference windows. Thereafter, an assignment of the instantaneous voltage / current characteristic of the operation to the graph of the voltage / current characteristic and identification of a specific reference window containing the instantaneous voltage / current characteristic takes place. From this, a specific reference state of charge and the current state of charge of the storage device can be determined based on the determined reference state of charge.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine mobile Anordnung zum Batterietest an Fahrzeugen durch Auswerten der Klemmenspannung mit einer während eines begrenzten Zeitintervalls wirkenden Belastung vorzuschlagen, die auch unter Verwendung von im Fahrzeug vorhandenen genormten Anschlussstellen in der gesamten Logistik nach dem Bau des Fahrzeugs bis zur Auslieferung durch den Händler eine einfache und zuverlässige Ermittlung des Zustands der Batterie mit geringem Zeitaufwand ermöglichen.The invention is based on the problem to propose a method and a mobile arrangement for battery test on vehicles by evaluating the terminal voltage with a load acting during a limited time interval, which also using existing in the vehicle standard connection points in the entire logistics after the construction of the vehicle allow a simple and reliable determination of the state of the battery with little time to delivery by the dealer.

Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The problem is solved according to the invention by the features of claims 1 and 8. Further developments of the invention are described in the dependent claims.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Messung und Zwischenspeicherung der Klemmenspannung und eine Belastung zum Abbau der Oberflächenladung der Batterie und der Belastung der Batterie selbst mit einem bestimmten Strom, insbesondere von 10 A bis 50 A, für eine Zeitspanne von etwa 10 sec bis 180 sec oder dem vorzeitigen Erreichen eines Stopp-Kriteriums. Während der Messung erfolgt eine Ermittlung und Kontrolle des Anstiegs S nach der Differentialgleichung S = dU/dt, wobei dU die Änderung der Klemmenspannung und dt die Änderung der Zeit sind. Eine Beendigung der Messung und Speicherung des letzten Wertepaares erfolgt, wenn der Anstieg S kleiner einem bestimmten Grenzwert ist, insbesondere wenn S gleich/größer – 0,5 V/sec ist, als Stopp-Kriterium oder nach Ablauf der Zeitspanne. Nach einem Vergleich zumindest des letzten Wertepaares mit abgespeicherten Normalwerten einer Entladekurve in einer Nachschlagetabelle wird der Ladezustand der Batterie als Testergebnis ausgegeben. Dabei können auch mehr Wertepaare zur Auswertung herangezogen werden.According to the invention, a measurement and intermediate storage of the terminal voltage and a load to reduce the surface charge of the battery and the load on the battery itself with a certain current, in particular from 10 A to 50 A, for a period of about 10 sec to 180 sec or the premature reaching a stop criterion. During the measurement, a determination and control of the rise S is made according to the differential equation S = dU / dt, where dU is the change of the terminal voltage and dt is the change of the time. A termination of the measurement and storage of the last pair of values takes place when the increase S is smaller than a certain limit, in particular when S is equal to / greater than -0.5 V / sec, as the stop criterion or after the expiration of the period. After comparing at least the last value pair with stored normal values of a discharge curve in a look-up table, the state of charge of the battery is output as the test result. In this case, more value pairs can be used for the evaluation.

Vorteilhaft fließt ein überwiegend konstanter Strom, was bedeutet, daß der Strom während des Messvorganges konstant fließt, also nicht unterbrochen oder getaktet ist und vom Betrag her nur unwesentlich schwankt. Eine unwesentliche Schwankung stellt eine Abweichung des minimalen bzw. maximalen Stroms von weniger als 10% vom durchschnittlich geflossenen Strom während des Meßvorganges dar.Advantageously, a predominantly constant current flows, which means that the current flows constantly during the measurement process, that is, it is not interrupted or clocked and varies only insignificantly in magnitude. An insignificant fluctuation represents a deviation of the minimum or maximum current of less than 10% from the average current flow during the measuring process.

