DE102009048174A1 - Verfahren zur Bestimmung von Spannungsgrenzwerten einer Batterie - Google Patents

Abstract

Batteriespannungsgrenzen für die Leistungsregelung bzw. -prognose sollen präziser bestimmt werden können. Hierzu wird bereitgestellt ein Verfahren zur Steuerung eines Grenzwerts einer Batteriespannung einer Batterie mit mehreren Zellen durch Messen der aktuellen Batteriespannung (U_B), Messen einer Batteriezellspannung (U_Z) einer der mehreren Zellen der Batterie und Setzen des Grenzwerts der Batteriespannung (G_B) auf die aktuelle Batteriespannung (U_B), wenn die gemessene Batteriezellspannung (U_Z) einen vorgegebenen Zellspannungsgrenzwert (G_Z) unterschreitet oder überschreitet. Ebenso wird bereitgestellt ein Verfahren zur Ermittlung eines Spannungsgrenzwerts für eine Leistungsprognose einer Batterie mit mehreren Zellen durch Messen der aktuellen Batteriespannung (U_Batt_Actual), Messen einer aktuellen kleinsten Batteriezellspannung einer der mehreren Zellen der Batterie (U_Cell_MinAllCells), Ermitteln der Differenz von aktueller Betriebsspannung (U_Batt_Actual) und dem Produkt aus der aktuellen kleinsten Batteriezellspannung (U_Cell_MinAllCells) mit der Anzahl der Zellen der Batterie und Gewinnen des Spannungsgrenzwerts (U_MinLmt_Adapted) aus der Summe der Differenz und des Produkts eines vorgegebenen Zellgrenzwerts (U_Cell_MinLmt) mit der Anzahl der Zellen der Batterie.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Grenzwerts einer Batteriespannung einer Batterie mit mehreren Zellen durch Messen der aktuellen Batteriespannung und Messen einer Batteriezellspannung einer der mehreren Zellen der Batterie. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung eines Spannungsgrenzwerts für eine Leistungsdiagnose einer Batterie mit mehreren Zellen.
• Bei der Antriebsregelung eines Hybrid-, Brennstoffzellen- und Elektrofahrzeugs treffen unterschiedliche Grenzwertanforderungen aufeinander. Diese residieren in den Steuergeräten für das Energiemanagement und dem elektrischen Antrieb, sowie dem Powertrain Management.
• Während des Fahrbetriebs resultieren die Grenzwerte aus den Systemzuständen, wie z. B. dem Ladezustand der HV-Batterie. Sie beeinflussen sich teilweise gegenseitig und können dabei auch widersprüchlich sein.
• Da es sich um Schutzfunktionen handelt, sind die Reglereingriffe abrupt und können den Komfort beeinträchtigen. Unter Umständen kann es sogar zu Systeminstabilitäten kommen. Ziel der Systemauslegung soll deshalb sein, diese harten Grenzen im Normalbetrieb nicht zu erreichen, sondern sich ihnen durch die Regelung allenfalls langsam zu nähern. Typische Grenzwerte einer Batterie mit mehreren Zellen sind maximal zulässiger Ladestrom der Batterie, maximal zulässige Batteriespannung, maximal zulässige Zellenspannung, maximal zulässiger Entladestrom der Batterie, kleinste zulässige Batteriespannung, kleinste zulässige Zellenspannung und dergleichen.
• Das Batteriemanagementsystem bzw. Batteriesteuergerät hat üblicherweise die Aufgabe, die Zellspannungen zu überwachen und zu schützen. Werden die Grenzen der Zellspannungen nicht eingehalten, müssen geeignete Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Durch entsprechende Regelungen in einzelnen Fahrzeugkomponenten soll dieser Fehlerfall vermieden werden. Hierzu begrenzt beispielsweise die Leistungselektronik des Elektroantriebs die Zwischenkreisspannung mittels einer Begrenzungsregelung bezogen auf einen Grenzwert. Fällt