DE102014012345A1 - Funktionsüberwachung von Batterien - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Funktionszustandes einer Batterie und/oder eines Akkumulators mit wenigstens einer elektrischen Batteriezelle (1), umfassend folgende Schritte: – Aussenden wenigstens eines Ultraschallwellenpulses (12), – Einwirkung des Ultraschallwellenpulses (12) auf die Batteriezelle (1), – Empfangen des durch die Batteriezelle (1) beeinflussten Ultraschallwellenpulses (13, 14), und – Auswerten des empfangenen Ultraschallwellenpulses (13, 14) sowie des ausgesandten Ultraschallwellenpulses (12) in Bezug auf den Funktionszustand, insbesondere den Alterungszustand, der Batteriezelle (1). Eine zugehörige Vorrichtung umfasst einen Ultraschallwellen-Sender (9), der an einer Seite (7) der Batteriezelle (1) angeordnet ist, und wenigstens einen an der Batteriezelle (1) angeordneten Ultraschallwellen-Empfänger (10, 11).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Funktionszustandes einer Batterie und/oder eines Akkumulators, nachfolgend verallgemeinernd Batterie genannt, mit wenigstens einer elektrischen Batteriezelle.
  • Ein solches Verfahren sowie eine derartige Vorrichtung kann zur Überwachung einer Batterie in einem Kraftfahrzeug oder in der Messtechnik eingesetzt werden.
  • Batterien erleiden während ihres chemischen Lebenszyklus eine Alterung. Spezielle Effekte innerhalb der Zellenchemie, wie Oxiderzeugung an den Elektroden, elektrolytischer Abbau o. dgl., untergraben und reduzieren die Soll-Lebensdauer der jeweiligen Batterie. Der Alterungszustand der Batteriezellen wird von Ingenieuren in den meisten Fällen durch spezifische Parameter des sogenannten SOH(State of Health)-Zustandes beschrieben. Für die Alterungs-Berechnung entsprechend diesem SOH-Zustand werden bestimmte Algorithmen verwendet, wobei als Basis für die Berechnung elektrische Variable herangezogen werden, und zwar insbesondere der interne Wechselstrom(AC)-Widerstand der Batteriezellen.
  • Die bekannten Verfahren zur Alterungsüberwachung von Batterien erfordern nachteiligerweise spezifische Elektroniken, Kabelverbindungen und/oder andere aggressive Handhabungen für die betrachtete Batteriezelle. In 1 ist ein derartiges, dem Stand der Technik entsprechendes Verfahren zur Alterungsüberwachung einer Batteriezelle 1 dargestellt. Mit den elektrischen Anschlüssen 2 der Batteriezelle 1 ist ein Messgerät 3 zur Messung des Wechselstromwiderstandes der Batteriezelle 1 mittels elektrischer Kabel 4 verbunden. Wie desweiteren anhand von 1 zu erkennen ist, ist es nachteilig, dass um die genannten elektrischen Variablen zu messen, der normale Betrieb der Batterie 1 unterbrochen werden muss. Das von der Batterie 1 zu speisende Elektrogerät 5 muss also während dieser Messung von der Batterie 1 getrennt werden, wie in 1 mit dem durchgestrichenen Pfeil dargestellt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres Verfahren zur Überwachung und/oder Messung der Alterung von Batterien und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, die Alterung einer Batteriezelle in nicht-invasiver Art und Weise, also ohne Verbindungskabel zu den elektrischen Anschlüssen, zu bestimmen.
  • Diese Aufgabe wird für das erfindungsgemäße Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie für die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Funktionszustandes einer Batterie und/oder eines Akkumulators mit wenigstens einer elektrischen Batteriezelle umfasst folgende Schritte:
    • – Es erfolgt zunächst das Aussenden wenigstens eines Ultraschallwellenpulses.
    • – Der Ultraschallwellenpuls wirkt dann auf die Batteriezelle ein.
    • – Anschließend erfolgt das Empfangen des durch die Batteriezelle beeinflussten Ultraschallwellenpulses.
    • – Schließlich erfolgt das Auswerten des empfangenen Ultraschallwellenpulses sowie des ausgesandten Ultraschallwellenpulses in Bezug auf den Funktionszustand der Batteriezelle. Insbesondere wird dabei der Alterungszustand der Batteriezelle bestimmt.