Bevorzugt regelt der Stromregler den konstanten Strom der Belastung auf etwa 20% bis 100% der Speicherkapazität pro Stunde der Batterie. Dies bedeutet, daß bei einer Nennkapazität der Batterie von 50 Ah der geregelte Strom zwischen 10 A und 50 A liegt. Bei diesem Strom baut sich die Oberflächenladung relativ schnell ab, so daß die Messung nicht zu lange dauert, anderseits wird die Batterie selber durch die kurze Messdauer nicht zu stark entladen.Preferably, the current regulator regulates the constant current of the load to about 20% to 100% of the storage capacity per hour of the battery. This means that with a nominal capacity of the battery of 50 Ah, the regulated current is between 10 A and 50 A. With this current, the surface charge degrades relatively quickly, so that the measurement does not take too long, on the other hand, the battery itself is not discharged too much by the short measurement time.

Die Anordnung zur Ermittlung des Ladezustands einer Batterie umfasst erfindungsgemäß eine Spannungsmesseinrichtung der Klemmenspannung der Batterie; einen Stromregler für einen geregelten Strom, insbesondere von 10 A bis 50 A als Belastung;
eine einstellbare Zeitschaltung für eine Zeitspanne von etwa 10 sec bis 180 sec;
eine Schaltung zur Ermittlung und Kontrolle des Anstiegs S nach der Differentialgleichung S = dU/dt, wobei dU die Änderung der Klemmenspannung im Zeitintervall dt ist; eine Steuerschaltung zur Beendigung der Messung wenn der Anstieg S als Stopp-Kriterium kleiner einem bestimmten Grenzwert ist, insbesondere gleich/größer – 0,5 V/sec oder die Zeitspanne abgelaufen ist; und
eine Einrichtung zum Ermitteln und Ausgeben des Ladezustands, indem das letzte Wertepaar mit abgespeicherten Normalwerten einer Entladekurve in einer Nachschlagetabelle verglichen wird.The arrangement for determining the state of charge of a battery comprises according to the invention a voltage measuring device of the terminal voltage of the battery; a current regulator for a regulated current, in particular from 10 A to 50 A as a load;
an adjustable timer for a period of about 10 seconds to 180 seconds;
a circuit for detecting and controlling the rise S according to the differential equation S = dU / dt, where dU is the change in the terminal voltage in the time interval dt; a control circuit for terminating the measurement when the rise S as a stop criterion is smaller than a certain threshold, in particular, equal to or greater than -0.5 V / sec or the time has elapsed; and
a device for determining and outputting the state of charge by comparing the last value pair with stored normal values of an unloading curve in a look-up table.

Mit der Erfindung wurden ein Verfahren und eine mobile Anordnung zum Batterietest an Fahrzeugen geschaffen, die sowohl einen direkten Anschluss an die Batterieklemmen als auch an im Fahrzeug vorhandene genormte Anschlussstellen ermöglichen. In der gesamten Logistik nach dem Bau des Fahrzeugs bis zur Auslieferung durch den Händler ist eine einfache und zuverlässige Ermittlung des Zustands einer neuwertigen Batterie unterschiedlicher Größen mit geringem Zeitaufwand möglich.With the invention, a method and a mobile device for battery test on vehicles have been created, which allow both a direct connection to the battery terminals as well as existing in the vehicle standard connection points. In the entire logistics after the construction of the vehicle to the delivery by the dealer, a simple and reliable determination of the condition of a new battery of different sizes with little time is possible.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. The accompanying drawings show:

1: den Grundstromkreis der Erfindung; 1 the basic circuit of the invention;

2: ein dU/dt-Diagramm mit 3 Entladekurven; und 2 : a dU / dt diagram with 3 discharge curves; and

3: ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als Prinzipschaltung. 3 An embodiment of the invention as a basic circuit.

Wird eine Starterbatterie bzw. ein Bleiakkumulator für ein Kraftfahrzeug geladen oder entladen, liegt für eine längere Zeit eine uneinheitliche Mischung aus Schwefelsäure und Wasser entlang der Oberfläche der Platten der Batterie vor. Um eine korrekte Messung der Klemmenspannung durchführen zu können, muss die Oberflächenladung abgebaut werden. Für einen selbständigen Abbau der Oberflächenladung sind mehrere Stunden Ruhe für die Batterie erforderlich. Eine exakte Ermittlung des Ladezustandes einer neuwertigen Batterie ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Anordnung gemäß 1 bis 3 möglich.When charging or discharging a starter battery for a motor vehicle, there is an inconsistent mixture of sulfuric acid and water along the surface of the plates of the battery for a long time. In order to carry out a correct measurement of the terminal voltage, the surface charge must be reduced. For an independent degradation of the surface charge several hours rest for the battery is required. An exact determination of the state of charge of a new battery is according to the inventive method and the arrangement according to 1 to 3 possible.