beispielsweise die Zwischenkreisspannung unter die kleinste zulässige Spannung der Batterie, reduziert der Elektroantrieb die Leistungsaufnahme, bis die Zwischenkreisspannung wieder über dem Grenzwert liegt. Gefahr, die Batterie(zellen)-Grenzwerte zu erreichen, besteht immer beim Laden und Entladen der HV-Batterie. Für den Betrieb des Elektroantriebs werden typischerweise folgende Messwerte ermittelt: aktuelle Batteriespannung, aktueller Batteriestrom, aktueller Ladezustand (SOC), aktuelle Batterietemperatur, aktuell kleinste Zellspannung aller Zellen, aktuell höchste Zellspannung aller Zellen, maximal zulässige Batteriespannung und dergleichen.
• Die Spannungsgrenzwerte der Batterien werden durch Multiplikation der Zellspannungsgrenzwerte mit der Zellenzahl berechnet. Durch Fertigungstoleranzen können die verbauten Batteriezellen unterschiedliche Kapazitäten aufweisen. Diese Unterschiede bewirken, dass beim Betreiben der Batterie einzelne Zellen beim Laden und Entladen schneller die Spannungsgrenzwerte erreichen. Durch dieses Verhalten können die Batteriespannungsgrenzwerte nur annähernd bestimmt werden. Der reale Batteriespannungsgrenzwert wird immer durch die Zelle bestimmt, die als erstes einen der Grenzwerte erreicht. Aus den Batteriegrenzwerten und den aktuellen Batteriewerten kann ein Strom- und Spannungspaar prognostiziert werden, das sich einstellt, wenn die maximale Batterieleistung erreicht wird. Es werden Strom-Spannungspaare für das Laden und Entladen des Akkus berechnet. Darüber hinaus kann aus der Leistungsprognose ein maximal mögliches Drehmoment in Abhängigkeit von aktuellen Motordaten prognostiziert werden.
• Aus der Druckschrift DE 10 2007 023 901 A1 ist eine Fahrzeugbatterievorrichtung insbesondere für eine Batterie eines Hybridkraftfahrzeugs mit einer Einheit bekannt, die dazu vorgesehen ist, abhängig von einer Prognose eine Kenngröße zu begrenzen bzw. einzustellen.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Batteriespannungsgrenzen präziser bestimmen zu können.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder ein Verfahren nach Anspruch 5. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also bereitgestellt ein Verfahren zur Steuerung eines Grenzwerts einer Batteriespannung einer Batterie mit mehreren Zellen durch Messen der aktuellen Batteriespannung und Messen einer Batteriezellspannung einer der mehreren Zellen der Batterie sowie Setzen des Grenzwerts der Batteriespannung auf die aktuelle Batteriespannung, wenn die gemessene Batteriezellspannung einen vorgegebenen Zellspannungsgrenzwert unterschreitet oder überschreitet.
• Darüber hinaus wird bereitgestellt ein Verfahren zur Ermittlung eines Spannungsgrenzwerts für eine Leistungsprognose einer Batterie mit mehreren Zellen durch Messen der aktuellen Batteriespannung, Messen einer aktuellen kleinsten Batteriezellspannung einer der mehreren Zellen der Batterie, Ermitteln der Differenz von aktueller Batteriespannung und dem Produkt aus der aktuellen kleinsten Batteriezellspannung mit der Anzahl der Zellen der Batterie und Gewinnen des Spannungsgrenzwerts aus der Summe der Differenz und des Produkts eines vorgegebenen Zellgrenzwerts mit der Anzahl der Zellen der Batterie.
• In vorteilhafter Weise werden somit für die Batteriegrenzwerte aktuelle Batteriezellspannungen herangezogen, so dass die Grenzwerte näher an der Realität liegen.
