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DE102020207639B3 - Verfahren zur Detektion eines möglichen Defekts einer Batterieeinheit eines mindestens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, Anzeige- und Auswerteeinheit und Fahrzeug - Google Patents

Verfahren zur Detektion eines möglichen Defekts einer Batterieeinheit eines mindestens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, Anzeige- und Auswerteeinheit und Fahrzeug Download PDF

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Michael Bippes
Jörg Wansart
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Volkswagen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion eines möglichen Defekts einer Batterieeinheit eines mindestens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (1), wobei das Fahrzeug (1) eine interne Steuereinheit (4) zur Ansteuerung mindestens eines elektrischen Antriebs aufweist, wobei die interne Steuereinheit (4) datentechnisch mit einer externen Anzeige- und Auswerteeinheit (10) verbunden ist, wobei die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) Daten mindestens eines Sensors (12) auswertet, um auf einen möglichen Defekt zu schließen, wobei die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) bei Erfassung eines möglichen Defekts ein Warnsignal und/oder ein Steuersignal für die interne Steuereinheit (4) erzeugt, eine Anzeige- und Auswerteeinheit (10) sowie ein Fahrzeug (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion eines möglichen Defekts einer Batterieeinheit eines mindestens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, eine Anzeige- und Auswerteeinheit und ein Fahrzeug.
  • Zwei- und Dreiräder (nachfolgend als Fahrzeuge bezeichnet), die zusätzlich zum Antrieb durch Muskelkraft eine elektrische Unterstützung erfahren (zum Beispiel Pedelec, e-Bike, e-Scooter, Lastenräder), führen Speicher für elektrische Energie mit sich. Nach einem Unfallereignis kann dieser Speicher beschädigt sein, was eine Gefahrenquelle darstellt, da sich beispielsweise Lithiumionenakkumulatoren bei Beschädigung spontan entzünden können.
  • Aus der DE10 2013 200 485 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung einer Wartungssituation an einem mittels eines Motors angetriebenen Zweirades bekannt, wobei eine Lagegröße erfasst wird, die die Lage des Zweirades repräsentiert, und die Leistung des Motors in Abhängigkeit von der Lagegröße gesteuert wird. Dabei wird in Abhängigkeit von der Lagegröße eine Wartungssituation erkannt und die vom Motor abgegebene Leistung während der Wartungssituation zumindest zeitweise reduziert. Darüber hinaus wird dort offenbart, dass das Verfahren auch zur Detektion eines Sturzes genutzt werden kann, sodass nach einem Unfall der Motor automatisch abgeschaltet bzw. unterbrochen wird.
  • Aus der DE 10 2015 006 466 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs bekannt, insbesondere eines muskelkraftbetriebenen und motorunterstützten Fahrzeugs wie eines Pedelecs oder eines E-Bikes mit einem Rahmen, mit am Rahmen angeordneten Rädern und mit zwei Antriebsmotoren zum Antrieb wenigstens eines Rades. Dabei wird der Betriebszustand des Fahrzeugs erfasst, wobei das Antriebsmoment für den jeweiligen Antriebsmotor in Abhängigkeit vom erfassten Betriebszustand eingestellt wird. Dabei ist weiter vorgesehen, dass die Antriebsmotoren lediglich bei definierten und/oder sachgemäßen Betriebszuständen betrieben werden, wobei die Antriebsmotoren bei nicht definierten und/oder unsachgemäßen Betriebszuständen, insbesondere bei Wartung und/oder Kippen und/oder Unfall des Fahrzeugs abgeschaltet werden.
  • Ein Problem bei derartigen Fahrzeugen gegenüber vollmotorisierten Kraftfahrzeugen ist der mangelnde Platz sowie die Kosten für die notwendigen Sensoren und Auswerteeinheiten.
  • Aus der DE 10 2018 100 191 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Detektion eines möglichen Defekts bekannt.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Detektion eines möglichen Defekts einer Batterieeinheit eines mindestens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen sowie eine hierfür geeignete Anzeige- und Auswerteeinheit und ein geeignetes Fahrzeug.
  • Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Anzeige- und Auswerteeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 6 sowie ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Das Verfahren zur Detektion eines möglichen Defekts eines mindestens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine interne Steuereinheit zur Ansteuerung mindestens eines elektrischen Antriebs aufweist, erfolgt dadurch, dass die interne Steuereinheit des Fahrzeugs datentechnisch mit einer externen Anzeige- und Auswerteeinheit verbunden ist. Dabei wertet die Anzeige- und Auswerteeinheit Daten mindestens eines Sensors aus, um auf einen möglichen Defekt zu schließen, wobei die Anzeige- und Auswerteeinheit bei Erfassung eines möglichen Defekts ein Warnsignal und/oder ein Steuersignal für die interne Steuereinheit erzeugt. Der Grundgedanke der Erfindung ist, mindestens die Auswertung eines möglichen Defekts rechentechnisch aus dem Fahrzeug auszulagern, sodass das Fahrzeug entsprechend geringer technisch ausgebildet sein kann. Der mögliche Defekt ist insbesondere eine mögliche Beschädigung eines Energiespeichers nach einem Unfall. Vorzugsweise ist die externe Anzeige- und Auswerteeinheit ein Smartphone. Das Warnsignal und/oder das Steuersignal können sehr unterschiedlich ausgebildet sein. So kann das Warnsignal einfach darin bestehen, optisch, akustisch und/oder haptisch den Nutzer auf den möglichen Defekt hinzuweisen, wobei alles weitere dem Nutzer überlassen bleibt. Erfolgt zusätzlich ein Steuersignal, beispielsweise um den Elektroantrieb abzuschalten bzw. abgeschaltet zu lassen, so kann das Warnsignal zusätzlich Erläuterungen zu dem Steuersignal enthalten. Das Warnsignal kann aber auch eine Aufforderung an den Nutzer sein, sich vom Fahrzeug zu entfernen (zum Beispiel wegen Brandgefahr). Weiter kann das Warnsignal alternativ oder ergänzend dazu dienen, Rettungskräfte zu alarmieren oder einen Betreiber einer Fahrzeugflotte zu informieren, dass das Fahrzeug gewartet werden muss. Das Steuersignal kann neben der Abschaltung des Elektroantriebs auch die Leistung des Elektroantriebs reduzieren oder ein Laden einer Batterieeinheit unterbinden. Alternativ oder ergänzend können elektrische Verbindungen aufgetrennt werden, um beispielsweise Funkenbildung durch Kurzschlüsse zu verhindern. Auch kann eine Kühleinrichtung für die Batterieeinheit aktiviert werden.
  • Dabei werden die Daten der Sensoren in Abhängigkeit der räumlichen Nähe der Sensoren zu einer Batterieeinheit bewertet. Befindet sich beispielsweise die Batterieeinheit im Heck des Fahrzeugs und fallen Sensoren im Bereich des Hecks aus oder liefern Signale, die auf einen Unfall schließen lassen, so spricht dies stärker für einen Defekt der Batterieeinheit als Signale, die beispielsweise von der Frontseite kommen.
  • In einer Ausführungsform werden die Daten mehrerer Sensoren ausgewertet, wobei die Daten ausschließlich von Sensoren des Fahrzeugs oder ausschließlich von Sensoren der Anzeige- und Auswerteeinheit oder sowohl von Sensoren des Fahrzeugs als auch von Sensoren der Anzeige- und Auswerteeinheit der Anzeige- und Auswerteeinheit zur Erfassung eines möglichen Defekts zur Verfügung gestellt werden. Im ersten Fall wird also nur die Auswertung ausgelagert. Im zweiten Fall wird die komplette Erfassung und Auswertung ausschließlich von der Anzeige- und Auswerteeinheit übernommen, sodass das Fahrzeug nur sehr wenige Sensoren benötigt. Im letzteren Fall kann zumindest ein Teil der Sensorik im Fahrzeug eingespart werden. Ist die Anzeige- und Auswerteeinheit ein Smartphone, so können alle im Smartphone vorhandenen Sensoren im Fahrzeug selbst eingespart werden.
