CN113253138A - 对电池分类的方法、电池、电池回收利用系统和机动车 - Google Patents
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Abstract
为了在电池的进一步处理适宜性方面对电池分类，按照本发明在电池(1)的运行中，检测针对电池(1)的至少一个电池单池(4)的多个安全相关和使用寿命相关的运行参数。然后借助对至少一个所述运行参数和/或由其导出的计算参数的两阶段评估确定分类参数(SoR)。在此在第一阶段针对至少一个安全相关的运行参数导出安全参数并与对应的阈值比较，对于低于所述阈值或必要时多个阈值中的一个阈值的情况，在第二阶段中借助多个使用寿命相关的运行参数产生故障预测。然后根据故障预测确定分类参数(SoR)。
Description
技术领域
本发明涉及一种在电池的进一步处理适宜性方面对电池分类的方法。本发明此外涉及一种电池，尤其用于机动车的电池。此外本发明涉及一种具有这种电池的机动车。此外本发明涉及一种电池回收利用系统(或者称为电池再利用系统)。
背景技术
尤其因为客户期望相对较大的续航里程，所以机动车电气化的推进需要使用大的、尤其在其(存储)容量方面的大电池。它们通常由多个组合成电池模块的电池单池(通常称为二次电池单池)构成。在此大部分是锂离子单池，由于其能量密度在目前是有利的。
电池也被称为“牵引电池”，其一方面在可实现续航里程方面，另一方面针对被认为适宜的使用寿命(通常以可能的充电循环数测量)而设计。在达到其使用寿命之后，电池可以可选地输送给二次使用，例如作为充电站的中间存储器等等，或者可以借助材料回收而进一步利用。尤其为了避免对电池的损害，例如对单个单池的损害，或确定电池是二次使用还是回收，适宜的是对电池进行这样的监视和评估。
由文献CN 106324516 A例如已知一种回收模式，其中，电池的电池管理系统识别电池是否应被回收。在此，确定出的电池状态和关于电池的信息被自动传送给回收站。
由文献DE 10 2015 110 961 A1已知一种电池检查辅助系统，其包括标签，该标签具有指示温度变化的对温度敏感的部段和指示位置变化的对负载敏感的部段。在检查电池时，可以根据标签的对温度敏感的部段识别电池的温度方面的变化，根据标签的对负载敏感的部段识别电池的负载方面的变化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在电池的进一步的处理适宜性方面改进电池的分类。
所述技术问题根据本发明通过权利要求1的特征解决。此外上述技术问题按照本发明地通过具有权利要求9的特征的电池解决。此外上述技术问题还按照本发明地通过具有权利要求10的特征的电池回收利用系统解决。此外上述技术问题还按照本发明地通过具有权利要求12的特征的机动车解决。本发明的其他有利的和部分有创造性的实施方式和改进设计方案在从属权利要求和下面的说明中体现。
按照本发明的方法用于在进一步的(或者说后续的、继续的)处理适宜性方面对电池分类，尤其对机动车的牵引电池分类。优选地，电池具有至少一个电池单池(尤其二次单池，即可充电单池)，优选多个这种电池单池。
根据本方法，在电池的运行中，检测针对电池的至少一个电池单池的多个安全相关和使用寿命相关的运行参数。然后借助对至少一个所述运行参数和/或由其导出的计算参数的两阶段评估来确定分类参数(德文：
或称为分类量)。为此在第一阶段针对至少一个安全相关的运行参数导出安全参数并与对应的阈值比较。对于(安全参数)低于该阈值或必要时的多个阈值中的至少一个阈值的情况，在第二阶段中借助多个使用寿命相关的运行参数产生故障预测。然后根据故障预测确定分类参数。
优选地，对于超过阈值或尤其必要时的多个阈值中的一个阈值的情况，针对电池分配回收类别，即尤其发出回收建议，即电池的材料回收利用的建议。
