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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen einer Batteriezelle, auf eine entsprechende Batteriezelle für eine Fahrzeugbatterie, auf eine entsprechende Fahrzeugbatterie sowie auf ein entsprechendes Verfahren zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen einer Batteriezelle.
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Für viele Anwendungen, insbesondere bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen, ist es wünschenswert, über den Zustand der Batterien informiert zu werden. Innerhalb der Batterie können eine Erfassung von Messwerten der Batteriezellen mittels diskreter Elektronik und eine Übertragung dieser Messwerte über dezidierte Datenleitungen, z. B. CAN-Bus, an ein zentrales Steuergerät erfolgen. Eine Bereithaltung und Bearbeitung aller Daten kann in diesem zentralen Steuergerät erfolgen.
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Die
DE 102 25 658 A1 offenbart ein Batteriesystem und ein Verfahren zur Übertragung einer Information über eine Batterieeigenschaft.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen einer Batteriezelle, ein entsprechendes Verfahren, weiterhin eine Batteriezelle sowie schließlich eine entsprechende Batterie gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Eine Auswertung einer Vielzahl von Messwerten einer Vielzahl von Batteriezellen in einem zentralen Steuergerät erfordert zum einen die Übertragung einer großen Datenmenge und zum anderen genügend Ressourcen zur Verarbeitung der großen Datenmenge. Dabei können sowohl die zu übertragene Datenmenge als auch die notwendigen Ressourcen zum Verarbeiten in dem zentralen Steuergerät erheblich verringert werden, wenn eine Vorverarbeitung bereits auf dem Niveau jeder einzelnen Batteriezelle erfolgt. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Batteriezellen bereits Teile der notwendigen Infrastruktur beziehungsweise Ressourcen für andere Aufgaben vorhalten. Weiterhin kann ein flexibleres System erzielt werden, da es nicht erforderlich ist, ein zentrales Batteriemanagementsystem an unterschiedliche Zellchemie oder ähnliche Faktoren anzupassen, wenn die Verarbeitung der Messdaten direkt in der entsprechenden Batteriezelle abläuft.
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Eine Vorrichtung zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen einer Batteriezelle weist die folgenden Merkmale auf:
eine Sensorschnittstelle zum Empfang von zumindest einem Messwert, wobei der Messwert zumindest, der Batteriezelle eine physikalische Größe repräsentiert;
eine Einrichtung zum Bestimmen zumindest einer Zustandsvariablen unter Verwendung des zumindest einen Messwerts, wobei die Zustandsvariable einen Zustand der der Batteriezelle repräsentiert; und
eine Schnittstelle zum Ausgeben der zumindest einen Zustandsvariablen, wobei die Schnittstelle ausgebildet ist, die zumindest eine Zustandsvariable an einen zu der Batteriezelle extern angeordneten Empfänger auszugeben.
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Unter einer Batteriezelle kann ein wiederaufladbarer Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis verstanden werden. Unter einer Batteriezelle kann eine wiederaufladbare Sekundärzelle, ein Sekundärelement beziehungsweise ein Akkumulator verstanden werden. Unter einer Batterie kann eine Zusammenschaltung mehrerer Batteriezellen verstanden werden. Die Batteriezellen in einer Batterie können die gleiche Zellchemie aufweisen. Die Batterie kann in einem Fahrzeug eingesetzt werden. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein sonstiges Nutzfahrzeug handeln. Das Fahrzeug kann mit einem Hybrid-Antrieb ausgestattet sein oder es kann sich um ein Elektrofahrzeug handeln. Die Batterie kann jedoch auch in anderen Geräten oder Anwendungen zum Einsatz kommen. Von der Batteriezelle kann unter anderem ein Ladezustand, auch als State-of-Charge (SOC) bezeichnet, ein Funktionszustand, auch als State-of-Function (SOF) bezeichnet und zusätzlich oder alternativ ein Alterungszustand oder Lebensdauerzustand, auch als State-of-Health (SOH) bezeichnet, als Zustandsvariable bestimmt werden. Eine Zustandsvariable kann unter Verwendung von Messwerten bestimmt werden und repräsentiert einen Zustand der Batteriezelle. Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Sensorschnittstelle und/oder eine Schnittstelle zum Ausgeben aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Dabei können die Sensorschnittstelle und/oder die Schnittstelle zum Ausgeben als zwei separate Schnittstellen ausgebildet sein oder als eine integrierte Schnittstelle ausgebildet sein, beispielsweise als eine Busschnittstelle.