• In einer Weiterentwicklung kann eine Spannungsdifferenz zwischen einer Leistungselektronik und einem Batteriesteuergerät, die beide an die Batterie angeschlossen sind, gemessen und der Grenzwert der Batteriespannung bzw. der Spannungsgrenzwert ständig anhand der Spannungsdifferenz korrigiert werden. Darüber hinaus kann der Grenzwert der Batteriespannung bei zunehmender Batterietemperatur, bei Erhöhung des Ladezustands der Batterie und/oder nach einem Zellenausgleich auf einen vorgegebenen Grenzwert zurückgesetzt werden. Vorzugsweise werden die oben vorgestellten Verfahren zur Begrenzungsregelung der Leistungsaufnahme oder Leistungsabgabe einer Batterie herangezogen. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn ein vorzugebender Zellgrenzwert in Abhängigkeit von einem aktuellen Batteriezustand oder Fahrzeugzustand bestimmt ist.
• Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
• 1 Zeitablaufdiagramme bisheriger Batterieregelungsverfahren;
• 2 ein Zeitablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Batterieregelungsverfahrens; und
• 3 ein Signalflussdiagramm zum Adaptieren eines Batteriegrenzwerts.
• Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dabei können die im Zusammenhang mit den 2 und 3 beschriebenen Verfahren sowohl einzeln als auch kombiniert verwendet werden. Ebenso ist es nicht notwendig, dass die beiden Verfahren in demselben Steuergerät implementiert werden. Beispielsweise können die Verfahren in der Leistungselektronik eines Elektroantriebs oder direkt im Batteriemanagementsystem platziert werden.
• Das zunächst anhand der 1 und 2 vorgestellte Verfahren betrifft die Berechnung eines Batteriegrenzwerts beispielsweise für die Leistungselektronik. Zum besseren Verständnis wird zunächst anhand von 1 eine bisher bekannte Regelung bzw. Schutzfunktion dargestellt. Wird eine Batterie entladen, so sinkt ihre Batteriespannung U_B, die die aktuelle Gesamtbatteriespannung darstellt, über der Zeit t ab. Die Batteriezellspannung U_Z, d. h. die aktuelle Spannung einer einzelnen Zelle der Batterie, sinkt dabei in der Regel ebenfalls ab. Erreicht bei dem Stromfluss aus der Batterie eine Batteriezellspannung den Zellspannungsgrenzwert G_Z für die kleinste zulässige Zellspannung, wird über eine Rampe R die kleinste zulässige Batteriespannung, d. h. der Batteriegrenzwert G_B, für die Gesamtbatteriespannung angehoben. Die Anhebung des Grenzwerts erfolgt so lange, bis alle Zellspannungen wieder im erlaubten Bereich sind.
• Beim Laden der Batterie wird bislang analog vorgegangen (dieser Vorgang ist in 1 jedoch nicht dargestellt). Erreicht bei Batterieladung (Strom fließt in die Batterie) eine Zellenspannung den Grenzwert für die höchste zulässige Zellspannung, wird über eine Rampe die höchste zulässige Batteriespannung (Grenzwert) reduziert. Die Reduzierung des Grenzwerts erfolgt so lange, bis alle Zellspannungen wieder im erlaubten Bereich sind.
• Diese bisherige Regelung bzw. Schutzfunktion hat folgenden Nachteil. Erreichen die Zellen ihren Spannungsgrenzwert und die Batteriespannung (Summe aller Zellspannungen) ist noch weit von ihrem Grenzwert entfernt, greift der Schutzmechanismus des Batteriemanagementsystems verspätet, weil der Grenzwert der Gesamtspannung U_B über die Rampenfunktion R verändert wird. Der Schutzmechanismus greift erst dann, wenn der Grenzwert G_B der Gesamtspannung die aktuelle Ist-Spannung der Batterie erreicht. Für einen Zeitraum t_G ist somit eine Grenzwertverletzung gegeben. Greift der Schutzmechanismus verspätet, öffnet das Batteriemanagementsystem die Batterieschütze, um die Zellen vor Schaden zu schützen.