根据使用寿命相关的运行参数产生的故障预测也被称为“性能”(“Performance”)参数或“耐久性”(“Durability”)参数，即“性能参数”或者“耐久性参数”。
使用两阶段过程用于分类，其中一方面考虑安全角度另一方面考虑使用寿命角度，以此可以以简单的方式在考虑进一步的处理可能性时实现较高的或者适宜的“解”。因为如果不满足安全标准，那么就确认它相对使用寿命角度优先。因此不会发生可能导致评估时不准确的对安全相关和使用寿命相关的方面的共同考虑或混合。因此实现分类的比较高的说服力或者说效力。
术语“低于阈值或者界限值”在此和在下文中理解为，安全参数(或者甚至分类参数)和阈值或者界限值(或称为极限值)的差不改变正负号。与此相反，“超过”始终与方向无关地在此范畴中理解，即该差值改变其正负号。
优选地，在此和在下文所述的方法由电池的电池管理系统、由电池的或具有该电池的系统，优选机动车的制造商提供的数据库和/或在生产下游的服务位置(例如车间、回收企业等等)执行。
连词“和/或”在此和在下文中尤其理解为借助该连词联接的特征既能共同，也能相互替选地设计。
在一种优选的方法变型中，在第一阶段中根据针对电池单池确定出的至少一个安全相关的运行参数，尤其根据温度、电压(或与之关联的电气的参数)、压力和/或分解气体的气体浓度，针对该电池的至少一个电池单池确定所谓的历史参数(作为安全参数)。该历史参数优选反映出所述一个或者相应的电池单池的先前的(即存在于过去的)运行负载。例如尤其相应的运行参数在先前的和当前的分类之间的时间段内的变化包括在该历史参数中。
在一种优选的方法变型中，根据针对所述电池单池确定出的至少一个安全相关的运行参数，尤其根据温度(尤其“单池温度”)、电压、压力(尤其单池内部压力)和/或分解气体的气体浓度，作为安全参数，尤其作为上述历史参数确定(所谓的)香农熵。为此优选的是，针对每个电池单池和每个安全相关的运行参数构成数据集，所述数据集优选地反映出相应的运行参数在先前的和当前的分类之间的时间段内的变化。此外，每个所使用的运行参数配设多个值范围并且相应的运行参数的单个值整理到该值范围中。例如针对温度规定有四个范围，尤其“范围A”从最小值(例如最小的检测到的值或制造商专门规定的值)至10摄氏度，“范围B”从10至20摄氏度，“范围C”从20至30摄氏度，“范围D”从30摄氏度至最大值。在此，值范围的数量优选由制造商专门规定。然后优选给每个值范围分配出现概率，尤其方式是将相应的值范围中的单个值的数量除以相应数据集的所有单个值的总数。相应运行参数(尤其考虑的物理参数)的香农熵用以下公式表示：
在此，
-i:考虑的数据集的编号
-j:考虑的值范围的编号
-n:定义的值范围的数量
-pj:第i个数据集的第j个值范围的出现概率
-a:对数的基数(尤其使用基数10、基数2或基数e)。
可选的是，相对于上述香农熵额外地或者备选地，作为安全参数，尤其作为历史参数还可以将计算参数“健康状态”或“电力状态”中的至少一个加入上述安全考虑中。在此，所述计算参数健康状态优选根据下述运行参数中的一个或下述运行参数中的至少两个运行参数的加权的组合构成，即内电阻、内阻抗、内电导率、电容、电压、自放电率、循环次数、电池的运行时长、电池单池的温度、充电接受能力、总电荷通量、总功率通量和总能量通量。
针对总电荷通量在下文中示例性说明对健康状态的确定。然而该方法可以用于其他上述运行参数。此外，在健康状态的计算中可以借助加权函数考虑多个运行参数。对于时间t内的恒定电流I，针对电荷通量(或称为电荷量)Q有：
Q＝I*t (2)
因为电流关于时间不是恒定的，所以必须将随时间变化的电流i(t)关于时间(尤其关于在先前和当前的分类之间的时间段)求积分。此外，为了确定总的电荷通量，必须既考虑充电电流也要考虑放电电流，因此使用随时间变化的电流的大小：
通过离散到m个部分，得到：
