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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Batteriediagnose.
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Gegenstand der Erfindung sind außerdem ein Batteriediagnosesystem, ein Batteriemanagementsystem, ein Fahrzeug und ein Computerprogramm, welche insbesondere zur Ausführung des Verfahrens eingerichtet sind.
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In Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen kommen leistungsfähige Batterien zur Speicherung der elektrischen Energie zum Einsatz, welche als Hochvolt-Traktionsbatterien bezeichnet werden. Eine wichtige Eigenschaft beim Betrieb einer Hochvolt-Traktionsbatterie ist ihre Effizienz bei der Speicherung und Abgabe von elektrischer Energie. Eine hohe Effizienz über die Lebenszeit ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal einer Batterie. Durch Alterung oder Beschädigung kann sich die Effizienz während der Lebenszeit der Hochvolt-Traktionsbatterie verschlechtern. Je niedriger die Effizienz der Batterie ist, desto größer werden die Energieverluste bei der Speicherung und bei der Aufnahme und Abgabe von Energie. Auswirkungen hat dies beispielsweise auf die Reichweite des Fahrzeugs und die effektiven Emissionen. Die Kenntnis der Effizienz der Batterie ist daher für den Betrieb und insbesondere für die Einhaltung der gesetzlichen OBD-Normen für Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge notwendig.
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Bekannte Konzepte zur Effizienzberechnung von Traktionsbatterien sind nur eingeschränkt OBD-fähig, da sie oftmals eine Energiebilanz von Null oder eine SOC-Bilanz von Null voraussetzen. Dies kann aber nicht zu den notwendigen Kontrollraten, z. B. in jedem Fahrzyklus garantiert werden.
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DE 10 2009 006 461 A1 zeigt ein Verfahren zur Ermittlung von Beanspruchungsdaten einer Fahrzeugbatterie, wobei Betriebsgrößen der Batterie wie etwa ein Ladezustand der Batterie, ein Lade- oder Entladestrom und eine Temperatur erfasst werden. Die Betriebsgrößen werden eine Steuereinheit zugeführt, die die Beanspruchungsdaten klassifiziert. Durch Integration des Stroms über der Zeit wird ein Belastungsintegral berechnet, um die Grundbeanspruchung der Batterie zu erfassen.
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DE 10 2009 027 594 A1 zeigt eine Verschlechterungsbestimmungsvorrichtung für eine Energiespeichervorrichtung mit einer Auswerteeinheit, die ein Verschlechterungszustand der Batterie basierend auf der von dem Fahrzeug erhaltenen Nutzungshistorie der Batterie auswertet und mit einer zweiten Auswerteeinheit, welche den Verschlechterungszustand anhand von Daten bestimmt, welche beim Aufladen an der Energiestation gesammelt werden. Der Verschlechterungszustand der Energiespeichervorrichtung wird als die niedrigere der Auswertungen oder einem gegebenenfalls gewichteten Mittelwert hieraus bestimmt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren zur Batteriediagnose, wobei ein Effizienzfaktor ε ermittelt wird, welcher eine Beurteilung des Batteriezustandes erlaubt, vorgesehen, an zwei einen Diagnosezeitraum definierenden Zeitpunkten (t
0, t
1) einen Betrag ΔE
Modell[t
0, t
1] einer theoretischen Energiebilanz auf Basis eines theoretischen Modells der Batterie zu ermitteln, im Diagnosezeitraum außerdem einen Betrag E'
Neg[t
0, t
1] einer der Batterie entnommenen Energie und einen Betrag E'
Pos[t
0, t
1] einer der Batterie zugeführten Energie zu ermitteln und den Effizienzfaktor ε als eine Lösung der Gleichung
zu berechnen, wobei k
1 und k
2 reelle Zahlen sind.
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k1 und k2 liegen bevorzugt zwischen 0,1 und 10, besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 2, ganz besonders bevorzugt sind k1 und k2 jeweils gleich 1. Die Werte von k1 und k2 können insbesondere verschieden voneinander sein. Die für Praxiszwecke optimalen Werte von k1 und k2 sind beispielsweise anhand von Testreihen oder Simulationen ermittelbar. Eine wesentliche Einschränkung für die Werte von k1 und k2 ergibt sich dadurch, dass der Effizienzfaktor ε in allen Praxissituationen zwischen 0 und 1 liegen soll. Für den Fall, dass k1 und k2 jeweils gleich 1 sind, lässt sich der Effizienzfaktor ε als eine Lösung der Gleichung ε·E'Pos[t0, t1] + 1 / ε·E'Neg[t0, t1] = ΔEModell[t0, t1] berechnen.