  • Unter Ultraschallwellenpuls werden beim erfindungsgemäßen Verfahren sowohl ein einzelner Ultraschallwellenpuls als auch mehrere aufeinanderfolgende Ultraschallwellenpulse sowie auch eine kontinuierliche Ultraschallwelle verstanden. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der empfangene, von der Batteriezelle beeinflusste Ultraschallwellenpuls aus einem an und/oder in der Batteriezelle reflektierten und/oder einem durch die Batteriezelle transmittierten Anteil des ausgesandten Ultraschallwellenpulses bestehen. Hierdurch erhält man ein Maximum an Informationen über den Zustand der Batteriezelle. In herkömmlicher Weise kann die Batteriezelle Elektroden aufweisen. In einfacher Art und Weise können die an den Elektroden reflektierten und/oder gestreuten Anteile des gesendeten Ultraschallwellenpulses ausgewertet werden. Dadurch können die Informationen über den Zustand der Batteriezelle mit geringem Aufwand gewonnen werden.
  • Es kann sich in zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens anbieten, dass die Ultraschallwellenausbreitung zwischen dem ausgesendeten Ultraschallwellenpuls und dem empfangenen Ultraschallwellenpuls als eine Funktion von Zeit und/oder Amplitude ausgewertet wird. In einfacher Art und Weise kann der empfangene, von der Batteriezelle beeinflusste Ultraschallwellenpuls im Hinblick auf die Laufzeit zwischen ausgesandtem sowie empfangenem Ultraschallwellenpuls und/oder auf die Amplitudenhöhe des ausgesandten sowie empfangenen Ultraschallwellenpulses zur Bestimmung des Funktionszustandes der Batteriezelle ausgewertet werden.
  • Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Einwirkung des Ultraschallwellenpulses während des Betriebs der Batteriezelle erfolgen, ohne dass Beeinträchtigungen des bestimmungsgemäßen Betriebs der Batterie befürchtet werden müssten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise somit zur Ermittlung des zeitabhängigen Funktionszustandes der Batteriezelle in der Art eines Echtzeit-Alterungsprofils verwendet werden.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung des Funktionszustandes einer Batterie und/oder eines Akkumulators mit wenigstens einer elektrischen Batteriezelle, die insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, umfasst einen Ultraschallwellen-Sender zum Aussenden von Ultraschallwellenpulsen, der an der Batteriezelle angeordnet ist. Weiter ist wenigstens ein Ultraschallwellen-Empfänger zum Empfangen von Ultraschallwellenpulsen an der Batteriezelle angeordnet. Eine solche Vorrichtung ist einfach und kostengünstig aufgebaut.
  • In weiterer, einfacher Ausgestaltung kann der Ultraschallwellensender an einer Seite der Batteriezelle angeordnet sein. Weiterhin können ein Ultraschallwellen-Empfänger für reflektierte Ultraschallwellenpulse an der einen Seite der Batteriezelle und/oder ein Ultraschallwellen-Empfänger für transmittierte Ultraschallwellenpulse an der anderen, der einen Seite gegenüberliegenden Seite der Batteriezelle angeordnet sein. Dabei kann es sich bei den reflektierten Ultraschallwellenpulse um direkt an den Elektroden reflektierte Anteile und/oder indirekt reflektierte, an den Elektroden gestreute Anteile des gesendeten Ultraschallwellenpulses handeln, woraus sich vorteilhafterweise eine Vielzahl von Informationen über den Zustand der Batteriezelle ermitteln lassen.
  • Der einfachen Handhabung halber für die Ermittlung des Batteriezustandes und/oder zum Schutz der Batterie vor äußeren Einflüssen kann eine Testkammer zur Aufnahme der Batterie vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise können der Ultraschallwellen-Sender und/oder der Ultraschallwellen-Empfänger in der Testkammer angeordnet sein. In einfacher sowie kostengünstiger Art und Weise können die Wände der Testkammer zur indirekten Reflektion des an den Elektroden gestreuten Anteils des gesendeten Ultraschallwellenpulses dienen.
  • Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist nachfolgendes festzustellen.