由于大电流对健康状态的影响比小电流更强，因此离散的总电荷通量通过指数n进行电流加权。该指数是根据经验针对电池单池确定的。此外，除以平均电流大小，以便得到电荷通量的单位：
在此计算平均的电流大小：
健康状态(“SOH”)现在由下述公式得出：
SoH＝(Qchar-Qgew)*100/Qchar (7)
其中，Qchar表示电池的特征总电荷通量。
此外，高温对健康状态的影响比低温更强烈。因此由阿伦尼乌斯等式简化地导出，在温度升高10K时反应速度增加一倍，并且因此老化速度也增加一倍(“反应速度-温度规则”)。因此加权的电荷通量在用于健康状态的公式中以按照反应速度-温度规则的温度和确定的参考温度Tnenn的影响加权。在此，Tnenn是其中老化以系数1进行的参考温度：
SoH＝(Qchar-(2*(T/10-Tnenn/10)+1)*Qgew)*100/Qchar (8)
在一种示例性的方法变型中，总能量通量由电池单池的能量密度以及循环次数的组合确定：
Eges＝Wzelle*mzelle*n (9)
Eges＝Wzelle*Vzelle*n (10)
其中，Eges表示总能量通量，wzelle表示单池的重量或体积能量密度，mzelle表示单池的重量，Vzelle表示单池的体积，n表示循环数量(n也可以取实值)。
尤其根据历史参数确定，是否由于在相应电池单池的先前的运行期间出现的不允许的运行状态而有不利于相应电池单池的安全的进一步利用的情况，尤其是针对在机动车中的使用。
在一种优选的方法变型中，在第二阶段中针对电池的至少一个电池单池借助使用寿命相关的运行参数根据统计模型确定所述故障预测。在此，在该模型中尤其包括下述运行参数，即电池单池的运行持续时间、电池单池的循环数量、电池单池的容量、快充的总功率量和/或包括电池的机动车的里程数。
在一种优选的变型中，在第二阶段中针对电池的至少一个电池单池借助使用寿命相关的运行参数具体地根据韦伯分布确定所述故障预测。在该韦伯分布中尤其包括下述运行参数(具体地优选其当前确定出的值)，即电池单池的运行持续时间、电池单池的循环数量、电池单池的容量、快充的总功率量和/或包括电池的机动车的里程数(以及尤其与针对参数的相应的特征值或典型值有关)。该调整的韦伯分布以百分比说明电池单池故障的概率。
优选的是根据下述公式确定(尤其两个参数的)韦伯分布：
在此：
-t：电池单池的测得的(即尤其当前累积的(德语：aufgelaufen))运行持续时间，优选自上次分类以来，
-t0：在观察开始时，即尤其在上次分类的时刻时电池单池的初始的运行持续时间
-T：电池单池的特征运行持续时间(由制造商在设计的范畴中规定，例如针对电动车辆T＝5000h)，
-n：电池单池的测得的(尤其累积的)循环数量，
-n0：在观察开始时，电池单池的初始的循环数量，
-N：电池单池的特征循环数量(由制造商在设计的范畴中规定，例如针对典型的锂离子电池N＝1000)，
-c:电池单池的测得的容量，
-c0：在观察开始时，电池单池的初始的容量，
-C：电池单池的特征容量(由制造商在设计的范畴中规定，例如针对典型的锂离子电池C＝1000mAh)，
-p：在所观察的运行持续时间中快充的总功率量，
-p0：在观察开始时，初始的快充的总功率量，
-P：特征快充的总功率量(由制造商在设计的范畴中规定)，
-r：机动车的测得的(尤其累积的)里程数，
-r0：在安装电池单池时电动车辆的里程数，
-R：电动车辆的特征里程数(由制造商在设计的范畴中规定)，
-a，β，γ，κ，ν：针对不同的设计参数的确定的权重系数，
-b：韦伯分布的形状因数(针对早期故障的考虑选择形状参数b<1。针对随机故障的考虑，选择形状参数b＝1，这尤其表示恒定的假设的故障率。对于磨损和疲劳故障选择形状参数b>1)。
在上述变型中，总功率量p优选根据下述公式确定
