Aus Interesse wollte ich mir mal das BMS "Batterie-Management-System" des Mondeo vornehmen. Das ist immer vorhanden, seit dem ersten MK4 und wird so vermutlich auch in vielen, wenn nicht gar allen anderen Ford-Modellen auch zum Einsatz kommen. Die Dimensionierung ist freilich etwas unterschiedlich, so wie es die Modelle und Fahrbedingungen sind.
Das Batterie-Management-System
Wo genau sich die BMS-Software befindet konnte ich noch nicht abschließend ermitteln. Ich vermute das sie Teil der Motorsteuersoftware im PCM ist.
Am Motorsteuergerät (PCM) selbst ist per LIN-Bus die Lichtmaschine (Generator) angeschlossen. Der Generator läuft also nicht einfach permanent mit, so wie das früher der Fall war, sondern wird gezielt durch die BMS angesteuert und liefert eine programmierte Spannung welche die Batterie lädt. Der resultierende Ladestrom wird gemessen und dient dem BMS ebenfalls zur Regelung. Der Batteriesensor hingegen ist per LIN-Bus am BCM angeschlossen. Ich vermute das sich PCM und BCM über den HS-CAN Bus die Sensordaten austauschen, evtl. sind diese aber auch auf dem MS-CAN zu finden.
Der BMS Sensor
Bei Fahrzeugen mit Start/Stopp-System kam dann auch ein Batteriesensor hinzu (möglicherweise ist er auch bei Fahrzeugen ohne Start/Stopp verbaut...)
Dieser hat die Aufgabe den Ladezustand (SOC = State-Of-Charge) der Batterie noch besser bestimmen zu können. Der Sensor misst die Batteriespannung, Temperatur (naja, nicht wirklich die der Batterie sondern eher der Umgebung der Batterie) und den Stromfluß in/aus der Batterie. Er wird am Minuspol eingeschliffen, liegt also elektrisch gesehen in Reihe mit der Batterie:
Der Sensor selbst ist natürlich nicht von Ford entwickelt, sondern vermutlich von Hella. Im Mondeo hat der Sensor die Typenbezeichnung AG9N-10C679-*, bei Hella trägt er die Bezeichnung 6PK 013 824-001. Der Sensor ist immer derselbe, unterschiedlich sind die Befestigung, das ggf. bereits angequetschte Massekabel und natürlich die Sensor-ID (LIN PID). Hella liefert die Sensoren programmiert mit der PID der Fahrzeughersteller-BMS aus.
Hella gibt an folgende Parameter über den Sensor ermitteln und liefern zu können:
- Aktueller Ladungszustand der Batterie (SOC = State-Of-Charge)
- Alterung der Batterie (SOH = State-Of-Health)
- Voraussichtliche Startfähigkeit (SOF)
- Batteriespannung (V)
- Lade- bzw. Entladestrom (A)
- Temperatur (°C)
Die Messung erfolgt über einen sog. "Shunt", das ist ein sehr niederohmiger Widerstand (Hella gibt 68 µOhm and, also 0,000068 Ohm) mit hoher Präzision und möglichst geringem Temperaturkoeffizienten. Die über ihm abfallende Spannung ist ein Maß für den Stromfluß. Das ist, neben Hall-Sensoren eine bewährte und zuverlässige Messmethode in der Elektronik.
Das Sensor-Protokoll
Laut mir vorliegenden Informationen nutzt Hella das LIN Protokoll 2.0 mit einer Bitrate von 19.200 Baud. Da der Sensor weit verbreitet ist und auch in separaten Steuerungen zur Anwendung kommt, ist sein Protokoll gut dokumentiert. Ich könnte mir also auch eine Nachrüstung vorstellen, selbst wenn meine PCM/BCM Software den Sensor nicht unterstützt, dann würde ich mir die Daten selbst ziehen und verarbeiten.
Der Sensor wird vom BMS mit den Batterieparametern programmiert und liefert dann seinerseits die Messwerte. Bevor ich mich damit befasse versuche ich mal herauszufinden ob und wo man diese Messwerte auf dem CAN-Bus findet. So ließen sie sich viel einfacher auswerten. Es ist aber gut diese LIN-Grundlagen zu kennen, dann lassen sich die Daten die man ggf. findet besser interpretieren.