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Besonders vorteilhaft ist, dass zur Ermittlung des Betrags ΔEModell[t0, t1] der theoretischen Energiebilanz eine Funktion verwendet werden kann, welche vom Batteriemanagementsystem in der Praxis bereits bereitgestellt wird. Ein Beispiel hierfür ist eine sogenannte „Energy Prediction“-Funktion, die in Batteriemanagementsystemen der Anmelderein eingesetzt wird. Die Funktion „Energy Prediction“ wird mit den Eingangsgrößen des Ladezustands zu Beginn und zu Ende des Diagnosezyklus sowie des mittleren Stroms während des Diagnosezyklus aufgerufen. Als weitere Eingangsgrößen werden die aktuelle Kapazität und ein Referenzinnenwiderstand einer neuwertigen Batterie an die Funktion übergeben. Als Ausgangsgröße wird ein Energiewert erhalten, der die modellhaft vorhergesagte Energiedifferenz zwischen dem Beginn und dem Ende des Diagnosezyklus bei einer neuwertigen effizienten Batterie beschreibt.
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Bevorzugt wird zur Ermittlung des Betrags ΔE
Modell[t
0, t
1] der theoretischen Energiebilanz zunächst ein erster und ein zweiter Ladezustand SOC(t
0), SOC(t
1) der Batterie ermittelt und die Differenz SOC(t
0) – SOC(t
1) aus dem ersten und dem zweiten Ladezustand ermittelt. Als weitere Eingangsgrößen für den Betrag ΔE
Modell[t
0, t
1] der theoretischen Energiebilanz können, je nach verwendetem Batteriemodell, beispielsweise ein Stromwert, die aktuelle Kapazität der Batterie und ein Referenzinnenwiderstand, der im Allgemeinen auch komplex sein kann, benutzt werden. Das Ergebnis der Energiebilanz ist die Energiedifferenz zwischen den beiden Ladungszuständen, wobei der Übergang zwischen den Ladungszuständen beispielsweise mit dem Eingangsstromwert geschieht. Der Effizienzfaktor ε ist dann als eine Lösung der Gleichung
zu berechnen, wobei hier ΔE
Modell[t
0, t
1] von der Differenz SOC(t
0) – SOC(t
1) des ersten und zweiten Ladezustands abhängt.
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E'Pos[t0, t1] ist der Betrag der tatsächlich zugeführten Energie, welche im Rahmen der Erfindung auch als Ladeenergie der Batterie bezeichnet sein kann. Die Ladeenergie kann beispielsweise an einer Ladesäule zugeführt werden, umfasst aber auch im Fahrbetrieb durch Rekuperation gewonnene Energie. E'Neg[t0, t1] ist der Betrag der tatsächlich entnommenen Energie, was im Rahmen der Erfindung auch als Entladeenergie der Batterie bezeichnet sein kann.
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Zur Ermittlung der Beträge E'Pos[t0, t1], E'Neg[t0, t1] der tatsächlich entnommenen und tatsächlich zugeführten Energien wird bevorzugt ein zeitlicher Mittelwert des Stroms mit einem Spannungswert der Batterie multipliziert und das Produkt aus Spannung und Strom aufintegriert. Als Ergebnis der Integration des Produkts aus Strom und Spannung über die Zeit ergibt sich die tatsächlich entnommene und tatsächlich zugeführte Energie.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass ihr ein einfaches und verständliches Effizienzmodell zugrunde liegt, welches im Folgenden erläutert wird. Eine fehlerhaft effizient arbeitende Batterie kann die in ihr gespeicherte Energie nicht mehr zu dem Prozentsatz abgeben, zu welchem eine neuwertige Batterie in der Lage ist. Zum Beispiel ist eine neuwertige Lithium-Ionen-Hochvoltbatterie in der Lage, mehr als 90 % ihres Energiegehalts effektiv an das System abzugeben. Eine fehlerhaft arbeitende Lithium-Ionen-Hochvoltbatterie würde dagegen weniger als 90 % ihrer Energie dem System zur Verfügung stellen können. Des Weiteren tritt bei einer fehlerhaft effizient arbeitenden Batterie auch ein Verlust bei der Speicherung der Batterie auf. Eine solche fehlerhafte Batterie könnte weniger als den Prozentsatz an Energie speichern, der einer neuwertigen Batterie zugeführt wird. Zum Beispiel ist eine neuwertige Lithium-Ionen-Hochvoltbatterie in der Lage, mehr als 90 % der ihr zugeführten Energie zu speichern. Eine fehlerhaft arbeitende Lithium-Ionen-Hochvoltbatterie würde dagegen weniger als 90 % der ihr zugeführten Energie speichern können. Die Fehlerfälle entstehen beispielsweise durch einen erhöhten Innenwiderstand der Batterie.