• Um diese Nachteile zu vermeiden, ist folgende, anhand von 2 näher erläuterte Grenzwertermittlung vorgesehen. Diese Ermittlung wird wiederum für den Fall des Entladens der Batterie, der zeichnerisch dargestellt ist, erläutert. Erreicht bei Belastung (Strom fließt aus der Batterie) eine Batteriezellspannung U_Z den Zellspannungsgrenzwert G_Z für die kleinste zulässige Zellspannung, wird die kleinste zulässige Batteriespannung, d. h. der Batteriegrenzwert G_B, auf die aktuelle Batteriespannung gemäß Sprung S angehoben, so dass er nun den Wert G'_B besitzt. Die Anhebung des Grenzwerts erfolgt so lange, bis alle Zellspannungen wieder im erlaubten Bereich sind, d. h. U_Z > G_Z.
• Der Fall des Ladens der Batterie wird wieder analog gehandhabt. Erreicht bei dem Batterieladen (Strom fließt in die Batterie) eine Zellspannung den Grenzwert für die höchste zulässige Zellspannung, wird die höchste zulässige Batteriespannung (Grenzwert) auf die aktuelle Batteriespannung reduziert. Ist der Grenzwert der Zelle weiterhin verletzt, wird über eine Rampe die Spannung weiter reduziert. Die Reduzierung des Grenzwerts erfolgt so lange, bis alle Zellspannungen wieder im erlaubten Bereich sind.
• Dieses Verfahren zur Ermittlung des Grenzwerts bietet den Vorteil, dass die Grenzwertverletzung zum Zeitpunkt t₀ praktisch nicht gegeben ist oder bei starker Unterschreitung ebenfalls deutlich geringer ist als bei dem bekannten Verfahren gemäß 1. Die Gefahr, dass die Batterieschütze zum Schutz der Zellen geöffnet werden, ist deutlich gesenkt.
• Das Verfahren zur Steuerung des Grenzwerts kann beispielsweise in einem Motorsteuergerät implementiert sein. Es kann aber auch in anderen Steuergeräten verwendet werden. Eine Implementierung im Batteriesteuergerät ist empfehlenswert, da in diesem Fall ein schnellerer Datenaustausch möglich ist.
• Die berechneten Spannungsgrenzwerte beziehen sich auf die Spannungswerte des Antriebsakkus. Die Begrenzungsregelung hat die Aufgabe, die HV-Spannung auf diese Werte zu begrenzen. Spannungsverluste über den HV-Leitungen und Messdifferenzen zwischen der Leistungselektronik und dem Batteriesteuergerät verhindern jedoch eine exakte Begrenzungsregelung. Die von der Leistungselektronik und vom Batteriesteuergerät gemessenen HV-Spannungen sind folglich unterschiedlich. Deshalb erfolgt beispielsweise zusätzlich in dem oben vorgestellten Algorithmus eine ständige Korrektur der Spannungsgrenzwerte um den Wert der Spannungsdifferenz zwischen Batteriesteuergerät und Leistungselektronik.
• Bei der hier beschriebenen Grenzwertanpassung werden die vom Batteriesteuergerät vorgegebenen Spannungsgrenzwerte eingeschränkt. Eine Anpassung der Grenzwerte schränkt somit die maximal mögliche Akkuleistung ein. Eine Leistungserhöhung erfolgt nicht. Nach einer erfolgten Grenzwertanpassung wird deshalb geprüft werden, ob diese noch sinnvoll bzw. plausibel ist. Beispielsweise kann mit zunehmender Batterietemperatur, bei SOC-Erhöhung, nach Zellenausgleich und dergleichen die Grenzwertanpassung wieder zurückgenommen werden.
• Auch bei der Durchführung einer Leistungsprognose sind Batteriegrenzwerte zu beachten. Auch für sie ist es günstig, den aktuellen Zustand der einzelnen Zellen zu berücksichtigen. Nachfolgend wird daher ein Verfahren zur Anpassung der Batteriegrenzwerte für die Leistungsprognose anhand von 3 erläutert. Dieses Verfahren zur Ermittlung eines Spannungsgrenzwerts ist grundsätzlich unabhängig von dem Verfahren zur Steuerung eines Grenzwerts gemäß 2.