  • Geschaffen sind ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Ultraschall-basierte Überwachung der Alterung von Batteriezellen, und insbesondere auch eine Testmaschine zur Alterungsüberwachung von Batteriezellen. Aufgrund von Alterungsphänomenen erleiden die internen Elemente und Materialien von Batteriezellen Gestalts-, Dichte- sowie auch Form(Morphologie)-Veränderungen. Alle diese Veränderungen haben einen Einfluss auf eine Ultraschallwellen-Ausbreitung in der Batteriezelle. Die Bestimmung des Verhaltens der Ultraschallwellen-Ausbreitung als eine Funktion von Zeit und/oder Amplitude gestattet es, ein Echtzeit-Alterungsprofil der Batteriezelle aufzunehmen. Technischerweise macht das erfindungsgemäße Verfahren Gebrauch von Ultraschallwellen, um die Schallgeschwindigkeit über die Batteriezelle zu berechnen, ebenso um Reflektionen, Transmissionen und/oder die Verringerung der Wellenamplituden als Funktion von Zeit und/oder Ort zu messen. Durch Verwendung eines Senders und eines Empfängers können die reflektierten und/oder transmittierten Wellen bestimmt und im Hinblick auf den Funktionszustand der Batteriezellen ausgewertet werden. Insbesondere erfasst die Vorrichtung einige Ultraschallelemente, welche die Materialverteilung über die Batteriezelle beschreiben.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eine verbindungslose Überwachung der Batteriezellen-Alterung gestatten. Insbesondere ist eine Überwachung der Lade- und/oder Entlade-Zyklen in einfacher Art und Weise ohne zusätzliche Elektronik, elektrische Kabel oder spezielle Schaltungen ermöglicht. Das bedeutet auch, dass die Überwachung selbst keinen Einfluss auf die Batteriezelle hat. Weiterhin gibt es keine Notwendigkeit für eine Unterbrechung des regulären Betriebs, um die Alterung der Batterie zu messen, womit das von der Batterie versorgte Gerät immer im Betrieb bleiben kann. Dadurch ist die Überwachung nicht nur der statischen Alterung der Batterie im Standalone-Betrieb ermöglicht, sondern auch die Überwachung der Alterung der Batteriezelle selbst während des normalen Betriebs. Schließlich stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine Art der Überwachung der Alterung der Batterie in Echtzeit zur Verfügung, was zu einem genaueren SOH (State of Health; ein Terminus, der den Alterungszustand von Akkumulatorzellen beschreibt) führt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 eine Vorrichtung zur Alterungsüberwachung einer Batterie gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung des Funktionszustandes einer Batterie,
  • 3 das Reflektionsverhalten einer neuen Batterie,
  • 4 das Reflektionsverhalten einer gealterten Batterie,
  • 5 das Transmissionsverhalten einer neuen Batterie und
  • 6 das Transmissionsverhalten einer gealterten Batterie.
  • In 2 ist ein als Last dienendes Elektrogerät 5 zu sehen, das von einer Batterie 1 mit elektrischer Energie zu dessen Betrieb versorgt wird. Hierzu ist das Elektrogerät 5 mittels elektrischer Leitungen 6 mit der Batterie 1 verbunden. Weiter ist die Batterie 1 mit einer Vorrichtung zur Bestimmung des Funktionszustandes der Batterie 1 versehen. Die Vorrichtung umfasst einen Ultraschallwellen-Sender 9, der an der einen Seite 7 der Batteriezelle 1 angeordnet ist, zur Aussendung von Ultraschallwellen-Pulsen 12 und wenigstens einen ebenfalls an der Batteriezelle 1 angeordneten Ultraschallwellen-Empfänger 10, 11. Vorliegend ist ein Ultraschallwellen-Empfänger 10 für reflektierte Ultraschallwellenpulse 13 an der einen Seite 7 der Batteriezelle 1 sowie ein Ultraschallwellen-Empfänger 11 für transmittierte Ultraschallwellenpulse 14 an der anderen, der einen Seite 7 gegenüberliegenden Seite 8 der Batteriezelle 1 angeordnet. Selbstverständlich können der Ultraschallwellen-Sender 9 sowie die Ultraschallwellen-Empfänger 10, 11 auch an sonstiger geeigneter Stelle an der Batteriezelle 1 angeordnet sein.
