CN108072840A - 运行电蓄能系统的方法、电子控制单元和电蓄能系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运行电蓄能系统的方法、电子控制单元和电蓄能系统。描述了一种用于运行包括大量电蓄能单元（3）的电蓄能系统（1）的方法，该方法包括在下文解释的步骤。在此，针对至少两个电蓄能单元（3）分别确定至少一个第一状态参量。在考虑相应的至少一个第一状态参量的情况下，将所述至少两个电蓄能单元（3）划分成群集、也就是说组。针对在所述群集中的至少一个群集中的至少一个电蓄能单元（3）确定至少一个第二状态参量。此外，还描述了相对应的机器可读的存储介质、相对应的电子控制单元、相对应的电蓄能系统以及相对应的应用。

Description

运行电蓄能系统的方法、电子控制单元和电蓄能系统

技术领域

本发明的出发点是一种用于运行电蓄能系统的方法、一种相对应的机器可读的存储介质、一种相对应的电子控制单元、一种相对应的电蓄能系统以及一种相对应的应用。

背景技术

电蓄能系统非常普遍地由多个（常常几百个）电蓄能单元（例如电池组电池）组成。这尤其由对电蓄能系统的容量、电流强度和电压水平的高要求造成。出于该原因，各个电池组电池非常普遍地单个地被监控，而且相对应的容量值、电流强度值和电压值在预报算法中针对每个单个的电蓄能单元来计算，大多并行地或准并行地来计算。这在简单的、也就是说不那么计算密集的算法中仍是可能的。然而，为了更好地描绘在电蓄能单元中进行的过程，使用花费越来越高的方法或算法。尽管计算能力同样越来越高，但针对每个单个的电蓄能单元的计算不再以相同的程度是可能的。尽管如此，也应继续确保电蓄能系统的安全性和可使用性。

出版文献DE 10 2010 039 915 A1描述了一种用于估计电池组的充电状态的方法，其中所述电池组包括多个电化学电池而且不是全部数目的电化学电池都被用于估计充电状态。

出版文献DE 10 2010 030 419 A1描述了一种用于确定多个电池组电池的状态的方法，其中使用所述多个电池组电池的一个子集，而且从该子集出发来推断出不属于该子集的电池组电池的状态。

出版文献DE 10 2008 041 103 A1描述了一种用于确定电蓄能器的充电状态的方法，所述电蓄能器包括超过两个电池，而且其中最高和/或最低的单电池电压被用于确定最大充电状态和/或最小充电状态。

发明内容

本发明的优点

以在下文描述的步骤公开了一种用于运行电蓄能系统的方法，所述电蓄能系统包括大量电蓄能单元。在此，针对至少两个电蓄能单元分别确定至少一个第一状态参量，所述至少一个第一状态参量例如表示老化状态或充电状态。在考虑相应的至少一个第一状态参量的情况下，将所述至少两个电蓄能单元划分成群集（Cluster）、也就是说组。针对所述群集中的至少一个群集的至少一个电蓄能单元，确定至少一个第二状态参量，所述至少一个第二状态参量例如表示老化状态或充电状态。适宜地，所述至少一个第二状态参量优选地与所述至少一个第一状态参量保持因果关联。所述因果关联例如可以是单原因关联或部分原因关联或也可以是多原因关联。这里，因果关联可以是物理和/或化学规律和/或以实验方式和/或以纯数值方式确定的关系。在部分原因关联的情况下，这意味着：第二状态参量也还取决于其它描述了蓄能单元的状态的状态参量。同样，多原因关联可以是第一和/或第二状态参量与其它第一和/或第二状态参量的关系，如这例如通过具有多个以隐性或显性的形式的变量的数学函数或者差分方程或者积分方程或者也包括其它方程来描述的那样。如果例如针对一个电蓄能系统中的50个电蓄能单元确定三个第一状态参量，例如充电状态、内阻和充电最终电压，那么最终得到的各50个值可以在划分成群集之后分别被合并成针对该群集的特征值，例如被合并为平均值。这仅仅还造成分别3个值，即总共9个值，所述9个值可以被用于计算电蓄能单元的更复杂的特性。因此，例如可以考虑群集的所谓的“虚拟电平均蓄能单元”，其中在使用如下测量数据的情况下确定所述“虚拟电平均蓄能单元”的至少一个第二状态参量，所述测量数据例如通过对该群集的蓄能单元的全部或一个子集的测量数据求平均值来形成。接着，用于至少一个电蓄能单元的所提到的第二状态参量例如是与在本例中提到的三个第一状态参量保持因果关联的参量，所述参量可以由用于电蓄能单元的更复杂的模型推导出。通过分群集来执行明显缩减到所要考虑的电蓄能单元，由此得到在方法实施方案中的简化和复杂性降低。因此，能够使用花费更高的或更精确的基于例如物理和/或化学模型的用于状态参量确定的方法，因为不是针对所有电蓄能单元都执行所述花费高的确定。这尤其是在快速充电方法和在车辆中的更大的作用范围方面或通常为了达到电运行设备的更长的运行时间而是重要的，因为系统功率可以不是在更换或重新研发构件的情况下被提高，而是例如可以简单地通过软件更新来提高。