• Um die Wertepaare von Spannung und Strom für die Leistungsprognose bei maximaler Batterieleistung zu bestimmen, ist es zwingend notwendig, die kleinste bzw. höchste zulässige Batteriespannung zu kennen. Um erfindungsgemäß die Leistungsprognose zu verfeinern, werden die vom Batteriesteuergerät gesendeten Batteriegrenzwerte (kleinste und höchste) in Abhängigkeit von der niedrigsten und höchsten Einzelzellspannung angepasst. Diese modifizierten Spannungsgrenzwerte dienen der Leistungsprognose als Basis für die Berechnung der Strom-Spannungspaare.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst auch hier ein bekanntes Verfahren zur Ermittlung der Spannungsgrenzwerte für die Leistungsprognose kurz vorgestellt. Bei dieser alten Methode wurden die vom Batteriesteuergerät gesendeten Batteriegrenzwerte mit Sicherheitsabständen angepasst. Eine Berücksichtigung von Einzelzellspannungen erfolgte nicht.
• Bei dem erfindungsgemäß neu entwickelten Verfahren zur Ermittlung der Spannungsgrenzwerte für die Leistungsprognose werden die vom Batteriesteuergerät gesendeten Batteriegrenzwerte in Abhängigkeit von den Einzelzellspannungen angepasst. Es werden somit unterschiedliche Zellverhalten bzw. Zellzustände berücksichtigt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Ausführungsform von 3 beispielsweise zum Entladen einer Batterie verwendet werden. Die kleinste zulässige Batteriespannung U_MinLmt ist erreicht, wenn mindestens eine Batteriezelle die kleinste zulässige Zellspannung U_Cell_MinLmt erreicht. Die Zelle, die als erste die minimale Zellspannungsgrenze U_Cell_MinLmt erreicht, bestimmt die niedrigste Spannungsgrenze im Zwischenkreis. Der theoretische unterste Spannungsgrenzwert der Batterie U_MinLmt berechnet sich aus der kleinsten zulässigen Zellspannung U_Cell_MinLmt multipliziert mit der Zellenzahl der Batterie „NumberOfCells”. Da sich in der Praxis die Zellen unterschiedlich verhalten, ist dieser Wert stets ungenau und muss angepasst werden. Diese Anpassung erfolgt hier durch einen Faktor f, der hier aus der Batterietemperatur „Batt_Temperature” und dem Ladezustand „Batt_SOC” ermittelt wird.
• Zur Anpassung des theoretischen unteren Spannungsgrenzwerts U_MinLmt zu einem angepassten Wert U_MinLmt_Adapted berechnet zunächst ein Subtraktionsblock D die Differenz zwischen der aktuellen Betriebsspannung U_Batt_Actual und der aktuell kleinsten Zellspannung U_Cell_MinAllCells multipliziert mit der Zellenanzahl „NumberOfCells”. Das Ergebnis dieser Subtraktion bestimmt den Wert, um den der theoretische Spannungsgrenzwert U_MinLmt angepasst werden muss. Durch Addition des mit einem Filter F und einem Begrenzer L aufbereiteten Differenzwerts mit der theoretischen, kleinsten zulässigen Gesamtbatteriespannung U_MinLmt wird der reale untere Spannungsgrenzwert U_MinLmt_Adapted der Batterie berechnet. Diese angepasste neue Spannungsgrenze U_MinLmt_Adapted berücksichtigt das unterschiedliche Zellverhalten bzw. den unterschiedlichen Zellzustand.
• Auch zum Laden der Batterie kann das obige Verfahren gemäß dem Blockschaltdiagramm von 3 analog eingesetzt werden. Die höchste zulässige Batteriespannung ist somit erreicht, wenn mindestens eine Batteriezelle die höchste zulässige Zellspannung erreicht. Die Zelle, die als erste die maximale Zellspannungsgrenze erreicht, bestimmt die oberste Spannungsgrenze im Zwischenkreis. Der theoretische oberste Spannungsgrenzwert der Batterie U_MaxLmt (anstelle des Werts U_MinLmt in 3) berechnet sich aus der höchsten zulässigen Zellenspannung multipliziert mit der Zellenzahl der Batterie. Da sich in der Praxis die Zellen unterschiedlich verhalten, ist dieser Wert wiederum stets ungenau und muss wie oben angepasst werden.