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Das Prinzip für die Auswertung des Effizienzfaktors beruht auf der Betrachtung folgender Bilanzgleichung: EPos[t0, t1] + ENeg[t0, t1] = ΔEModell[t0, t1].
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Die Summe von zugeführter und entnommener Energie bildet die Energiebilanz. Diese Bilanzgleichung ist gültig für alle Zeiten t0 und t1, jedoch nur für eine Batterie ohne Effizienzverluste. Wird zur Ermittlung des Betrags ΔEModell[t0, t1] der theoretischen Energiebilanz die Differenz SOC(t0) – SOC(t1) aus dem ersten und dem zweiten Ladezustand herangezogen, lautet die Bilanzgleichung entsprechend EPos[t0, t1] + ENeg[t0, t1] = ΔEModell[SOC(t0) – SOC(t1)].
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Bei einem Vorhandensein von Verlusten durch eine nicht ideale Effizienz, die im Folgenden mit ε bezeichnet wird und einen Wert zwischen Null und Eins annimmt, ergibt sich bei einem unveränderten SOC-Verlauf E'Neg[t0, t1] = k1·ε·ENeg[t0, t1], d. h. die abgegebene Entladungs-Energie wird bei gleichem SOC-Hub geringer und entsprechend E'Pos[t0, t1] = k2· 1 / εEPos[t0, t1], d. h. beim Laden der Batterie muss mehr Energie in die Batterie fließen. E'Neg[t0, t1] und E'Pos[t0, t1] beschreiben hier die tatsächlich messbare Energie.
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Besonders vorteilhaft ist, dass zur effizienten Berechnung der Diagnose der Effizienzfaktor ε „richtungsunabhängig“ definiert werden kann, d. h. als ein Verhältnis von der Batterie zugeführter und von der Batterie gespeicherter Energie, welches dasselbe Verhältnis von abgegebener und von der Batterie entnommener Energie ist. k1 und k2 sind in diesem Fall jeweils gleich 1. Die Verschlechterung der Effizienz berücksichtigt in diesem Fall keine Selbstentladung sondern behandelt die Entladeenergie gleich wie die Ladeenergie.
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Um obige Bilanzgleichung zu erfüllen, muss dann gelten ε·E'Pos[t0, t1] + 1 / ε·E'Neg[t0, t1] = ΔEModell[t0, t1].
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Ein Vorteil der Definition des Effizienzfaktors ε ist, dass dieser in einer quadratischen Gleichung vorliegt, die algebraisch ohne Näherungsverfahren berechenbar ist. Die quadratische Gleichung hat die Lösungen
wobei hier und im Folgenden zur Vereinfachung k
1 und k
2 gleich 1 gesetzt sind. Es können auch Faktoren k
1 und k
2 berücksichtigt werden, die ungleich 1 sind. Durch Simulationen ergab sich, dass nur eine der beiden Lösungen in den gegebenen Grenzen der Effizienz liegt. Hier ergibt sich also der Effizienzfaktor ε als
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Der Effizienzfaktor ε ist also eine Größe zwischen 0 und 1, dem eine Effizienz zwischen 0 % und 100 % (verglichen mit einer neuwertigen Batterie) zuzuordnen ist.
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Der Erfindung liegt weiterhin nicht unwesentlich die Erkenntnis zugrunde, dass in allen getesteten Praxissituationen der Betrag E'Pos[t0, t1] nicht null wird. Somit ist in der Praxis keine Singularität in der zuletzt dargestellten Gleichung zur Berechnung des Effizienzfaktors vorhanden. Das Batteriemanagementsystem kann daher in regelmäßigen zeitlichen Abständen die Batterie auf ihre Effizienz überprüfen und ist voll OBD-fähig. Die Erfindung ermöglicht somit die Überwachung der Effizienz einer Hochvolt-Traktionsbatterie hinsichtlich der Veränderung der Effizienz durch Alterung oder Beschädigung während der Lebenszeit.