本发明的其它有利的实施方式是从属权利要求的主题。

适宜地，在考虑所述第一状态参量中的至少一个的情况下和/或在考虑所述至少一个第二状态参量的情况下，确定电蓄能系统的至少一个第三状态参量（例如电流强度或充电状态）的至少一个极限值。紧接着，操控电蓄能系统，使得电蓄能系统遵循至少一个所确定的极限值。因此确保了：电蓄能系统遵循安全相关和/或老化相关的极限值（所述极限值在考虑已经确定的参量的情况下来获得），而没有将蓄能系统的工作能力限制得超过必需的程度。

适宜地，将至少一个第二状态参量转换成至少一个第一状态参量的基础。如果例如至少一个第二状态参量表示电化学状态、例如在电蓄能单元的电极中的锂浓度，那么所述锂浓度不能直接与电蓄能单元的充电状态参量比较，因为它们具有不同的物理单位和/或是借助于不同的数学模型来确定的。借此，转换过程引起参量的可比较性而且优选地基于上面提到的因果有效关联。视参量而定，所述转换过程也可以朝相反的方向进行。紧接着，确定在至少一个经转换的第二状态参量与相对应的至少一个第一状态参量之间的至少一个差参量。因此，电蓄能单元中，不仅存在经转换的第二状态参量而且存在相对应的第一状态参量，例如存在电蓄能单元的充电状态作为第一状态参量而且存在所述电蓄能单元的电极中的离子浓度作为第二状态参量。离子浓度例如可以借助于电化学模型或借助于由电化学模型产生的综合特性曲线来确定。适当的电化学模型例如在期刊文章N. Chaturvedi，R. Klein，J. Christensen，J. Ahmed和A. Kojic的“Algorithms for Advanced Battery-Management Systems”，IEEE Control Systems Magazine（IEEE控制系统杂志），Bd.30，Nr.3，S. 49–68，2010年6月中予以描述。此外，在确定状态参量的过程中，可以使用龙贝格观测器（Luenberger-Beobachter）或卡尔曼滤波器（Kalman-Filter），如这例如在期刊文章R.Klein，N. A. Chaturvedi，J. Christensen, J. Ahmed，R. Findeisen和 A. Kojic的“Electrochemical Model Based Observer Design for a Lithium-Ion Battery”，IEEETransactions on Control Systems Technology（IEEE控制系统技术学报），Bd. 21，Nr.2，S. 289–301，2013年3月中予以描述的那样。紧接着，在考虑所确定的至少一个差参量的情况下，确定至少一个修正因子，用于修正相对应的至少一个第一状态参量。使用该修正因子，以便改变所述相对应的至少一个第一状态参量，例如同样以龙贝格观测器的形式来改变所述相对应的至少一个第一状态参量。因此，有利地使用不同的确定方式，以便执行在一个方法之内的误差修正，这降低了在该方法之内的系统误差。由于划分成群集，该修正因子有利地例如只针对蓄能单元来计算，但是然后紧接着可以针对该群集的其余的蓄能单元同样被用于修正第一状态参量。原则上，方法步骤也能在交换第一状态参量和第二状态参量的情况下被执行。此外，这意味着：第二状态参量已经对电蓄能单元的控制或运行产生影响，例如在确定针对第三状态参量的极限值和/或确定第一状态参量的情况下对电蓄能单元的控制或运行产生影响。因为第一状态参量优选地借助于简单的模型、例如等效电路图模型来确定，因此可以在不使用复杂算法和/或模型的情况下在考虑第二状态参量的情况下实现大量电蓄能单元的运行，而不必针对所有的电蓄能单元确定第二状态参量。这例如在控制设备上降低了计算时间需求和存储需求。