  • Zur Bestimmung des Funktionszustandes der Batterie 1 wird nun wie folgt vorgegangen. Zunächst wird ein Ultraschallwellenpuls 12 mittels des Ultraschallwellen-Senders 9 in Richtung der Batteriezelle 1 ausgesandt. Dieser Ultraschallwellenpuls 12 wirkt dann auf die Batteriezelle 1 ein. Anschließend wird der durch die Batteriezelle 1 beeinflusste Ultraschallwellenpuls 13, 14 mittels des Ultraschallwellen-Empfängers 10, 11 empfangen. Schließlich werden der vom Ultraschallwellen-Empfänger 10, 11 empfangene Ultraschallwellenpuls 13, 14 sowie der vom Ultraschall-Sender 9 ausgesandte Ultraschallwellenpuls 12 in Bezug auf den Funktionszustand, und zwar insbesondere auf den Alterungszustand, der Batteriezelle 1 ausgewertet.
  • Wie anhand der 2 zu sehen ist, kann dabei der empfangene, von der Batteriezelle 1 beeinflusste Ultraschallwellenpuls 13, 14 aus einem an und/oder in der Batteriezelle 1 reflektierten Anteil 13 und/oder einem durch die Batteriezelle 1 transmittierten Anteil 14 des ausgesandten Ultraschallwellenpulses 12 bestehen. Die Batteriezelle 1 weist gemäß 3 Elektroden 16, 17 auf. Wie weiter in 4 dargestellt ist, setzt sich der reflektierte Anteil 13 weitgehend aus den an den Elektroden 16, 17 reflektierten und/oder gestreuten Anteilen des gesendeten Ultraschallwellenpulses 12 zusammen. Diese an den Elektroden 16, 17 reflektierten und/oder gestreuten Anteile können dann in vorteilhafterweise Weise näher ausgewertet werden, wie nachfolgend noch näher erläutert ist.
  • Zur Bestimmung des Funktionszustandes der Batteriezelle 1 kann die Ultraschallwellenausbreitung zwischen dem ausgesendeten Ultraschallwellenpuls 12 und dem empfangenen Ultraschallwellenpuls 13, 14 als eine Funktion von Zeit und/oder Amplitude ausgewertet werden. Hierzu kann der empfangene, von der Batteriezelle 1 beeinflusste Ultraschallwellenpuls 13, 14 im Hinblick auf die Laufzeit zwischen ausgesandtem Ultraschallwellenpuls 12 sowie empfangenem Ultraschallwellenpuls 13, 14 und/oder auf die Amplitudenhöhe des ausgesandten Ultraschallwellenpulses 12 sowie empfangenen Ultraschallwellenpulses 13, 14 ausgewertet werden. Dies wird nachfolgend anhand der 3 bis 6 näher beschrieben, in denen die Batterie 1 in einer Testkammer 15 mitsamt dem Ultraschallwellen-Sender 9 sowie dem Ultraschallwellen-Empfänger 10, 11 angeordnet ist. Die Batteriezelle 1 besitzt wiederum, wie bereits erwähnt, eine erste Elektrode 16 und eine zweite Elektrode 17.
  • In 3 ist das Reflektionsverhalten einer neuen Batterie 1 dargestellt. Der vom Ultraschallwellen-Sender 9 ausgesandte Ultraschallwellenpuls 12 trifft auf die erste Elektrode 16, wobei dort ein Anteil 12' transmittiert sowie ein Anteil 13' reflektiert wird. Der Anteil 13' wird vom Ultraschallwellen-Empfänger 10 registriert. Der transmittierte Anteil 12' wird wiederum zu einem gewissen Anteil 13'' an der zweiten Elektrode 17 reflektiert. Hiervon gelangt schließlich ein reduzierter Anteil 13''' zum Ultraschallwellen-Empfänger 10. Entsprechend dem Diagramm der 3 wird der Ultraschallwellenpuls 12 zum Zeitpunkt t0 vom Ultraschallwellen-Sender 9 ausgesandt, der reflektierte Anteil 13' zum Zeitpunkt t1 vom Ultraschallwellen-Empfänger 10 empfangen sowie der Anteil 13''' vom Ultraschallwellen-Empfäger 10 zum Zeitpunkt t3 empfangen. Im Diagramm ist des weiteren die abnehmende Amplitude des Anteils 13' sowie des Anteils 13''' gegenüber dem ursprünglichen Ultraschallwellenpuls 12 zu sehen.