Der Grundstromkreis nach 1 mit der Starterbatterie 1 wird zum automatischen Abbau der Oberflächenspannung und Messen der Klemmenspannung über einen zeitabhängig gesteuerten Schalter 3 mit einem Belastungswiderstand 2 verbunden. Für 10 bis 50 sec fließt ein Strom von 10 A bis 30 A. Die Steuerung des Schalters 3 und des gesamten Messvorganges erfolgt mittels einer Steuerschaltung 5.The basic circuit after 1 with the starter battery 1 is used to automatically reduce the surface tension and measure the terminal voltage via a time-controlled switch 3 with a load resistance 2 connected. A current of 10 A to 30 A flows for 10 to 50 seconds. The control of the switch 3 and the entire measuring process by means of a control circuit 5 ,

Die 2 zeigt ein dU/dt-Diagramm mit drei unterschiedlichen Entladekurven 4a, 4b und 4c, wobei eine Batterie mit einer Entladekurve 4a die höchste Oberflächenladung aufweist. Die Geraden 6 und 6a stellen den Anstieg S = dU/dt der Kurve 4c dar. Die Gerade 6 weist einen steilen und die Gerade 6a einen flachen Anstieg nahe dem Grenzwert von – 0,5 V/sec auf.The 2 shows a dU / dt diagram with three different discharge curves 4a . 4b and 4c , where a battery with a discharge curve 4a has the highest surface charge. The straights 6 and 6a represent the slope S = dU / dt of the curve 4c dar. The straight line 6 has a steep and a straight line 6a a shallow rise near the limit of -0.5 V / sec.

Die Erfindung kann mit verschiedenen Schaltungsanordnungen und entsprechender Software realisiert werden. In der 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. An die Batterieklemmen 7 der Starterbatterie 1 sind über Widerstände der Verkabelung getrennt der Belastungsstromkreis und eine Spannungsmesseinrichtung 8 angeschlossen. Um den Messfehler einer Spannungsmessung möglichst klein zu halten, kann die Spannungsmesseinrichtung 8 über ein gesondertes Kabel mit Widerständen der Verkabelung direkt an die Batterieklemmen 7 angeschlossen werden. Da durch die Kabel während des Messvorganges ein Strom von 10 A bis 30 A fließt, tritt ein relativ großer Spannungsabfall auf, der das Messergebnis verfälschen würde.The invention can be realized with various circuit arrangements and corresponding software. In the 3 an embodiment of the invention is shown. To the battery terminals 7 the starter battery 1 are separated by resistors of the wiring the load circuit and a voltage measuring device 8th connected. In order to keep the measurement error of a voltage measurement as small as possible, the voltage measuring device 8th via a separate cable with resistors of the wiring directly to the battery terminals 7 be connected. Since a current of 10 A to 30 A flows through the cables during the measuring process, a relatively large voltage drop occurs, which would falsify the measurement result.

In einer zweckmäßigen Ausführung erfolgen die Anschlüsse der Spannungsmesseinrichtung 8 und des Belastungsstromkreis mit dem Belastungswiderstand 2 über im Fahrzeug vorhandene Buchsen, insbesondere die Spannungsmesseinrichtung 8 über eine Schnittstelle zum Vehicle Software Diagnostic Tool und der Belastungsstromkreis über die Zigarettenanzündersteckdose.In an expedient embodiment, the connections of the voltage measuring device take place 8th and the load circuit with the load resistor 2 over existing in the vehicle sockets, in particular the voltage measuring device 8th via an interface to the Vehicle Software Diagnostic Tool and the load circuit via the cigarette lighter socket.

Als Belastung ist ein über einen steuerbaren Schalter 3 schaltbarer Belastungswiderstand 2 vorgesehen. Für eine Zeitspanne von 10 bis 50 sec wird der Belastungswiderstand 2 durch einen Stromregler 12 so gesteuert, dass der Strom während des Messvorganges im Bereich 10 A bis 30 A überwiegend konstant gehalten wird.As a burden is a via a controllable switch 3 switchable load resistance 2 intended. For a period of 10 to 50 seconds, the load resistance becomes 2 through a current regulator 12 controlled so that the current during the measuring process in the range 10 A to 30 A is kept predominantly constant.