• Zur Berechnung des oberen Spannungsgrenzwerts berechnet dann der Subtraktionsblock D die Differenz zwischen der aktuellen Batteriespannung und der aktuell höchsten Zellspannung multipliziert mit der Zellenzahl. Das Ergebnis dieser Subtraktion bestimmt den Wert, um den der theoretische Spannungsgrenzwert angepasst werden muss. Durch Addition des aufbereiteten Ergebnisses (Filter F und Begrenzung L) mit der theoretischen, höchsten zulässigen Gesamtbatteriespannung wird der reale obere Spannungsgrenzwert der Batterie berechnet. Die angepasste neue Spannungsgrenze U_MaxLmt_Adapted berücksichtigt das unterschiedliche Zellverhalten bzw. den unterschiedlichen Zellenzustand.
• In vorteilhafter Weise wird durch die Anpassung der Batteriegrenzwerte unter Berücksichtigung der niedrigsten und höchsten Zellspannung die Leistungsprognose genauer. Darüber hinaus ist das neue Verfahren einfach, denn es benötigt wenig Rechenleistung und wenig Speicher, besteht aus einem einfachen Algorithmus und kann leicht in andere Steuergeräte übertragen werden, wobei ein geringer Aufwand zur Applikation gegeben ist.
• Auch bei dieser beschriebenen Grenzwertanpassung werden die vom Batteriesteuergerät vorgegebenen Spannungsgrenzwerte eingeschränkt. Eine Anpassung der Grenzwerte schränkt somit die maximal mögliche Akkuleistung ein. Eine Leistungserhöhung ist nicht möglich. Bei dieser Methode bzw. diesem Verfahren ist die Einschränkung jedoch nur so lange aktiv, wie die Einzelzellspannungen differieren. Die Anpassung der Batteriespannungsgrenzen erfolgt außerdem nicht sprunghaft, wodurch starke Schwankungen in der Drehmomentprognose ausgeschlossen sind.
• Die Implementierung des anhand von 3 vorgestellten Verfahrens kann in einem Motorsteuergerät erfolgen. Es ist ebenso möglich, das Verfahren in anderen Steuergeräten zu implementieren. Eine Implementierung im Batteriesteuergerät ist dabei zu empfehlen, da in diesem Fall ein schnellerer Datenaustausch möglich ist.
• Auch bei diesem Verfahren sollten Spannungsverluste und Messungenauigkeiten berücksichtigt werden. Die berechneten Spannungsgrenzwerte beziehen sich nämlich auf die Spannungswerte des Antriebsakkus. Die Begrenzungsregelung hat die Aufgabe, die HV-Spannung auf diese Werte zu begrenzen. Spannungsverluste über den HV-Leitungen und Messdifferenzen zwischen der Leistungselektronik und dem Batteriesteuergerät verhindern jedoch eine exakte Begrenzungsregelung. Folglich sind die von der Leistungselektronik und dem Batteriesteuergerät gemessenen HV-Spannungen unterschiedlich. Deshalb erfolgt zusätzlich im Algorithmus der neuen Methode eine ständige Korrektur der Spannungsgrenzwerte um den Wert der Spannungsdifferenz zwischen dem Batteriesteuergerät und der Leistungselektronik.
• In den obigen Beispielen sind die Zellspannungsgrenzwerte U_Cell_MinLmt bzw. U_Cell_MaxLmt zur Vereinfachung als konstante Werte angenommen. In der Realität werden diese Spannungsgrenzen jedoch in Abhängigkeit verschiedenster Batterie- und Fahrzeugzustände verändert. Vorzugsweise werden solche Änderungen in dem Verfahren berücksichtigt.
• Bezugszeichenliste