适宜地，第一状态参量包括电压、充电状态、温度、电阻、容量和/或从中推导出的状态（例如空载电压）。有利地，这些状态参量可以简单地从电等效电路图模型中确定或者是能测量的，如其例如由H. He，R. Xiong和J. Fan在论文“Evaluation of Lithium-IonBattery Equivalent Circuit Models for State of Charge Estimation by anExperimental Approach”，Energies，Bd. 4，Nr. 12，S. 582–598，2011年3月中描述的那样。为此，等效电路图模型例如可以在观测器或滤波器结构（例如卡尔曼滤波器）之内被使用，所述观测器或滤波器结构例如在控制设备上予以实施。

适宜地，第二状态参量包括电位、物质浓度（例如在电极的微粒中的离子浓度）、温度、表征电极结构和/或电解质的特征参量（例如电极多孔性或者电解质的导电能力），和/或从中推导出的状态（例如电极中的空载电压）。有利地，这些状态可以简单地从电化学模型中确定或者是能测量的。为此，电化学模型例如可以在观测器或滤波器结构（例如卡尔曼滤波器）之内被使用，所述观测器或滤波器结构例如在控制设备上予以实施。

适宜地，第一状态和第二状态不表示相同的状态。因此，现有的资源、例如计算能力和/或存储容量有效地予以使用。

适宜地，第三状态包括电压和/或电流和/或从中推导出的状态（例如电功率）。因此，尤其保证了：遵循电极限值并且确保电蓄能系统的安全性或防止了过度老化。同样，在使用更复杂的算法或模型的情况下可以确定对在一个群集中的电蓄能单元的例如电压值的预测，其中紧接着可以使用与所确定的或所测量的值的比较，用来改变第一和/或第二和/或第三状态参量或模型参数。这可以根据群集的一个或多个电蓄能单元来实现。

适宜地，针对所述群集之一中的每个电蓄能单元确定至少一个第二状态参量。紧接着，确定相应的至少一个第二状态参量与参考值（例如平均值）的相应的偏差，所述参考值是根据在该群集中的电蓄能单元的第二状态参量例如通过求平均值来确定的。因此，在该群集之内，可以例如通过根据蓄能单元与参考值的偏差布置所述蓄能单元来建立电蓄能单元的顺序，而且此外还可以确定哪个蓄能单元可能即将改变其群集分配。这是可能的过早老化的重要标志。尤其是当这样确定的第二状态参量和/或偏差参量连同它们与相应的电蓄能单元的关联被存储在数据存储器中时，电蓄能单元的发展历史的建立是可能的。