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Ein weiterer Grenzfall ergibt sich für den Fall, dass E'
Neg[t
0, t
1] null ist. Dies kann beispielsweise an der Ladesäule der Fall sein. Die Formel zur Berechnung des Effizienzfaktors vereinfacht sich in diesem Fall zur trivialen Formel
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An der Ladesäule wird im Allgemeinen keine OBD durchgeführt, so dass dieser Fall für die Praxis weniger relevant ist. In der Praxis werden in jedem OBD-relevanten Diagnosezyklus sowohl negative als auch positive Beiträge zur Energiebilanz aufgenommen, die in jedem OBD-relevanten Zeitraum zu aussagekräftigen Effizienzfaktoren ε führen.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
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Bevorzugt wird im Fall, dass ein Effizienzfaktor ε unterhalb eines definierten Betrags ermittelt wurde, eine Aktion ausgelöst. Der Effizienzfaktor ε wird dabei mit einem Schwellwert verglichen, dessen Größe sich nach den gesetzlichen OBD-Anforderungen richtet und simulativ oder experimentell ermittelt werden kann. Bei sich verschlechterndem Zustand können Maßnahmen getroffen werden, um gefährliche Situationen zu verhindern oder Situationen, in denen sich ein Leistungsabfall der Batterie ergibt, im Vorfeld zu erkennen. Derartige Maßnahmen können beispielsweise darin bestehen, Fehler in Form eines Fehlercodes in einem nicht-flüchtigen Bereich des Datenspeichers abzuspeichern oder eine Sicherheitswarnung, beispielsweise in Form eines Kontrolllämpchens an den Fahrer abzugeben und/oder Notlauffunktionen des Fahrzeugs zu aktivieren, um Folgeschäden zu vermeiden. Eine Notlauffunktion kann beispielsweise ein sogenanntes Limp-Home umfassen, bei welchem eine Begrenzung der Motorleistung oder der Motordrehzahl vorgenommen wird, oder bei einem Hybridfahrzeug ein Umschalten auf reinen Verbrennungsmotorbetrieb erfolgt.
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Das Verfahren wird somit bevorzugt bei Traktionsbatteriesystemen für Fahrzeuge verwendet, insbesondere bei Lithium-Batteriesystemen. Das Verfahren kann bei Elektrofahrzeugbatterien, bei Hybridfahrzeugbatterien oder allgemein bei Batteriesystemen angewendet werden.
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Das Verfahren wird bevorzugt in einem definierten Wiederholungsintervall, d. h. in einem regelmäßigen Widerholungsrhythmus durchgeführt. Das definierte Wiederholungsintervall kann beispielsweise eine Länge zwischen einer Minute und einer Stunde aufweisen.
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Bevorzugt wird die Diagnose so oft durchgeführt, dass gesetzliche OBD-Anforderungen zur Batteriediagnose erfüllt werden. Die Gesetzgebung in den USA, insbesondere CCR 1968.2, und in Europa, insbesondere Implementation Regulation 692 2008 für EU5/6 geben beispielsweise vor, unter welchen Bedingungen ein Nenner („Denominator“) bei jedem Fahrzyklus hochgezählt wird und unter welchen Bedingungen ein Zähler hochgezählt wird, der angibt, wie oft eine Diagnose gelaufen ist. Dabei ist festgelegt, dass der entstehende Bruch einen Grenzwert nicht unterschreiten darf. Letztlich lässt sich dies in eine Forderung nach einer Diagnose übersetzen, die alle 10 Minuten läuft, um hier immer 100% zu erreichen. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass das definierte Wiederholungsintervall eine Länge von etwa 10 Minuten aufweist.