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Die Vorrichtung kann als ein dezentraler und integrierter Zustandsberechner ausgeführt sein. Dieser bietet einen deutlichen Mehrwert, da statt einer großen Menge von Messwerten nur das Berechnungsergebnis in Form der zumindest einen Zustandsvariablen über eine Datenverbindung, beispielsweise einen Bus, an ein Steuergerät zu übertragen ist. Diese Datenreduktion erleichtert die Kommunikation und entlastet das Steuergerät deutlich. Bei unterschiedlichem Zell- und Batteriehersteller muss kein Wissen über die Zellspezifikation und Berechnungsmodelle an Dritte weitergegeben werden. Dies dient einer Vereinfachung und damit einem Mehrwert für den OEM, da Zellen einfacher austauschbar und kombinierbar werden. Ein Batteriemanagementsystem (BMS) ist somit nicht mehr aufwendig an geänderte Zelltypen anzupassen. Bei Reparatur einer defekten Batterie, beispielsweise einem Austausch einer defekten Zelle im Pack, bekommt das Batteriemanagementsystem automatisch den neuen Zellzustand gemeldet und muss nicht mehr umprogrammiert werden, falls ein solches Update überhaupt vorgesehen ist.
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Ferner kann die Einrichtung zum Bestimmen ausgebildet sein, die zumindest eine Zustandsvariable der Batteriezelle mittels eines Modells der Batteriezelle zu bestimmen. Mittels eines, beispielsweise mathematischen, Modells kann aus zumindest einem Messwert eine Zustandsvariable bestimmt werden. Einige nicht direkt messbare Batteriezustandsgrößen, wie beispielsweise der Ladezustand oder der Innenwiderstand, können das Verhalten einer Batteriezelle und somit einer Batterie beeinflussen. So kann ein berechneter Ladezustand eine nützliche Information für den Anwender darstellen. So kann dieser sein Benutzerverhalten dem Ladezustand anpassen.
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Auch kann das Modell zur Bestimmung der zumindest einen Zustandsvariablen ein äquivalentes Schaltungsmodell und zusätzlich oder alternativ ein elektrochemisches Modell der Batteriezelle repräsentieren. Unter einem äquivalenten Schaltungsmodell kann ein elektrisches Ersatzschaltbild und/oder ein „Equivalent Circuit Model“ (ECM) verstanden werden. Ein äquivalentes Schaltungsmodell kann eine phänomenologische Beschreibung einer Batteriezelle darstellen. Unter einem elektrochemischen Modell kann ein Batteriezellenmodell verstanden werden, welches die chemischen, physikalischen, chemisch-physikalischen und elektrochemischen Prozesse einer Batteriezelle beschreibt. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um den mittels des Modells bestimmten Zustand der Batteriezelle an ein zentrales Steuergerät zu senden. Auch kann der Zustand von dem zentralen Steuergerät abgerufen werden.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung eine Speichereinheit aufweisen, die ausgebildet ist, eine Batteriezellhistorie zu speichern und die Einrichtung zum Bestimmen kann ausgebildet sein, die Zustandsvariable unter Verwendung der Batteriezellhistorie zu bestimmen. Unter einer Zellhistorie kann beispielsweise eine Anzahl von Lade- und/oder Entladezyklen oder Betriebsstunden während des aktuellen Entladevorgangs verstanden werden. Die Vorrichtung zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen einer Batteriezelle kann ausgebildet sein, um unter Verwendung von aktuellen Messwerten und der Batteriezellhistorie effizient zumindest eine aktuelle Zustandsvariable der Batterie bestimmen.
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Ferner kann die Einrichtung zum Bestimmen ausgebildet sein, eine Mehrzahl von Zustandsvariablen zu bestimmen. Die Schnittstelle zum Ausgeben kann ausgebildet sein, eine Mehrzahl von Zustandsvariablen auszugeben. Vorteilhaft kann die Bestimmung einer Mehrzahl von Zustandsvariablen sein, um den aktuellen Zustand der Batteriezelle umfassender zu beschreiben.