适宜地，针对至少一个电蓄能单元确定至少一个第一状态参量差，其中第一状态参量差说明了在两个相应的第一状态参量之间的差，所述两个相应的第一状态参量是在不同的时间点被确定的。紧接着，针对如下相应的电蓄能单元确定至少一个第二状态参量，所述相应的电蓄能单元的所属的第一状态参量差超过预先限定的状态参量差阈值。优选地，所确定的第一和/或第二状态参量为了确定它们随时间的改变而被存储在数据存储器中。因此，探测其第一状态随时间过于剧烈地改变的电蓄能单元，而且将所述电蓄能单元输送给依据第二状态参量的更精确的检查。有利地，这能够实现：执行相对应的控制措施，例如对相对应的电蓄能单元的暂时的停用。

适宜地，相对应的所确定的参量被存储在数据存储器中。因此，对从前确定的结果或参量的简单的重复使用是可能的。

适宜地，持续地和/或在预先限定的时间间隔之后执行至少一个方法步骤。由此，对电蓄能系统的持续的或定期的监控是可能的，由此确保了电蓄能系统的安全性或恰当的运行。

适宜地，为了确定第一状态参量而使用等效电路图模型，而为了确定第二状态参量而使用电化学模型。这些模型的实现方案例如在上面提到的论文中被描述。因此，与第二状态参量相比，可以用更少的计算时间需求和存储需求来确定第一状态参量，而为了更精确地检查电蓄能单元或电蓄能系统而提供更详细的电化学模型，这提供更深入的信息和状态。

此外，公开内容的主题是一种在其上存储有计算机程序的机器可读的存储介质，其中所述计算机程序被设立为执行按照本发明的方法的所有步骤。因此，对所述方法的简单的分配或其在计算机系统中的应用都是可能的。

此外，公开内容的主题是一种电子控制单元，所述电子控制单元被设立为执行按照本发明的方法的所有步骤。因此，所述方法在电蓄能系统中、例如在车辆中的简单的应用是能实现的。

此外，还公开了一种电蓄能系统，所述电蓄能系统包括大量电蓄能单元以及一个按照本发明的电子控制单元。因此，所述电蓄能系统直接得到已经针对按照本发明的方法所提到的优点。附加地，所述方法与所述电蓄能系统的最优的匹配是可能的。

此外，还公开了按照本发明的方法或按照本发明的电蓄能系统在电驱动车辆（包括混合动力车辆）中、在静止的电蓄能设备中以及在电运行的手持式工具中的应用。

替换于电或电化学模型或者除了电或电化学模型之外，可以使用综合特性曲线，所述综合特性曲线例如基于线下计算的、也就是说事先计算的模型。因此，可以使确定过程加速，这尤其是对于所述方法在车辆中的应用来说是有利的，因为在那里用于如下控制单元的计算时间配备和存储器配备有限，所述方法必要时在所述控制单元上运行。

电蓄能单元尤其可以被理解为电化学电池组电池和/或具有至少一个电化学电池组电池的电池组模块和/或具有至少一个电池组模块的电池组包。例如，电蓄能单元可以是基于锂的电池组电池或者可以是基于锂的电池组模块或基于锂的电池组包。尤其是，电蓄能单元可以是锂离子电池组电池或锂离子电池组模块或锂离子电池组包。此外，电池组电池的类型可以是锂-聚合物蓄电池、镍-金属氢化物蓄电池、铅-酸蓄电池、锂-空气蓄电池或者锂-硫蓄电池或十分常见地可以是任意电化学成分的蓄电池。电容器作为电蓄能单元也是可能的。