• Batt_SOC

  Batterietemperatur

  Batt_Temperature

  Batterieladezustand

  D

  Subtraktionsblock

  f

  Faktor

  F

  Filter

  GB, G'B

  Batteriegrenzwerte

  GZ

  Zellspannungsgrenzwert

  L

  Begrenzer

  R

  Rampe

  S

  Sprung

  t

  Zeit

  t0

  Zeitpunkt

  tG

  Zeitraum

  UB

  Batteriespannung

  UZ

  Batteriezellspannung

  U_Batt_Actual

  aktuelle Betriebsspannung

  U_Cell_MaxLmt

  höchste zulässige Zellspannung

  U_Cell_MinAllCells

  aktuell kleinste Zellspannung

  U_Cell_MinLmt

  kleinste zulässige Zellspannung

  U_MaxLmt

  höchste zulässige Batteriespannung

  U_MaxLmt_Adapted

  angepasster oberster Spannungsgrenzwert

  U_MinLmt

  kleinste zulässige Batteriespannung

  U_MinLmt_Adapted

  angepasster unterer Spannungsgrenzwert

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102007023901 A1 [0007]

Claims (7)

1. Verfahren zur Steuerung eines Grenzwerts einer Batteriespannung einer Batterie mit mehreren Zellen durch – Messen der aktuellen Batteriespannung (U_B) und – Messen einer Batteriezellspannung (U_Z) einer der mehreren Zellen der Batterie, gekennzeichnet durch – Setzen des Grenzwerts der Batteriespannung (G_B) auf die aktuelle Batteriespannung (U_B), wenn die gemessene Batteriezellspannung (U_Z) einen vorgegebenen Zellspannungsgrenzwert (G_Z) unterschreitet oder überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannungsdifferenz zwischen einer Leistungselektronik und einem Batteriesteuergerät, die beide an die Batterie angeschlossen sind, gemessen und der Grenzwert der Batteriespannung (G_B) ständig anhand der Spannungsdifferenz korrigiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert der Batteriespannung (G_B) bei zunehmender Batterietemperatur (Batt_Temperature), bei Erhöhung des Ladezustands der Batterie (Batt_SOC) und/oder nach einem Zellenausgleich auf einen vorgegebenen Grenzwert zurückgesetzt wird.
4. Verfahren zur Begrenzungsregelung der Leistungsaufnahme oder Leistungsabgabe einer Batterie anhand eines Grenzwerts, der nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche gesteuert wird.
5. Verfahren zur Ermittlung eines Spannungsgrenzwerts für eine Leistungsprognose einer Batterie mit mehreren Zellen, gekennzeichnet durch – Messen der aktuellen Batteriespannung (U_Batt_Actual), – Messen einer aktuellen kleinsten Batteriezellspannung einer der mehreren Zellen der Batterie (U_Cell_MinAllCells), – Ermitteln der Differenz von aktueller Batteriespannung (U_Batt_Actual) und dem Produkt aus der aktuellen kleinsten Batteriezellspannung (U_Cell_MinAllCells) mit der Anzahl der Zellen der Batterie (NumberOfCells) und – Gewinnen des Spannungsgrenzwerts (U_MinLmt_Adapted) aus der Summe der Differenz und des Produkts eines vorgegebenen Zellgrenzwerts (U_Cell_MinLmt) mit der Anzahl der Zellen der Batterie (NumberOfCells).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannungsdifferenz zwischen einer Leistungselektronik und einem Batteriesteuergerät, die beide an die Batterie angeschlossen sind, gemessen und der Spannungsgrenzwert (U_MinLmt_Adapted) ständig anhand der Spannungsdifferenz korrigiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Zellgrenzwert (U_Cell_MinLmt) in Abhängigkeit von einem aktuellen Batteriezustand oder Fahrzeugzustand bestimmt ist.

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