尤其类似于总电荷量确定，其中，u(t)表示随时间变化的电压。
在第一阶段和尤其第二阶段中使用统计方法用于分类，以此使得能由此做出的表述有利地相对可靠。
在一种适宜的改进设计中，尤其根据上述韦伯分布确定出的相应的电池单池的故障预测根据其数值而与分类参数的值域相关联。
在此，为分类参数优选至少关联下述值范围，即“如新”(例如针对故障预测为百分之0至5；可直接用于机动车中)、“车辆使用”(例如针对故障预测百分之5至35；表示电池已被使用过但仍可用于机动车)、“二次使用”(或者也可以说“工业级”；例如针对故障预测百分之35至60；表示建议在主要使用目的下级的使用)和“回收”(也称为：“回收级”；例如针对故障预测百分之60至100；表示建议电池应送至材料回收利用)。因此这些值范围或“类别”表明电池的处理适宜性。优选地还向电池的使用者给出相应的建议或指示，例如“可以不受限制地在车辆内使用电池”、“建议更换电池，可以对电池进行后续使用”或“建议更换电池并送至回收”。
在相对于韦伯分布上述应用的备选的变型设计中产生故障预测，方式是首先针对一个生产单位(也称为“批”、“批量”或者“批次”)的电池单池统计学地根据测试确定误差密度函数。这些误差密度函数至少部分地借助韦伯分布“解释”，即尤其映射，使得(尤其部分地)可以导出针对电池单池的故障率，所述故障率根据故障的类型(早期故障、随机故障、老化故障)随时间变化或者尤其在随机故障的情况下不随时间变化。可选的是，以此确定出的故障率接着或者(尤其加权后)组合或者单个作为参数加入到针对电池单池(可选地针对由其构成的电池模块和/或还是针对包括电池模块的牵引电池)的描述模型中。作为描述模型例如可以使用可靠性图表、马尔可夫链等等。接着从以此参数化的描述模型中导出针对相应的电池单池(或电池模块或牵引电池)的可靠性和/或故障概率的至少一个特征值。一个或者多个特征值在此尤其代表上述的故障预测。尤其，上述与使用寿命相关的运行参数(优选其当前检测到的值)，优选电池单池的运行持续时间、电池单池的循环数量、电池单池的容量、快充的总功率量和/或包括电池的机动车的里程数也作为输入参数导入描述模型。如上所述，在此相应的电池单池的确定出的故障预测也根据其数值配设分类参数的相应的值范围。
可选地，例如在由使用者或者维护人员允许后，尤其借助相应的存储在电池管理系统和/或数据库中的措施准备电池以便后续使用或回收。这种准备例如包括将电池放电至分别预先规定的“剩余值”，将温度调整至预先规定的温度值和/或其他。尤其电池管理系统还被设置为在启动这些步骤之前打开电池和用电器，在机动车中尤其即“车载电网”，例如下游的控制装置和至少一个电动机之间的(高压)保护器。
在一种适宜的、额外的方法变型中，给至少一个电池单池根据在电池运行中检测到的特殊事件分配特殊的分类，即“特殊垃圾”，所述特殊事件使得回收是不可能的。例如情况是，针对相应的电池单池确定有完全的热损伤、超过界限值的机械损伤(因此是“严重的”损伤)等等。
优选地，电池(或相应电池单池)的在此和下文中所述的分类以预先规定的时间间隔和/或在单独可选择的时刻进行。在单独可选择的时刻的情况中，例如分类可以在车辆维护的范畴中由维护人员触发。
在一种尤其用于电池如上所述包括多个组成至少一个电池模块(优选甚至多个电池模块)的电池单池的情况的另外的优选方法变型中，针对至少多个、优选针对所有电池单池确定分类参数。根据针对电池单池的各个的分类参数接着优选确定模块分类参数和电池分类参数。
优选的是如上所述根据公式(1)针对每个或者至少一部分电池单池确定“单独的或者说自己的”香农熵。接着由此导出算术平均值：
在此：
-i:所观察的香农熵的编号
-Ei:所观察的物理参数的第i个数据集的香农熵
-m:所有数据集的数量。
由此尤其确定(尤其针对观察时间期间检测到的)数据集的所有香农熵的标准差：
由此接着优选导出每个单独的数据集的所谓异常系数Ai。