附图说明

本发明的有利的实施方式在附图中示出并且在随后的描述中进一步予以解释。

其中：

图1示出了按照本发明的方法按照第一实施方式的流程图；

图2示出了按照本发明的方法按照第二实施方式的流程图；

图3示出了按照本发明的方法按照第三实施方式的流程图；

图4示出了按照本发明的方法按照第四实施方式的流程图；

图5示出了按照本发明的方法按照第五实施方式的流程图；

图6示出了按照本发明的第一实施方式的电蓄能系统；而

图7示出了按照本发明的方法按照第六实施方式的流程图。

具体实施方式

在所有附图中，相同的附图标记表示相同的设备部件或相同的方法步骤。

图1示出了按照本发明的方法按照第一实施方式的流程图。在此，在第一步骤S1中，分别针对至少两个电蓄能单元确定电阻参量。从中推导出的参量、例如所述电阻参量与标准参考值（例如未经老化的新的电蓄能单元的电阻值）之商也是可能的，在英文中，所述商也被称作“state of health（健康状态）”。在第二步骤S2中，在考虑相应的所确定的第一电阻参量的情况下，将所述至少两个电蓄能单元划分成群集、也就是说组。这例如可以在电阻参量的情况下在针对电阻参量的预先限定的范围内进行，所述预先限定的范围接着表征所述群集，类似于直方图。接着，在第三步骤S3中，针对来自所述群集之一的至少一个电蓄能单元，确定SEI电阻参量，所述SEI电阻参量给出了关于在电蓄能单元的阳极和/或阴极上的固态电解质表面层的电阻的情况。这例如可以在使用如在所提到的论文中描述的电化学模型（例如Doyle、Fuller和Newman模型或者它们的改型）的情况下进行。例如，S. J.Moura，N. A. Chaturvedi和 M. Krstić 在论文“Adaptive Partial DifferentialEquation Observer for Battery State-of-Charge/State-of-Health Estimation Viaan Electrochemical Model”，Journal of Dynamic Systems, Measurement, andControl，Bd. 136，Nr. 1，S. 011015–011015-11，2013年10月中描述了相对应的行动，借此可以确定能解释为SEI电阻参量的参量。由此，可以更精确地表征电蓄能单元并且更好地估计其老化状态，由此可以以使用寿命优化的方式实现电蓄能系统的运行。

图2示出了按照本发明的方法按照第二实施方式的流程图。在此，在第一步骤S1a中，在使用电等效电路图模型的情况下针对至少两个锂离子电池分别确定充电状态参量。在第二步骤S2a中，在考虑相应的所确定的充电状态参量的情况下，将所述至少两个锂离子电池划分成群集。这例如可以根据所确定的最小的或最大的充电状态参量来进行，因为所述最小的或最大的充电状态参量作为标准确定了电蓄能系统的运行极限。接着，在第三步骤S3a中，在使用如在所提到的期刊文章和论文中描述的电化学模型的情况下，针对来自所述群集之一的至少一个锂离子电池来确定电位以及在阳极、阴极和电解质中的锂浓度。在第四步骤S4中，在使用所确定的参量（即电位和锂浓度）的至少一部分的情况下，确定电流的最大或最小的极限值，所述电流可以从所述至少一个锂离子电池中提取或被输送给所述至少一个锂离子电池。这样确定的极限值用于：在第五步骤S5中操控电蓄能系统，使得遵循所述极限值。因此，尤其是可以防止锂离子电池的提前老化或过热。