  • Die Anzeige- und Auswerteeinheit kann mechanisch getrennt vom Fahrzeug sein und beispielsweise vom Nutzer am Körper getragen werden. Die Datenverbindung zwischen Anzeige- und Auswerteeinheit und Fahrzeug kann leitungsgebunden oder drahtlos sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die Anzeige- und Auswerteeinheit lösbar mechanisch am Fahrzeug befestigt, wobei die mechanische Befestigung von der Anzeige- und Auswerteeinheit sensiert wird oder die Anzeige- und Auswerteeinheit ein Signal über die erfolgte Befestigung erhält (beispielsweise durch eine Nutzereingabe), wobei die Auswertung der Daten des mindestens einen Sensors davon abhängig ist, ob eine mechanische Befestigung vorliegt oder nicht. Der Grund hierfür ist, dass bei der mechanischen Befestigung die Sensoren der Anzeige- und Auswerteeinrichtung Bewegungen und Beschleunigungen des Fahrzeugs erfassen, wohingegen beim Tragen am Körper Bewegungen und Beschleunigungen des Nutzers erfasst werden, die bei einem Unfall unterschiedlich sein können.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird das Lösen der mechanischen Befestigung bei einer Geschwindigkeit größer einem Schwellwert als möglicher Defekt bewertet, da der Nutzer kaum während der Fahrt die Anzeige- und Auswerteeinheit löst und dies eher auf äußere Krafteinwirkungen, beispielsweise aufgrund eines Unfalls, schließen lässt.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird ein Abriss der Datenverbindung zwischen der Anzeige- und Auswerteeinheit und dem Fahrzeug bei einer Geschwindigkeit größer einem Schwellwert als möglicher Defekt bewertet. Insbesondere wenn die Datenverbindung kabelgebunden erfolgt, spricht dies für große äußere auftretende Kräfte.
  • Die Sensoren können beispielsweise Beschleunigungssensoren, Lagesensoren wie beispielsweise Gyroskope oder Abstandssensoren sein. Ebenso können Aktoren als Sensoren benutzt werden, nämlich ob diese noch funktionsfähig sind oder nicht (beispielsweise Blinker, Licht). Auch Daten von Schutzeinrichtungen oder Fahrerassistenzsystemen (falls vorhanden) können als Sensoren verwendet werden. Weitere Sensoren können beispielsweise der Batterieeinheit direkt zugeordnet sein (beispielsweise ein Batterietemperatursensor).
  • Hinsichtlich der gegenständlichen Ausbildung der Anzeige- und Auswerteeinheit sowie des Fahrzeugs wird vollinhaltlich auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer externen Anzeige- und Auswerteeinheit.
  • Das Fahrzeug 1 weist eine Batterieeinheit 2, mindestens einen elektrischen Motor 3 sowie eine interne Steuereinheit 4 auf. Die interne Steuereinheit 4 steuert datentechnisch den elektrischen Motor 3 sowie Schaltelemente 5 zwischen der Batterieeinheit 2 und dem elektrischen Motor 3. Die Steuereinheit 4 weist eine Luftschnittstelle 6 auf, über die die interne Steuereinheit 4 datentechnisch mit einer Anzeige- und Auswerteeinheit 10 verbunden ist, die als Smartphone ausgebildet ist. Auch die Anzeige- und Auswerteeinheit 10 verfügt über eine Luftschnittstelle 11. Des Weiteren verfügt die Anzeige- und Auswerteeinheit 10 über mehrere Sensoren 12 sowie eine Recheneinheit 13. Die Anzeigeeinheit ist nicht dargestellt. Die Anzeige- und Auswerteeinheit 10 kann an dem Fahrzeug 1 lösbar befestigt werden oder aber vom Nutzer am Körper getragen werden. Während der Fahrt mit dem Fahrzeug 1 liefern die Sensoren 12 Daten an die Recheneinheit 13, aus denen diese eine Situationsbewertung ermittelt. Die Sensoren 12 sind beispielsweise als Beschleunigungs- und Lagesensoren ausgebildet. Aus den Daten der Beschleunigungssensoren kann auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 ermittelt werden. Ermittelt dann die Recheneinheit einen Unfall anhand der Daten der Sensoren 12, so überträgt diese ein Steuersignal an die interne Steuereinheit 4, sodass ein Neustart verhindert wird, wobei zusätzlich die Schaltelemente 5 geöffnet werden, um Kurzschlüsse zu verhindern. Zusätzlich wird der Nutzer über die Abschaltung informiert und gegebenenfalls Rettungskräfte und/oder Servicetechniker angefordert.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Batterieeinheit
    3
    Motor
    4
    Steuereinheit
    5
    Schaltelemente
    6
    Luftschnittstelle
    10
    Anzeige- und Auswerteeinheit
    11
    Luftschnittstelle
    12
    Sensor
    13
    Recheneinheit

Claims (9)