Damit werden die Oberflächenladungen in der zu prüfenden Starterbatterie 1 automatisch abgebaut und die Bedingung für eine exakte Messung der Klemmenspannung innerhalb der Zeitspanne von 10 bis 50 sec oder einem vorzeitigen Stoppbefehl geschaffen. Es wird fortlaufend die Klemmenspannung in gleichmäßigen Abständen/Zeitmarken innerhalb der genannten Zeitspanne gemessen und der Anstieg S aus der Funktion dU/dt berechnet, so dass sich aus den Wertepaaren eine Entladekurve ergibt. Die Messung wird beendet und das letzte Wertepaar gespeichert, wenn der Anstieg S als Stopp-Kriterium kleiner einem bestimmten Grenzwert, insbesondere gleich/größer – 0,5 V/sec ist oder nach Ablauf der Zeitspanne. Danach erfolgt ein Vergleich des letzten Wertepaares mit in einer Referenzspannungsquelle 9 als Nachschlagetabelle abgespeicherten Normalwerten einer Entladekurve.Thus, the surface charges in the starter battery to be tested 1 automatically cleared and created the condition for an accurate measurement of the terminal voltage within the period of 10 to 50 seconds or a premature stop command. The terminal voltage is measured continuously at regular intervals / time marks within the stated period of time and the rise S is calculated from the function dU / dt, so that the value pairs result in an unloading curve. The measurement is ended and the last value pair is stored if the rise S as a stop criterion is less than a certain limit, in particular equal to / greater than -0.5 V / sec or after the expiry of the time span. This is followed by a comparison of the last value pair with in a reference voltage source 9 Normal values of a discharge curve stored as a look-up table.

Da die Dichte der Batteriesäure bei konstanter Temperatur direkt einem konkreten Wert der Klemmenspannung einer voll funktionsfähigen Batterie entspricht, kann diese die Basis zur Festlegung von Normal- oder Sollwerten einer Nachschlagetabelle bilden. Den Klemmenspannungswerten unter Last ist definiert jeweils ein Ladungszustand, vorzugsweise in %, von „leer” bis „vollständig geladen” zugeordnet. In der Referenzspannungsquelle 9 sind als Nachschlagetabelle diese Werte des Ladungszustandes in % als Funktion der Klemmenspannung unter Belastung abgespeichert. Der in der Spannungsmesseinrichtung 8 gemessene letzte Wert der Klemmenspannung unter Belastung wird mit den in der Nachschlagetabelle enthaltenen Sollwerten der Klemmenspannung verglichen. Der zuletzt gemessenen Klemmenspannung unter Belastung kann somit ein konkreter Wert des Ladungszustandes in Prozent zugeordnet werden. Der Ladezustand in % kann in einer LED-Anzeige 11, einem Display und/oder an eine Datenschnittstelle ausgegeben werden. Es ist zweckmäßig, dass der gesamte Messvorgang durch einen Mikrocomputer 10 gesteuert wird.Since the density of the battery acid at constant temperature directly corresponds to a specific value of the terminal voltage of a fully functional battery, this can form the basis for the determination of normal or setpoint values of a look-up table. The terminal voltage values under load are defined in each case assigned a charge state, preferably in%, from "empty" to "fully charged". In the reference voltage source 9 As a look-up table, these values of the charge state in% are stored as a function of the terminal voltage under load. The in the tension measuring device 8th The measured last value of the terminal voltage under load is compared with the nominal values of the terminal voltage contained in the look-up table. The last measured terminal voltage under load can thus be assigned a concrete value of the charge state in percent. The state of charge in% can be found in an LED display 11 , a display and / or a data interface. It is appropriate that the entire measuring process by a microcomputer 10 is controlled.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Starterbatteriestarter battery
22: Belastungswiderstandload resistance
33: steuerbarer Schaltercontrollable switch
4a, 4b, 4c4a, 4b, 4c: Entladekurvendischarge curves
55: Steuerschaltungcontrol circuit
6, 6a6, 6a: Anstiegeincreases
77: Batterieklemmenbattery terminals
8 8th: SpannungsmesseinrichtungVoltage measuring device
99: ReferenzspannungsquelleReference voltage source
1010: Mikrocomputermicrocomputer
1111: LED-AnzeigeLED display
1212: Stromreglercurrent regulator
RwiringRwiring: Widerstand der VerkabelungResistance of the wiring
Rwiring (Sense)Rwiring (scythe): Widerstand der Verkabelung der SpannungsmesseinrichtungResistance of the wiring of the voltage measuring device
Rwiring (Load)Rwiring (Load): Widerstand der Verkabelung des BelastungsstromkreisesResistance of the wiring of the load circuit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10208020 A1 [0006]
DE 2610536 C2 [0007]
DE 4007883 A1 [0008]
EP 1118007 B1 [0009]
WO 03/034084 [0010]
DE 10337243 A1 [0011]
DE 69730677 T2 [0012]