Ai＝|Ei-E|/σE (15)
异常系数尤其是一个香农熵偏离所有香农熵的平均值多少标准差的量度。该异常系数以及可选地额外或者备选地标准差有利地被使用，以便以较少的花费确定所观察的物理参数的测量数据中的统计异常值并且甚至优选地从上述考虑中排除。
优选地，从电池单池的单个分类参数中构成关于相应电池模块和/或电池的单个分类的百分比分布。因此该分布尤其表明，相应的电池模块或者电池具有的继续适合于车辆使用的百分比，待二次使用的百分比和待回收的百分比。可选地，这种分布又与边界分布比较并且基于该比较分类。例如为了进一步的车辆使用而接受针对二次使用的电池单池较小百分比。
进一步可选的是，在电池模块或整个电池分类时额外地还考虑在运行中出现的警告信息的数量，尤其加权考虑。例如在此，权重可以随着在电池模块或者电池中不同于车辆使用的、尤其“更差的”分类的增加而增加，因此使得在单个“单池分类”的分布越来越趋向于二次使用时，越来越少的警告信息足以将电池(或电池模块)的“总分类”设置为“更差的”类别，即例如从车辆使用设置成二次使用。
在一种另外的适宜的方法变型中，给电池专门配设关于至少一个所包含的电池单池的制造和/或结构、关于安全相关和/或使用寿命相关的运行参数的界限和/或关于用于启动下游使用和/或回收的措施的信息。优选地，这些信息在制造后，尤其由制造商存储在上述数据库和/或电池管理系统中。尤其，为了能够在安装电池时，可选地甚至在由一个或者多个电池单池制造电池时以简单的方式调用该信息，给相应电池单池、由多个电池单池构成的电池模块和/或甚至电池本身设置条形码，所述条形码包含这些信息和/或用于调用该信息的到数据库上的链接。
例如该信息包括关于下述内容的说明，即单池识别号和必要时的模块编号、电池编号以及可选地车辆识别号、针对电池单池使用的单池化学物、制造商的识别号、针对相应电池单池的第一次使用以及二次使用和达到使用寿命终止(“终止使用”)的制造商分别指定允许的(或者特征的)循环数、制造商指定允许的针对作为机动车电池的第一次使用的续航里程(里程数)，制造商指定允许的针对第一次使用、二次使用和达到使用寿命终止的运行持续时间(或者作为总运行持续时间，或者作为分开的针对储存、静歇和使用时间的数据)，制造商指定允许的针对第一次使用、二次使用和达到使用寿命终止的电荷通量，关于待使用的回收方法(例如回收步骤或回收方式)、关于有害物质的指示、制造商指定允许的针对第一次使用、二次使用和达到使用寿命终止的总能量通量、制造商指定允许的针对第一次使用、二次使用和达到使用寿命终止的总功率通量，制造商指定允许的针对第一次使用、二次使用和达到使用寿命终止的在电池单池的允许的运行电压窗口和/或允许的运行温度窗口之外的运行持续时间，关于在开始回收前待使用的放电方法，电池单池的标称重量和/或生产日期或成型日期。
根据本发明的电池尤其设置和配设用于机动车(可选电动自行车、滑板车、水用交通工具等等)中。在此，如上所述，电池具有至少一个电池单池(优选多个组合成电池模块的电池单池)和电池管理系统。电池管理系统设置成，在电池的运行中检测针对电池的至少一个电池单池的多个安全相关的和使用寿命相关的运行参数并将它们提供给电池管理系统的控制器和/或上述的(尤其对于电池或机动车)在外部的数据库，以便执行上述方法。
在一种适宜的设计方案中，电池管理系统，尤其其控制器设置为将根据上述分类不再适合于进一步车辆使用的单个电池单池或电池模块从电池模块中的多个电池单池的单池串或多个电池模块的模块串中排除。为此，电池有利地配备有相应的开关装置，以便能将单个电池单池或电池模块从相应的电路中断开。在这种情况中，电池因此被“重新配置”。