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Nach einer Ausführungsform wird der Diagnosezeitraum in Zeitintervalle definierter Größe gegliedert und in jedem Zeitintervall definierter Größe ein zeitlicher Mittelwert des Stroms ermittelt. Zur Ermittlung des zeitlichen Mittelwerts des Stroms wird der Strom über das Zeitintervall aufintegriert und das Ergebnis am Ende durch die Länge des Zeitintervalls dividiert. Die Zeitintervalle definierter Größe weisen beispielsweise eine Größe zwischen 1 ms und 100 ms, insbesondere von ca. 10 ms auf. Bei einem 10 ms Raster für einen 10 Minuten Takt wurde anhand von Praxisfällen getestet, dass in allen Fällen positive Werte für E'Pos[t0, t1] herauskamen. Dies liegt daran, dass praktisch keine 10 Minuten lange Beschleunigung oder Fahrt unter Batteriebeanspruchung stattfinden kann, ohne dass ein kleiner Energiebetrag zurück in das Batteriesystem eingespeist wird.
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Anhand des Vorzeichens des zeitlichen Mittelwerts des Stroms in jedem Zeitintervall wird ermittelt, ob der Batterie in dem Zeitintervall Energie entnommen oder zugeführt wurde. Bei der Ermittlung der Beträge E'Neg[t0, t1], E'Pos[t0, t1] der tatsächlich entnommenen und zugeführten Energie in dem betreffenden Zeitintervall wird der zeitliche Mittelwert des Stroms mit einem Spannungswert der Batterie multipliziert und das Produkt aus Spannung und Strom aufintegriert. Somit kann die entnommene und zugeführte Energie getrennt voneinander aufsummiert werden.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Batteriediagnose- oder Batteriemanagementsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln.
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Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert sein, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium, in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa auf einem Server oder einem Cloud-System zum Herunterladen bereitgestellt werden, zum Beispiel über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Batteriediagnosesystem mit einer Einrichtung zur Ermittlung eines Betrags ΔE
Modell[t
0, t
1] einer theoretischen Energiebilanz auf Basis eines theoretischen Modells der Batterie, Einrichtungen zur Ermittlung eines Betrags E'
Neg[t
0, t
1] einer entnommenen Energie und eines Betrags E'
Pos[t
0, t
1] einer zugeführten Energie und einer Einrichtung zur Ermittlung eines Effizienzfaktors ε, welcher eine Beurteilung des Batteriezustandes erlaubt, vorgeschlagen, wobei der Effizienzfaktor ε als eine Lösung der Gleichung
berechnet wird, wobei k
1 und k
2 reelle Zahlen sind.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Batteriemanagementsystem vorgeschlagen, dass ein derartiges Batteriediagnosesystem umfasst und/oder das eingerichtet ist, eines der beschriebenen Verfahren zur Batteriediagnose durchzuführen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, dass ein derartiges Batteriemanagementsystem oder ein beschriebenes Batteriediagnosesystem umfasst und/oder das eingerichtet ist, eines der beschriebenen Verfahren zur Batteriediagnose durchzuführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 Ein Systemschaubild einer Hochvolt-Traktionsbatterie und
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2 Eine schematische Darstellung funktionaler Komponenten eines Batteriediagnosesystems
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine mögliche Systemübersicht über eine Hochvolt-Batterie. Die Batterie umfasst acht Module 1, welche jeweils 13 Batteriezellen 2 zur Bereitstellung der Energie aufweisen. Die Module 1 sind in zwei Untereinheiten 3 zusammengefasst, welche gemeinsam den Batteriepack 13 bilden. Die Batterie umfasst üblicherweise außerdem eine Hauptsicherung 4, mehrere Stromsensoren 5, eine Vorladeeinheit 6, einen Hochvolt-Strombus 7, eine On-Board-Ladevorrichtung 8, optional eine Wechselstrom-Ladevorrichtung 9, Schütze 10, Sicherungen 16 und Spannungssensoren 15 zur Überwachung der Schütze 10 und Sicherungen 16. Die Stromsensoren 5 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel für die Zwecke der Erfindung redundant ausgeführt und umfassen einen Shunt- und einen Hallsensor.
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Die Hochvolt-Batterie umfasst weiterhin eine Batteriesteuereinheit 11, in welche Komponenten eines Batteriediagnosesystems und/oder eines Batteriemanagementsystems geladen werden können, die das erfindungsgemäße Verfahren abarbeiten. Mit der Batteriesteuereinheit 11 ist ein Daten-Bus verbunden, beispielsweise ein CAN-Bus, über den beispielsweise ermittelte oder gespeicherte Werte des Ladezustands, des Batteriestroms, die aktuelle Kapazität, ein Referenzinnenwiderstand dem Batteriemanagementsystem oder dem Batteriediagnosesystem bereitgestellt oder auch ermittelte Diagnosewerte der Hochvolt-Batterie, wie etwa gemäß einigen Ausführungsformen ein Betrag E'Pos[t0, t1] der der Batterie zugeführten Energie und ein Betrag E'Neg[t0, t1] der der Batterie entnommenen Energie, weiteren Steuergeräten übergeben werden können. Der gesamte Belegungsplan ist mit dem Bezugszeichen 12 versehen.