  1. Verfahren zur Detektion eines möglichen Defekts einer Batterieeinheit eines mindestens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (1), wobei das Fahrzeug (1) eine interne Steuereinheit (4) zur Ansteuerung mindestens eines elektrischen Antriebs aufweist, wobei die interne Steuereinheit (4) datentechnisch mit einer externen Anzeige- und Auswerteeinheit (10) verbunden ist, wobei die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) Daten von Sensoren (12) auswertet, um auf einen möglichen Defekt zu schließen, wobei die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) bei Erfassung eines möglichen Defekts ein Warnsignal und/oder ein Steuersignal für die interne Steuereinheit (4) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass, die Daten der Sensoren (12) in Abhängigkeit der räumlichen Nähe der Sensoren (12) zu einer Batterieeinheit (2) unterschiedlich bewertet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten ausschließlich von Sensoren des Fahrzeugs oder ausschließlich von Sensoren (12) der Anzeige- und Auswerteeinheit (10) oder sowohl von Sensoren des Fahrzeugs (1) als auch von Sensoren der Anzeige- und Auswerteeinheit (10) zur Erfassung eines möglichen Defekts zur Verfügung gestellt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) lösbar mechanisch am Fahrzeug (1) befestigt wird, wobei die mechanische Befestigung von der Anzeige- und Auswerteeinheit (10) sensiert wird oder die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) ein Signal über die erfolgte Befestigung erhält, wobei die Auswertung der Daten der Sensoren (12) davon abhängig ist, ob eine mechanische Befestigung vorliegt oder nicht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösen der mechanischen Befestigung bei einer Geschwindigkeit größer einem Schwellwert als möglicher Defekt bewertet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abriss der Datenverbindung zwischen der Anzeige- und Auswerteeinheit (10) und dem Fahrzeug (1) bei einer Geschwindigkeit größer einem Schwellwert als möglicher Defekt bewertet wird.
  6. Anzeige- und Auswerteeinheit (10) zur Detektion eines möglichen Defekts eines mindestens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (1), wobei die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) derart ausgebildet ist, dass sich die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) datentechnisch mit einer Steuereinheit (4) eines Fahrzeugs (1) verbindet und Daten von Sensoren (12) auswertet, um auf einen möglichen Defekt zu schließen, wobei die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) weiter derart ausgebildet ist, bei Erfassung eines möglichen Defekts ein Warnsignal und/oder ein Steuersignal für die Steuereinheit (4) des Fahrzeugs (1) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) derart ausgebildet ist, dass die Daten der Sensoren (12) in Abhängigkeit der räumlichen Nähe der Sensoren (12) zu einer Batterieeinheit (2) unterschiedlich bewertet werden.
  7. Anzeige- und Auswerteeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) als Smartphone ausgebildet ist.
  8. Anzeige- und Auswerteeinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige- und Auswerteeinheit (10) derart ausgebildet ist, dass bei einem Lösen einer mechanischen Verbindung der Anzeige- und Auswerteeinheit (10) mit dem Fahrzeug (1) und/oder einem Abriss der Datenverbindung zwischen der Anzeige- und Auswerteeinheit (10) und dem Fahrzeug (1) bei einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) größer einem Schwellwert auf einem möglichen Defekt geschlossen wird.
  9. Fahrzeug (1), wobei das Fahrzeug (1) mindestens teilweise elektrisch angetrieben wird und mindestens eine interne Steuereinheit (4) zur Ansteuerung mindestens eines elektrischen Antriebs aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) derart ausgebildet ist, dass die interne Steuereinheit (4) datentechnisch mit einer externen Anzeige- und Auswerteeinheit (10) verbunden ist, wobei das Fahrzeug (1) weiter derart ausgebildet ist, ein Steuersignal für die interne Steuereinheit (4) von der Anzeige- und Auswerteeinheit (10) zu empfangen, wobei das Steuersignal derart ausgebildet ist, dass mindestens eine der folgenden Maßnahmen durchgeführt wird: - Abschaltung des Elektroantriebs, - Reduzierung der Leistung des Elektroantriebs, - Unterbindung eines Ladens einer Batterieeinheit, - Auftrennen von elektrischen Verbindungen oder - Aktivierung einer Kühleinrichtung für eine Batterieeinheit.
DE102020207639.1A 2020-06-19 2020-06-19 Verfahren zur Detektion eines möglichen Defekts einer Batterieeinheit eines mindestens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, Anzeige- und Auswerteeinheit und Fahrzeug Active DE102020207639B3 (de)

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