图3示出了按照本发明的方法按照第三实施方式的流程图。方法步骤S1a、S2a和S3a对应于在图2描述的方法步骤。紧接着第三方法步骤S3a的是第四步骤S6，在所述第四步骤S6中，在阳极或阴极中的锂浓度之一被换算成在第一步骤S1a中确定的充电状态参量的基础。这例如可以在使用锂浓度的参考参量以及所计算的锂浓度的空间上的平均的情况下进行，因为在用于锂离子电池的电化学模型中，相对应的参量常常在空间上分散，也就是说通过偏微分方程来描述。现在，在空间上的平均用于计算单个的充电状态参量，如所述单个的充电状态参量通常根据电等效电路图来获得的那样。在IEEE Transactions on ControlSystems Technology（IEEE控制系统技术学报）中的Moura等人的论文和Klein等人的期刊文章中能找到相对应的实现方案。只要对于锂离子电池（所述锂离子电池的锂浓度已经被计算）来说已经存在充电状态参量而且所述充电状态参量与所确定的锂浓度保持一定的时间关联、也就是说例如使用相同的测量值，在第五步骤S7中就确定在经转换的锂浓度与所述充电状态参量之间的差参量。否则，例如在使用相同的测量值的情况下确定相对应的充电状态参量，而且借此在第五步骤S7中确定所述差参量。紧接着，在第六步骤S8中，确定用于修正充电状态参量（也就是说根据电等效电路图确定的参量）的修正因子，其中考虑所述差参量。这例如可以借助于龙贝格观测器或卡尔曼滤波器来进行。紧接着，在第七步骤S9中，借助于修正因子改变在第一步骤S1a中确定的充电状态参量。例如也可能的是，使用所述修正因子用来修正一个群集的所有可支配的充电状态参量，以便借助于电等效电路图模型来改善充电状态参量确定的精确度。

图4示出了按照本发明的方法按照第四实施方式的流程图。方法步骤S1、S2和S3对应于在图1描述的方法步骤。在第四步骤S10中，例如类似于在所提到的论文和期刊文章中描述的方法，针对在所述群集中的每个电蓄能单元确定SEI电阻参量。紧接着，在第五步骤S11中，确定所确定的SEI电阻参量中的每个SEI电阻参量与平均值的偏差，所述平均值是通过根据所确定的SEI电阻参量的平均值计算来计算的。例如，也可以确定另一参量，作为在步骤S3中确定的SEI电阻参量。通过确定所述偏差，尤其可以估计所述电蓄能单元之一是否在可预见的时间内必须被分配给另一个群集。接着，所述电蓄能单元必要时可以更精确地被检查。

图5示出了按照本发明的方法按照第五实施方式的流程图。方法步骤S1、S2和S3对应于在图1描述的方法步骤。在第四步骤S12中，针对来自所述群集之一的至少一个电蓄能单元确定电阻参量差，其中所述电阻参量差说明了电阻参量的两个值之间的差，所述电阻参量的两个值是在不同时间点被确定的。如果电阻参量差超过预先限定的电阻参量差阈值，那么在第五步骤S13中，例如借助于如由Moura等人在上面提到的论文中描述的电化学模型，针对这些电蓄能单元确定SEI电阻参量。这些方法步骤优选地被应用到群集边缘处的电蓄能单元上、尤其是被应用到限定所述群集边缘的电蓄能单元上或被应用到在相应的群集边缘处的前两个或三个电蓄能单元上，因为这些电蓄能单元以特殊的方式确定电蓄能系统的工作能力。

图6示出了按照本发明的第一实施方式的电蓄能系统1。大量电蓄能单元3彼此串联地导电连接，以便给电负载2供应电能。通过模拟数字转换器4，不同的测量数据被读入并且被提供给电子控制单元9用于进一步处理，所述不同的测量数据例如表示电压、电流和/或温度。电子控制单元尤其可以被理解为如下电子控制设备，所述电子控制设备例如包括微控制器和/或应用特定的硬件模块（例如ASIC），但是所述电子控制单元同样可以涉及个人计算机或者存储可编程控制器。按照本发明的方法的步骤在所述电子控制单元9上运行。在方框5中，实施有关第一状态参量的方法步骤。例如，在方框51中实施：针对至少两个电蓄能单元3确定各至少一个第一状态参量。在方框52中，在考虑相应的至少一个所确定的第一状态参量的情况下划分成群集。在方框6中实施如下方法步骤，所述方法步骤确定并且进一步处理第二状态参量。在方框61中，例如在所述群集中的至少一个群集中选择至少一个电蓄能单元3，针对所述至少一个电蓄能单元3确定第二状态参量。可替换地，也可以选择整个群集或者一个群集的电蓄能单元的一个子集，接着所述电蓄能单元形成所谓的“虚拟平均蓄能单元”，其中在步骤62中使用的用于所述虚拟平均蓄能单元的测量数据例如通过对相对应的蓄能单元的测量数据求平均值来聚集在一起。在方框62中，所述确定在至少部分地使用已借助于模拟数字转换器4读入的测量数据的情况下发生。在方框63中，将至少一个第二状态参量转换成第一状态参量的基础，而在方框64中例如针对如下电流确定第三状态参量的至少一个极限值，所述电流可能流经电蓄能单元3，而不使所述电蓄能单元3过度老化或者甚至损坏所述电蓄能单元3。在方框7中，来自方框5、6的结果必要时被组合或有关合理性被检查并且接着被用于控制功率电子装置8。