在一种另外的适宜的设计方案中，电池管理系统尤其针对信息被传送到外部数据库的情况设置用于将当前的运行参数和由其导出的参数传送到数据库以更新。在此尤其传送当前的分类参数，尤其其分布、识别特征，如车辆识别号或模块识别号、当前循环数量、当前里程数、当前电荷通量和/或当前容量、当前运行持续时间、在指定的运行窗口(如电压窗口、温度窗口、放电电流窗口)外的当前时间、已经出现的警告和/或具有相对于电池有安全参考意义的车辆状态报告(如事故数据、碰撞数据、传播警告、过热警告、深度放电警告、过充警告、电流过大警告、EMC警告等)的类型和数量、下一次分类的时间点、当前总能量通量、当前总功率通量和/或快充过程的当前数量。这些参数尤其也是数据库方面分类所需要的。可选地，电池管理系统还被设置为从数据库中针对相应的分类调用特征运行参数(即它们的特征值)，即尤其制造商方面针对相应的电池规定的特征运行参数。
根据本发明的电池回收回收利用系统包括上述数据库，该数据库包含关于电池中包含的至少一个电池单池的制造和/或构造、关于安全相关和/或使用寿命相关的运行参数的界限和/或关于启动电池单池的(在尤其机动车中主要或第一次使用的)下游的使用和/或回收利用的措施的电池特定的信息。这些信息尤其如上所述输送给数据库。该数据库此外设置用于从电池的电池管理系统获得针对电池的至少一个电池单池的多个安全相关的和使用寿命相关的运行参数并且尤其自动执行上述方法。
在一种适宜的设计方案中，数据库设置用于根据输入的信息在耗费和成本方面评估启动多个电池的下游使用和/或回收利用的措施，并且基于该评估产生针对用于使用和/或回收利用的设备的充分利用的计划。因此例如确定数据库中存储并且提供给进一步处理的有多少不同的具有相似分类分布、化学成分等等的电池。在这种情况中，数据库被有利地设置用于，对已分类的电池尤其在其特性和进一步处理方面分组，并将相应的分组信息例如传送给在位置上最接近所述组或至少负责的回收厂、下一个负责的车间等等，尤其为了在为了二次使用而改造电池的回收厂和/或车间的更好的利用率规划。
额外地该数据库可选地设置用于根据上述分组优选地确定产生的回收和/或特殊垃圾量、回收利用或处理成本等。
此外适宜的是，数据库还设置用于，例如在具有待回收的电池的机动车到达的回收厂时可选自动地给回收机传送关于特定电池所需的回收步骤的信息。
按照本发明的机动车包括上述电池。
附图说明
下面根据附图进一步阐述本发明的实施例。附图中：
图1示出具有多个由多个电池单池组成的电池模块的电池的示意图，
图2示出在多个电池和数据库之间数据的信息流图表的示意图，
图3示出在数据库和用于电池的回收位置之间信息流的图表的示意图，
图4示出具有电池的机动车的示意图。
相应的部件(和参数)在所有附图中总是配设相同的附图标记。
具体实施方式
图1中示出机动车2(见图4)的牵引电池，也称为电池包，简称“电池1”。电池1包括多个单独的电池单池，这些电池单池构造成二次电池单池(即可再充电的电池单池)并且简称为“单池4”。单池4以多个布置在共同的模块外壳6中，以此组合成电池模块8。单个单池4的相互连接没有进一步示出。电池1包括电池壳体10，其中又布置有多个电池模块8并且也相互连接，同样进一步未示出。
为了确定每个单池4的当前的运行参数，分别有传感器单元12分配给单池4。传感器单元设置用于检测相应单池4的当前温度T、单池4内的当前压力，以及可选地检测相应单池4内所含介质的分解气体的气体浓度。在此，采样率约为三十分之一赫兹就足够了。单个传感器信号的分辨率应在1开尔文、10千帕或1ppm溶解气体的范围内。
电池1还包括电池管理系统14，其构成控制器，所述控制器此外设置用于确定单个单池4的电气的运行参数，即当前的电压(优选具有1伏的分辨率)、充电和放电电流、总电荷通量QG、当前的(存储)容量c，以及其他运行参数，例如相应单池的累积的运行持续时间、执行的充电循环的数量n、快充的总功率量、机动车1的当前的里程数r等。