Claims

Method for battery test, in particular on vehicles, by evaluating the terminal voltage with a load acting during a limited time interval, characterized by - Measurement and intermediate storage of the terminal voltage; - loading the battery to reduce the surface charge of the battery and for the load test itself with a current, in particular in the range of 10 A to 50 A, for a period of about 10 seconds to 180 seconds or the premature achievement of a stop criterion; Determination and control of the increase S according to the differential equation S = dU / dt, where dU is the change of the terminal voltage in the time interval dt; Cessation of the measurement and storage of the last pair of values, if the increase S as a stop criterion is less than a certain limit, in particular S is equal to / greater than -0.5 V / sec or after the expiry of the period; and - Comparison of at least the last value pair with stored normal values of a discharge curve in a look-up table for determining the state of charge of the battery.

A method according to claim 1, characterized in that the current for the load of the battery is predominantly constant.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the state of charge is output as a test result.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the output test result as a state of charge represents the remaining capacity of the battery in percent.

A method according to claim 3 or 4, characterized in that the output of the state of charge comprises an LED display, a display and / or a data interface.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the setpoint values of the state of charge of the battery stored in the look-up table are derived as voltage values from the density of the battery acid at a constant temperature.

A method according to claim 6, characterized in that in the look-up table, the state of charge is stored in percent as a function of the terminal voltage under load.

Arrangement for determining the state of charge of a battery, in particular for carrying out the method according to claims 1 to 8, comprising a battery with battery poles, a time-dependent controllable load, a voltage measuring device and a display, characterized by: - a voltage measuring device ( 8th ) for the terminal voltage of the battery ( 1 ); - a current regulator ( 12 ) for a load of the battery to reduce the surface charge of the battery and for the load test itself, in particular with a current of 10 A to 50 A; - an adjustable timer ( 3 ) for a period of about 10 seconds to 180 seconds; A circuit for determining and controlling the rise S of the differential equation S = dU / dt, where dU is the change in the terminal voltage in the time interval dt; A control circuit for terminating the measurement when the rise S as the stop criterion is smaller than a certain threshold, in particular when S is equal to / greater than 0.5 V / sec or the time has elapsed; and means for determining the state of charge by comparing at least the last value pair with stored normal values of an unloading curve in a look-up table.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the current for the loading of the battery is predominantly constant.

Arrangement according to claim 8 or 9, characterized by a display unit ( 11 ) for outputting the state of charge of the starter battery ( 1 ) as a test result.

Arrangement according to claim 8, 9 or 10, characterized by at least one pluggable connection to existing connectors in the vehicle, in particular to an interface to the Vehicle Software Diagnostic Tool.

Arrangement according to claim 11, characterized in that the existing connector is an ODB2 connector.

Arrangement according to one of claims 8 to 12, characterized in that the voltage measuring device ( 8th ) via cables disconnected from the load circuit to the battery terminals ( 7 ) of the starter battery ( 1 ) connected.

Arrangement according to one of claims 8 to 13, characterized in that the load circuit is connected via a cigarette lighter socket.

Arrangement according to one of claims 8 to 14, characterized in that the functions of the circuit for detecting and controlling the rise S, the control circuit and the means for Determining the state of charge by a microcomputer ( 10 ) are executed.

Arrangement or method according to one of the preceding claims, characterized in that current regulator ( 12 ) the current of the load ( 2 ) regulates about 20% to 100% of the storage capacity per hour of the battery.