图7示出了按照本发明的方法按照第六实施方式的流程图。在第一步骤S71中，读入电蓄能系统的测量数据（尤其电压测量值、电流测量值和温度测量值），所述电蓄能系统包括多个电蓄能单元。在第二步骤S72中，例如借助于等效电路图模型、适合于参数确定的观测器结构和适合于参数确定的算法（例如递推最小二乘法（Recursive LeastSquares）），针对所有电蓄能单元确定多个第一状态参量（包括充电状态参量和内阻参量）。在第三步骤S73中，在考虑所述状态参量的情况下形成针对电蓄能单元的不同的群集。在此，一个群集例如可以包括一个电蓄能单元、两个电蓄能单元，或者视蓄能系统中的电蓄能单元的数目而定也可以包括几十个或几百个电蓄能单元。在第四步骤S74中，选择一个群集，并且视所述电蓄能单元的数目而定，在该群集之内选择一个、多个或所有电蓄能单元。接着，属于所选择的电蓄能单元的测量数据例如通过求平均值来整理，使得所述测量数据可以被用于所谓的虚拟平均蓄能单元的计算。接着，在第五步骤S75中，借助于经整理的测量数据，针对所述虚拟平均蓄能单元确定不同的第二状态参量，它们中有电位以及在电极和电解质之内的锂浓度。为此，可以使用具有相对应的观测器结构的电化学模型。紧接着，在第六步骤S76中，在考虑所确定的第二状态参量的情况下，确定用于运行电蓄能系统或单个的电蓄能单元的电流和/或电压的第一极限值。在第七步骤S77中，所确定的第二状态参量被转换或按如下地来解释：所述第二状态参量紧接着与所确定的第一状态参量是可比较的。这例如可以如在下文针对阳极中的锂浓度和充电状态描述的那样来执行，也参见Klein等人在IEEE控制系统技术学报中的期刊文章：

，

其中这里L表示阳极层的以米为单位的厚度，表示在阳极层之内的以摩尔每立方米为单位的锂浓度，而表示可能的最大锂浓度或通常表示以摩尔每立方米为单位的参考锂浓度。紧接着，在第八步骤S78中，在考虑所确定的第一状态参量的情况下，确定用于运行电蓄能系统或单个的电蓄能单元的电流和/或电压的第二极限值。紧接着，所确定的第一极限值和所确定的第二极限值被聚集在一起，其中例如只考虑最低的或最不重要的极限值，使得电蓄能系统以很大的概率在容许的极限值之内运行。紧接着，电蓄能系统通过功率电子装置来操控，使得电蓄能系统或电蓄能单元遵循被聚集在一起的极限值、也就是说电流和/或电压极限值。可替换地，例如也可以并行地进行对第一状态参量和第二状态参量的计算。因此，分群集尤其能够使用计算密集的算法，因为例如带有200个电蓄能单元的电蓄能系统只具有三个群集，与在单个考虑的情况下的200个电蓄能单元不同，针对所述三个群集，只须用计算密集的算法分别计算三个虚拟蓄能单元。替代每个群集的虚拟蓄能单元，也可以直接考虑每个群集的一个或多个电蓄能单元，由此不再绝对需要对相对应的测量数据进行整理和求平均值。