此外，电池管理系统14设置用于自动执行用于电池1在其进一步处理适宜性方面分类的方法。为此，电池管理系统14根据相应传感器单元12的数据以及在预先规定时间段内的当前电压在第一评估阶段中确定针对每个运行参数和针对每个单池4的香农熵。
若有香农熵超过预先规定的阈值，则电池管理系统14针对该单池4输出分类“回收级”并且中断针对该单池4的进一步评估。
若所有香农熵都低于相应的阈值，则电池管理系统14过渡至第二评估阶段。在该第二评估阶段中，电池管理系统14借助累积的运行持续时间、累积的充电循环数量、当前的和原始的容量、累积的快充的总功率量和累积的里程数针对每个单池确定韦伯分布。在此，相应的参数与其(制造商专门配设的)特征量，即在依规使用时会出现的量关联。
每个单池4的韦伯分布在此(以百分比)表明故障预测，即故障概率。接着根据预先确定的模式配设分类，该分类基于韦伯分布的值范围。这些分类表明，相应的单池4是否(几乎是)新的，是否适合进一步用于机动车2“(汽车级”)中，是否建议二次使用(例如在工业上作为临时储存器)(“工业级”)，或是否输送给材料回收利用(“回收级”)。
根据单个电池4的分类，电池管理系统14产生电池模块8和电池1的分类分布，再据此判断，具体根据阈值比较判断是否只更换一个电池模块8或者整个电池1。
为了对检测到的运行参数以及可选甚至分类进行冗余处理或出库(德语：Auslagerung)处理，电池管理系统14设置用于将上述传感器数据和运行参数以及必要时甚至单池4的分类传送到数据库20(见图2)上。该数据库20在此布置在服务器22上，服务器22对于多个电池管理系统14是可访问的，并且因此可以集合多个电池1的信息。而“客户24”(将在下面更详细地说明)又与服务器22处于通信连接。
为了能将特定电池1的信息首次与数据库20中制造商方面存储的记录关联，或者将信息以简单的方式传送到数据库20上以便存储，相应的单池4、电池模块8以及电池1分别配设有条形码30，其包含相对于相应数据库记录的链接。该数据库记录在此包含上述分类所需的运行参数的特征值的信息、所使用的单池化学物、制造日期和制造工厂等的信息。此外，数据库记录不断更新地包含如上所述的分类，其由数据库20方面确定或由电池管理系统14确定后传送到数据库20。
此外数据库20设置用于根据多个电池1的分类、估计不再可回收的电池4的针对二次使用、材料回收和必要时用于填埋或其他最终利用的体积以及为此估算的成本。
尤其服务器22与数据库20构成电池回收利用系统，借助该系统检测电池1的处理适宜性(其由相应分类引起)。
如果现在针对特定机动车1的电池1确定，该电池1被送至回收，则向机动车1的用户输出相应的信息(由数据库20或电池管理系统14触发)。例如该用户可以行驶到修车厂以便拆下电池1并且必要时更换。若电池1被送至表示客户24之一的回收厂32(见图3)，则可以在回收厂借助扫描仪34通过电池1或单池4或电池模块8相应的条形码30从数据库20中调用关于电池1的信息和针对特定电池1所需的回收利用过程。数据库20将这些信息例如传送到回收厂32的回收机36上或至少传送到那里的服务器上。回收的工序在此通常取决于相应的单池4的特定的单池化学物和结构。
由于关于多个电池1的信息集中存在于数据库20中，因此还可以并且有利地规定，借助数据库20进行回收厂32的充分利用规划，方式是例如将相同类型的电池1供应给不同的回收厂32用于回收利用，从而可以对多个电池1进行相同的回收利用工序，而不必对不同类型的电池反复切换回收机36等。
本发明的内容不局限于上述实施例。相反的是，本发明的另外的实施方式可以由本领域技术人员从上述说明中导出。尤其是本发明的根据不同实施例说明的单个特征和其设计变型方案也可以以其他方式相互结合。
附图标记列表：
1 电池
2 机动车
4 单池
6 模块壳体
8 电池模块
10 壳体
12 传感器单元
14 电池管理系统
20 数据库
22 服务器
24 客户
30 条形码