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Die zumindest eine Zustandsvariable kann einen Funktionszustand, einen Alterungszustand, eine Restkapazität und zusätzlich oder alternativ einen Ladezustand repräsentieren. Mittels Funktionszustand, auch als State-of-Function bezeichnet, Alterungszustand oder Lebensdauerzustand, auch als State-of-Health bezeichnet, Ladezustand, auch als State-of-Charge bezeichnet, und gelichzeitig oder alternativ Restkapazität der Batteriezelle kann für einen Anwender oder eine Steuereinrichtung eine umfassende Beschreibung über den Zustand der Batteriezelle zur Verfügung gestellt werden.
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Eine Batteriezelle für eine Fahrzeugbatterie weist die folgenden Merkmale auf:
zumindest einen Batteriesensor, der ausgebildet ist, um zumindest einen Messwert auszugeben, wobei der Messwert zumindest eine physikalische Größe der Batteriezelle repräsentiert, und
eine Vorrichtung zur Bestimmung zumindest einer Zustandsvariablen unter Verwendung des Messwerts.
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Unter einem Batteriesensor kann ein Messgrößen-Aufnehmer oder Sensor verstanden werden, der von einer Batteriezelle zumindest eine physikalische Größe erfasst und in ein elektrisches Signal umwandelt. Unter einem Batteriesensor kann ein Messumformer und/oder Messwandler verstanden werden. Dabei kann ein Batteriesensor als integrierter Batteriesensor eine Mehrzahl von unterschiedlichen physikalischen Größen erfassen.
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Die Batteriezelle kann ein Gehäuse aufweisen. Die Vorrichtung zur Bestimmung und zusätzlich oder alternativ der zumindest eine Batteriesensor können im Inneren des Gehäuses angeordnet sein. Das Gehäuse kann die Batteriezelle und zusätzlich die Vorrichtung und den Batteriesensor schützen, sofern diese innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Durch die Anordnung der Komponenten der Batteriezelle im Inneren des Gehäuses kann eine kompakte, integrierte Batteriezelle geschaffen werden, die sich einfach in einer Batterie als eine Einheit integrieren lässt.
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Eine Batterie für ein Fahrzeug weist zumindest eine Batteriezelle gemäß einer genannten Ausführungsform und ein Batteriemanagementsystem auf, wobei das Batteriemanagementsystem ausgebildet ist, die Zustandsvariable der zumindest einen Batteriezelle zu empfangen.
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Ein Batteriemanagementsystem kann ausgebildet sein, um eine Vielzahl von Batteriezellen zu überwachen und Informationen über deren Zustand bereitstellen. Ein Batteriemanagementsystem kann als eine elektronische Schaltung ausgebildet sein, welche zur Überwachung und Regelung einer Batterie dient. Ein Batteriemanagementsystem kann einzelne Batteriezellen und/oder eine Batterie als Gesamtsystem überwachen. Ein Batteriemanagementsystem kann beispielsweise den Ladezustand einer Batterie überwachen.
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Ein Verfahren zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen umfasst die folgenden Schritte:
Empfangen von zumindest einem Messwert, wobei der Messwert einen Messwert eines Batteriesensors repräsentiert,
Bestimmen zumindest einer Zustandsvariablen unter Verwendung des zumindest einen Messwerts, wobei die Zustandsvariable einen Zustand der der Batteriezelle repräsentiert, und
Ausgeben der zumindest einen Zustandsvariablen an einen zu der Batteriezelle extern angeordneten Empfänger.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Batteriemanagementsystem, das ausgebildet ist, um die Schritte des Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Batteriemanagementsystem kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einem Batteriemanagementsystem kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Batteriemanagementsystem beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung oder einem Batteriemanagementsystem ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild einer Batteriezelle eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Blockschaltbild einer Batterie eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
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4 eine Struktur eines elektrischen Ersatzschaltbildes oder „Equivalent Circuit Model“ (ECM) mit temperatur- und ladezustandsabhängigen Parametern gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer Batteriezelle mit einem Batteriesensor und einer Vorrichtung zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen einer Batteriezelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Batteriezelle 100 weist einen Energiespeicher 110, einen Batteriesensor 120, welcher zumindest einen Messwert 125 ausgibt, und eine Vorrichtung 130 zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen 135 der Batteriezelle 100 unter Verwendung des Messwerts 125 auf. Die Vorrichtung 130 weist eine Sensorschnittstelle 140 zum Empfang von zumindest einem Messwert 125, eine Einrichtung 150 zum Bestimmen zumindest einer Zustandsvariablen 135 unter Verwendung des zumindest einen Messwerts 125, und eine Schnittstelle 160 zum Ausgeben der zumindest einen Zustandsvariablen 135 auf. Weiterhin weist die Vorrichtung 130 eine Speichereinheit 170 auf. Die Batteriezelle 100 wird von einem Gehäuse 180 umschlossen. Aus dem Gehäuse 180 sind zwei Anschlüsse 190 der Batteriezelle 100 herausgeführt, um den Energiespeicher 110 von außerhalb der Batteriezelle 100 kontaktieren zu können.