Claims (16)

1.用于运行电蓄能系统（1）的方法，所述电蓄能系统包括大量电蓄能单元（3），所述方法包括如下步骤：

a) 针对至少两个电蓄能单元（3）分别确定至少一个第一状态参量；

b) 在考虑相应的至少一个所确定的第一状态参量的情况下将所述至少两个电蓄能单元（3）划分成群集；

c) 针对所述群集中的至少一个群集的至少一个电蓄能单元（3）确定至少一个第二状态参量。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法此外还包括如下步骤：

d) 在考虑所述第一状态参量中的至少一个第一状态参量的情况下和/或在考虑所述至少一个第二状态参量的情况下，确定所述电蓄能系统（1）的至少一个第三状态参量的至少一个极限值；

e) 操控所述电蓄能系统（1），使得所述电蓄能系统（1）遵循所述至少一个第三状态参量的至少一个所确定的极限值。

3.根据上述权利要求之一所述的方法，所述方法此外还包括如下步骤：

f) 将所述至少一个第二状态参量转换成所述至少一个第一状态参量的基础；

g) 确定在至少一个经转换的第二状态参量与相对应的至少一个第一状态参量之间的至少一个差参量；

h) 在考虑所确定的至少一个差参量的情况下，确定至少一个修正因子，用于修正所述相对应的至少一个第一状态参量；

i) 借助于所述修正因子改变所述相对应的至少一个第一状态参量。

4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述至少一个第一状态参量包括电压、充电状态、温度、电阻、容量和/或从中推导出的状态。

5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述至少一个第二状态参量包括电位、物质浓度、温度、表征电极结构和/或电解质的特征参量和/或从中推导出的状态。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述至少一个第一状态参量和所述至少一个第二状态参量不表示相同的状态。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述至少一个第三状态参量包括电压和/或电流和/或从中推导出的状态。

8.根据上述权利要求之一所述的方法，所述方法此外还包括如下步骤：

j) 针对在所述群集之一中的电蓄能单元（3）的每个电蓄能单元确定至少一个第二状态参量；

k) 确定相应的至少一个第二状态参量与如下参考值的相应的偏差，所述参考值是根据在所述群集中的电蓄能单元（3）的第二状态参量来确定的。

9.根据上述权利要求之一所述的方法，所述方法此外还包括如下步骤：

l) 针对来自所述群集之一的至少一个电蓄能单元（3）确定至少一个第一状态参量差，其中所述第一状态参量差说明在所述第一状态参量的两个值之间的差，所述第一状态参量的两个值是在不同时间点被确定的；

m) 针对相应的电蓄能单元（3）确定至少一个第二状态参量，所述相应的电蓄能单元的所属的第一状态参量差超过预先限定的状态参量差阈值。

10.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，相对应的所确定的参量被存储在数据存储器中。

11.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，持续地和/或在预先限定的时间间隔之后执行至少一个方法步骤。

12.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，为了确定所述第一状态参量而使用等效电路图模型，而为了确定所述第二状态参量而使用电化学模型。

13.机器可读的存储介质，在其上存储有计算机程序，其中所述计算机程序被设立为执行根据权利要求1至12之一所述的方法的所有步骤。

14.电子控制单元（9），所述电子控制单元被设立为执行根据权利要求1至12之一所述的方法的所有步骤。

15.电蓄能系统（1），所述电蓄能系统包括大量电蓄能单元（3）和一个根据权利要求14所述的电子控制单元（9）。

16.根据权利要求1至12之一所述的方法或者根据权利要求15所述的电蓄能系统（1）的应用，所述应用在包括混合动力车辆的电驱动车辆中、在静止的电蓄能设备中以及在电运行的手持式工具中应用。