32 回收厂
34 扫描器
36 回收机
Claims (12)
1.一种在电池的进一步处理适宜性方面对电池(1)分类的方法，其中，根据本方法：
-在电池(1)的运行中，检测针对电池(1)的至少一个电池单池(4)的多个安全相关和使用寿命相关的运行参数，
-借助对至少一个所述运行参数和/或由其导出的计算参数的两阶段评估确定分类参数(SoR)，
其中，
-在第一阶段针对至少一个安全相关的运行参数导出安全参数并与对应的阈值比较，
-对于低于所述阈值或必要时多个阈值中的一个阈值的情况，在第二阶段中借助多个使用寿命相关的运行参数产生故障预测，并且
-根据故障预测确定分类参数(SoR)。
2.按照权利要求1所述的方法，
其中，在第一阶段中，根据针对电池单池(4)确定出的至少一个安全相关的运行参数，尤其根据温度、电压、压力和/或分解气体的气体浓度，针对所述电池(1)的至少一个电池单池(4)确定历史参数，所述历史参数表征之前的运行负载。
3.按照权利要求1或2所述的方法，
其中，在第二阶段中，针对电池(1)的至少一个电池单池(4)借助使用寿命相关的运行参数根据统计学的模型确定所述故障预测，在所述模型中尤其包括下述运行参数，即电池单池(4)的运行持续时间、电池单池(4)的循环数量、电池单池(4)的容量、快充的总功率量和/或包括所述电池(1)的机动车(2)的里程数。
4.按照权利要求3所述的方法，
其中，所述电池单池(4)或每个电池单池(4)的故障预测根据其数值被分配给分类参数(SoR)的值域。
5.按照权利要求4所述的方法，
其中，所述分类参数(SoR)至少配设下述值域即“如新”、“车辆使用”、“二次使用”和“回收”。
6.按照权利要求1至5之一所述的方法，
其中，根据在电池(1)运行中检测到的特殊事件给至少一个电池单池(4)分配特殊的分类，即“特殊垃圾”，所述特殊事件使得回收是不可能的。
7.按照权利要求1至6之一所述的方法，
其中，所述电池(1)包括多个组成至少一个电池模块(8)的电池单池(4)，其中，针对所述电池单池(4)的至少多个确定分类参数(SoR)，并且其中，根据各个分类参数(SoR)确定模块分类参数和电池分类参数。
8.按照权利要求1至7之一所述的方法，
其中，给电池(1)专门配设关于至少一个所包含的电池单池(4)的制造和/或构造、关于安全相关和/或使用寿命相关的运行参数的界限和/或关于用于启动下游使用和/或回收利用的措施的信息。
9.一种电池(1)，尤其用于机动车的电池，其包括：
至少一个电池单池(4)以及电池管理系统(14)，所述电池管理系统设置成，在电池(1)的运行中检测针对电池(1)的至少一个电池单池(4)的多个安全相关的和使用寿命相关的运行参数并将它们提供给电池管理系统(14)的控制器和/或在外部的数据库(20)，以便执行按照权利要求1至8之一所述的方法。
10.一种电池回收利用系统(20，22)，其包括数据库(20)，所述数据库包含电池专属的信息，所述信息关于电池(1)中包含的至少一个电池单池(4)的制造和/或构造、关于安全相关和/或使用寿命相关的运行参数的界限和/或关于启动电池单池(4)的下游的使用和/或回收利用的措施，其中，所述数据库(20)设置用于从电池(1)的电池管理系统(14)中获得针对电池(1)的至少一个电池单池(4)的多个安全相关和使用寿命相关的运行参数并执行根据权利要求1至8之一所述的方法。
11.按照权利要求10所述的电池回收系统(20，22)，
其中，所述数据库(20)设置用于根据输入的信息在耗费和成本方面评估启动多个电池(1)的下游使用和/或回收利用的措施，并且基于该评估产生用于使用和/或回收利用的设备的利用率规划。
12.一种机动车(2)，其具有按照权利要求9所述的电池(1)。
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