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Die Vorrichtung 130 zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen 135 der Batteriezelle 100 unter Verwendung des Messwerts 125 ermöglicht eine zellintegrierte Berechnung von Funktionszustand, Ladezustand und Alterungszustand bei Batterien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Dazu kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein elektronischer Schaltkreis in oder an eine Batteriezelle 100 (z. B. Lithium-Ionen Batterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeuges) an- oder eingebaut werden, der aus Messwerten 125 beispielsweise den Funktionszustand, Ladezustand und/oder Alterungszustand berechnet und diese Zustandsvariablen kommunizieren kann.
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Die Kommunikation zwischen Batteriezelle 100 und einem Batteriemanagementsystem kann verschlüsselt, bzw. zertifiziert erfolgen, um Manipulationen vorzubeugen. Die Kommunikation kann beispielsweise per „power line communication“ über die Batteriepole erfolgen oder auch über dezidierte Datenleitungen mittels bekannter Übertragungsverfahren (z. B. CAN-Bus). Die Kommunikation kann unidirektional oder bidirektional ausgeprägt sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann somit eine Batteriezelle 100 für Hybrid- und Elektrofahrzeuge ausgestattet werden mit einer Vorrichtung 130 zur Berechnung von Zustandsvariablen 135 der Batteriezelle 100 mittels hinterlegter Algorithmen und einer Möglichkeit diese Zustandsvariablen 135 aktiv oder passiv mit beispielsweise einem Batteriesteuergerät auszutauschen.
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Die Vorrichtung 130 kann beispielsweise ein ASIC sein oder als Zusatzfunktion einen bereits vorhandenen integrierten Batteriesensor und/oder ASIC erweitern. Die Vorrichtung 130 kann in die Zelle 100 integriert sein oder an die Zelle 100 angebaut sein. Die Vorrichtung 100 kann auch als Zustandsberechner bezeichnet werden.
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2 zeigt ein Blockschaltbild einer Batterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der Batterie 200 sind vier Batteriezellen 100 in einer Reihenschaltung angeordnet. Von jeder Batteriezelle ist die Schnittstelle zum Ausgeben der zumindest einen Zustandsvariablen verbunden mit einem Batteriemanagementsystem 210. Ein Anschluss der ersten und ein Anschluss der letzten Batteriezelle 100 in der Reihenschaltung sind au einem Gehäuse der Batterie 200 heraus geführt. Bei den Batteriezellen 100 kann es sich jeweils um eine Batteriezelle mit einer Vorrichtung zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen handeln, wie sie anhand von 1 beschrieben ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Vorrichtungen zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen jeweils um einen Zustandsberechner. Im Zustandsberechner wird auf Grundlage von aktuellen Messwerten wie beispielsweise Temperatur, Spannung und/oder Strom und einer Zellhistorie wie zum Beispiel Zyklen oder Betriebsstunden der jeweiligen Batteriezelle 100 mittels hinterlegter Algorithmen – diese können unveränderlich oder reprogrammierbar sein – der aktuelle Zellzustand der Batteriezelle 100 berechnet. Dieser Zustand kann dann an ein zentrales Steuergerät, beispielsweise dem Batteriemanagementsystem 210, gemeldet, bzw. von diesem abgerufen werden. Die Messwerte können von einem mit dem Zustandsberechner integrierten Sensorsystem stammen und zusätzlich oder auch vom Steuergerät 210 an den Zustandsberechner gesandt werden. In einer Ausführungsform könnte die Berechnung vom Steuergerät 210 übernommen werden und nur die Zustandsvariablen im Zustandsberechner in der Zelle 100 gespeichert werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich beim Zustandsberechner, bzw. dem hinterlegten Algorithmus, um ein sogenanntes "equivalent