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Die Hochvolt-Batterie umfasst weiterhin einen Spannungssensor 14, mit welchem die Batteriespannung ermittelt wird. Der Spannungssensor 14 stellt den gemessenen Spannungswert der Batteriesteuereinheit 11 bereit. Zumindest einer der Stromsensoren 5 stellt der Batteriesteuereinheit 11 außerdem den gemessenen Stromwert bereit. Aus den Messwerten der Strom- und Spannungssensoren 5, 14 ermitteln die Batteriesteuereinheit 11 oder nicht dargestellte nachgeordnete Steuereinheiten insbesondere die Beträge E'Pos[t0, t1] der der Batterie zugeführten Energie und E'Neg[t0, t1] der der Batterie entnommenen Energie.
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Je nach Verfügbarkeit und Anordnung individueller Spannungs- und Stromsensoren 5, 14 für einzelne Module 1, Untereinheiten 3, Packs oder Zellen 2 der dargestellten Batterie können mit dem vorgestellten Verfahren für beliebige Teilsysteme der Traktionsbatterie Effizienzfaktoren bestimmt werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung von funktionalen Komponenten eines Batteriediagnosesystems. Das Batteriediagnosesystem umfasst eine Einrichtung 20 zur Ermittlung eines Betrags ΔEModell[t0, t1] einer Energiebilanz auf Basis eines Modells der Batterie, eine Einrichtung 21 zur Ermittlung eines Betrags E'Pos[t0, t1] einer zugeführten Energie, eine Einrichtung 22 zur Ermittlung eines Betrags E'Neg[t0, t1] einer entnommenen Energie und einer Einrichtung 23 zur Ermittlung eines Effizienzfaktors ε, welcher eine Beurteilung des Batteriezustandes erlaubt.
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Die Einrichtung 20 zur Ermittlung des Betrags ΔEModell[t0, t1] der Energiebilanz erhält Messwerte und/oder Messdaten von einer Einrichtung 24 zur Ermittlung eines mittleren Stroms, von einer Einrichtung 25 zur Ermittlung eines Referenzwiderstands, von einer Einrichtung 26 zur Ermittlung einer Kapazität der Batterie und von einer Einrichtung 27 zur Ermittlung von einem Ladezustand der Energie. Die Einrichtung 20 zur Ermittlung des Betrags ΔEModell[t0, t1] der Energiebilanz kann beispielsweise ein bekanntes „Energy Prediction“-Modul der Anmelderin sein.
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Die Einrichtung 21 zur Ermittlung des Betrags E'Pos[t0, t1] der zugeführten Energie erhält Messwerte und/oder Messdaten von einer Einrichtung 28 zur Ermittlung von positiven Batterieströmen und Messwerte und/oder Messdaten von einer Einrichtung 29 zur Ermittlung der Batteriespannung. Die Einrichtung 22 zur Ermittlung des Betrags E'Neg[t0, t1] der entnommenen Energie erhält Messwerte und/oder Messwerte von einer Einrichtung 30 zur Ermittlung von negativen Batterieströmen und ebenfalls die Spannungswerte von der Einrichtung 29 zur Ermittlung der Batteriespannung.
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Die Einrichtung 23 zur Ermittlung des Effizienzfaktors ε erhält von der Einrichtung 20 den Betrag ΔEModell[t0, t1] der Energiebilanz, von der Einrichtung 21 den Betrag E'Pos[t0, t1] der zugeführten Energie und von der Einrichtung 22 den Betrag E'Neg[t0, t1] der entnommenen Energie. Der Effizienzfaktor wird wie oben beschrieben berechnet. Der Ausgabewert der Einrichtung 23 ist der Effizienzfaktor ε der aktuellen Batterie im Vergleich zu der Referenzbatterie.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009006461 A1 [0005]
- DE 102009027594 A1 [0006]