circuit model" (ECM – elektrisches Ersatzschaltbild), wie es nachfolgend anhand von 4 beschrieben wird. Die Struktur und Werte der Bauteile im elektrischen Ersatzschaltbild werden durch Referenzmessungen im Labor bestimmt. Auf Basis des elektrischen Ersatzschaltbildes werden aus den Messwerten der Alterungszustand und der Ladezustand berechnet. Alternativ kann statt eines elektrischen Ersatzschaltbildes auch ein elektrochemisches Modell (eChem) verwendet werden. Beim elektrochemischen Modell werden die tatsächlichen chemischphysikalischen Vorgänge innerhalb der Batterie abgebildet anstelle der rein phänomenologischen Beschreibung durch das elektrische Ersatzschaltbild.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 300 zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen umfasst einen Schritt 310 des Empfangens von zumindest einem Messwert, einen Schritt 320 des Bestimmens zumindest einer Zustandsvariablen unter Verwendung des zumindest einen Messwerts und einen Schritt 330 des Ausgebens der zumindest einen Zustandsvariablen. Das Verfahren 300 kann beispielsweise von Einrichtungen einer Vorrichtung zur Bestimmung von zumindest einer Zustandsvariablen ausgeführt werden, wie sie anhand von 1 beschrieben ist.
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Im Schritt 310 des Empfangens wird in einem Ausführungsbeispiel ein einzelner Messwert empfangen und in einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Mehrzahl von Messwerten empfangen. Die Mehrzahl von Messwerten kann von einem Sensor oder von einer Mehrzahl von Sensoren aufgenommen werden. Bei der Mehrzahl von Messwerten kann es sich um unterschiedliche physikalische Signale handeln. Bei den Messwerten kann es sich beispielsweise um Strom, Spannung, Temperatur und/oder Druck handeln. Im Schritt 320 des Bestimmens wird zumindest eine Zustandsvariable bestimmt, unter Verwendung von zumindest einem Messwert und einem dem Schritt 320 des Bestimmens zugeordneten Algorithmus. Im Schritt 330 des Ausgebens wird die zumindest eine Zustandsvariable beispielsweise einem Batteriemanagementsystem zur Verfügung gestellt, wie es in 2 gezeigt ist.
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4 zeigt eine Struktur eines elektrischen Ersatzschaltbildes oder „Equivalent Circuit Model“ einer Batteriezelle mit temperatur- und ladezustandsabhängigen Parametern gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Ersatzschaltbild kann eine Batteriezelle beschreiben, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt ist.
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Das gezeigte Ersatzschaltbild besteht aus zwei Bereichen, die mit OCV für „Open Circuit Voltage“ und mit ECM für „Equivalent Circuit Model“ bezeichnet sind. Eine Ruhespannung der Batteriezelle wird durch eine ideale Spannungsquelle UOCV repräsentiert. Die ideale Spannungsquelle UOCV ist auf der einen Seite mit einer Masse 410 verbunden und weiterhin verbunden mit einem Widerstand R0 über dem die Spannung U0 und der Strom Icell abgegriffen werden kann. Hinter dem Widerstand R0 sind ein Widerstand R1 und ein Kondensator C1 parallel angeordnet. Über den Widerstand R1 fließt der Strom IR, über den Kondensator C1 fließt der Strom IC. Über dem Widerstand R1 kann die Spannung U1 abgegriffen werden. Die parallel angeordneten Widerstand R1 und Kondensator C1 sind verbunden mit einem Knotenpunkt 420. An der Verbindung liegt die Spannung UECM an. Zwischen einer Masse 430 und dem Knotenpunkt 420 kann eine Spannung Ucell abgegriffen werden. Die Spannung der Batteriezelle kann entsprechend dem in 4 dargestellten Ersatzschaltbild über folgende Formel berechnet werden: Ucell = UOCV + R0·I + U1.
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Weiterhin gilt folgender Zusammenhang:
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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