  • In 4 ist das Reflektionsverhalten einer gealterten Batterie 1 dargestellt. Aufgrund der Alterung werden an den Elektroden 16, 17 die auftreffenden Ultraschallpulse 12, 12' nicht nur direkt reflektiert sondern es werden auch gewisse Anteile 13'''', 13''''' gestreut. Diese gestreuten Anteile 13'''', 13''''' werden wenigstens teilweise nach indirekter Reflektion an Wänden der Testkammer 15 vom Ultraschallwellen-Empfänger 10 empfangen. Der Ultraschallwellen-Empfänger 10 registriert damit den an der Elektrode 16 direkt reflektierten Anteil 13' zum Zeitpunkt t1 und den an der Elektrode 17 direkt reflektierten sowie von der Elektrode 16 transmittierten Anteil 13''' zum Zeitpunkt t3 sowie zusätzlich den von der Elektrode 16 indirekt reflektierten Anteil 13'''' zum Zeitpunkt t2 und den von der Elektrode 17 indirekt reflektierten Anteil 13''''' zum Zeitpunkt t4. Die entsprechenden Anteile 13', 13'''', 13''', 13''''' sind wiederum im Diagramm der 4 mit deren abnehmender bzw. veränderter Amplitude gegenüber dem Ultraschallwellenpuls 12 zu sehen.
  • In 5 ist das Transmissionsverhalten einer neuen Batterie 1 dargestellt. Der vom Ultraschallwellen-Sender 9 ausgesandte Ultraschallwellenpuls 12 trifft auf die erste Elektrode 16, wobei dort ein Anteil 12' zur zweiten Elektrode 17 transmittiert wird. Von diesem Anteil 12' wird an der zweiten Elektrode 17 wiederum ein weiterer Anteil 14 transmittiert, wobei dieser Anteil 14 dann vom Ultraschallwellen-Empfänger 11 registriert wird. Entsprechend dem Diagramm der 5 wird der Ultraschallwellenpuls 12 zum Zeitpunkt t0 vom Ultraschallwellen-Sender 9 ausgesandt und der transmittierte Anteil 14 zum Zeitpunkt t5 vom Ultraschallwellen-Empfänger 11 empfangen. Im Diagramm ist des weiteren die abnehmende Amplitude des Anteils 14 gegenüber dem ursprünglichen Ultraschallwellenpuls 12 zu sehen.
  • In 6 schließlich ist das Transmissionsverhalten einer gealterten Batterie 1 dargestellt. Aufgrund der Alterung wird auch die Transmission an den Elektroden 16, 17 beeinflusst. Der Ultraschallwellen-Empfänger 11 registriert damit den transmittierten Anteil 14 zu einem anderen Zeitpunkt t6, der vom Zeitpunkt t5 verschieden ist, wie im Diagramm der 6 zu sehen ist. Außerdem ist die Amplitude des Anteils 14 gegenüber derjenigen gemäß 5 verändert.
  • Zusammenfassend ist also festzustellen, dass das Auftreten von gegenüber 3 zusätzlichen Ultraschallpulsen zu den Zeitpunkten t2 und t4 gemäß 4 sowie die Veränderung des Zeitpunkts t6 gemäß 6 gegenüber dem Zeitpunkt t5 in 5 auf die Alterung der Batterie 1 hinweist. Diese Zeitpunkte und/oder die diesen Zeitpunkten zugeordneten veränderten Amplituden der empfangenen Ultraschallpulse lassen wiederum einen Rückschluss auf den Alterungszustand SOH der Batterie 1 zu.
  • Wie anhand von 2 ersichtlich ist, ist eine Trennung der elektrischen Leitungen 6 zwischen der Batterie 1 und dem Elektrogerät 5 während der Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung des Funktionszustandes der Batterie 1 nicht erforderlich. Vielmehr kann die Einwirkung des Ultraschallwellenpulses 12 auf die Batteriezelle 1 auch während des Betriebs des Elektrogeräts 5, bei dem dieses durch die Batterie 1 mit Energie versorgt wird, erfolgen. Dadurch ist die Ermittlung des zeitabhängigen Funktionszustandes der Batteriezelle 1 in der Art eines Echtzeit-Alterungsprofils ermöglicht.
  • Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die zugehörige Vorrichtung nicht nur zur Bestimmung des Funktionszustandes von Batterien für Kraftfahrzeuge Verwendung finden sondern kann auch bei Elektrofahrrädern, Pedelecs o. dgl. eingesetzt werden. Auch ist der Einsatz für sonstige elektrische Geräte, die mit einer Batterie und/oder einem Akku arbeiten, beispielsweise für Akku-Elektrowerkzeuge, Akku-Gartengeräte o. dgl., in vorteilhafter Weise möglich.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Batteriezelle/Batterie
    2
    (elektrischer) Anschluss (von Batteriezelle)
    3
    Messgerät für Wechselstromwiderstand
    4
    Kabel
    5
    Elektrogerät
    6
    (elektrische) Leitung
    7, 8
    Seite (der Batteriezelle)
    9
    Ultraschallwellen-Sender
    10, 11
    Ultraschallwellen-Empfänger
    12
    (ausgesandter) Ultraschallwellenpuls
    12'
    Anteil (transmittiert an erster Elektrode)
    13
    (reflektierter) Ultraschallwellenpuls/reflektierter Anteil
    13'
    Anteil (direkt reflektiert an erster Elektrode)
    13''
    Anteil (direkt reflektiert an zweiter Elektrode)
    13'''
    (reduzierter) Anteil (des an zweiter Elektrode reflektierten Anteils)
    13''''
    (gestreuter/von erster Elektrode indirekt reflektierter) Anteil
    13'''''
    (gestreuter/von zweiter Elektrode indirekt reflektierter) Anteil
    14
    (transmittierter) Ultraschallwellenpuls/transmittierter (an zweiter Elektrode) Anteil
    15
    Testkammer
    16
    (erste) Elektrode
    17
    (zweite) Elektrode

Claims (9)

  1. Verfahren zur Bestimmung des Funktionszustandes einer Batterie und/oder eines Akkumulators mit wenigstens einer elektrischen Batteriezelle (1), umfassend folgende Schritte: – Aussenden wenigstens eines Ultraschallwellenpulses (12), – Einwirkung des Ultraschallwellenpulses (12) auf die Batteriezelle (1), – Empfangen des durch die Batteriezelle (1) beeinflussten Ultraschallwellenpulses (13, 14), und – Auswerten des empfangenen Ultraschallwellenpulses (13, 14) sowie des ausgesandten Ultraschallwellenpulses (12) in Bezug auf den Funktionszustand, insbesondere den Alterungszustand, der Batteriezelle (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der empfangene, von der Batteriezelle (1) beeinflusste Ultraschallwellenpuls (13, 14) aus einem an und/oder in der Batteriezelle (1) reflektierten und/oder einem durch die Batteriezelle (1) transmittierten Anteil des ausgesandten Ultraschallwellenpulses (12) besteht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezelle (1) Elektroden (16, 17) aufweist, und dass vorzugsweise die an den Elektroden (16, 17) reflektierten und/oder gestreuten Anteile des gesendeten Ultraschallwellenpulses (12) ausgewertet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwellenausbreitung zwischen dem ausgesendeten Ultraschallwellenpuls (12) und dem empfangenen Ultraschallwellenpuls (13, 14) als eine Funktion von Zeit und/oder Amplitude ausgewertet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der empfangene, von der Batteriezelle beeinflusste Ultraschallwellenpuls (13, 14) im Hinblick auf die Laufzeit zwischen ausgesandtem Ultraschallwellenpuls (12) sowie empfangenem Ultraschallwellenpuls (13, 14) und/oder auf die Amplitudenhöhe des ausgesandten Ultraschallwellenpulses (12) sowie empfangenen Ultraschallwellenpulses (13, 14) zur Bestimmung des Funktionszustandes der Batteriezelle (1) ausgewertet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung des Ultraschallwellenpulses (12) während des Betriebs der Batteriezelle (1) erfolgt, insbesondere zur Ermittlung des zeitabhängigen Funktionszustandes der Batteriezelle (1) in der Art eines Echtzeit-Alterungsprofils.
  7. Vorrichtung zur Bestimmung des Funktionszustandes einer Batterie und/oder eines Akkumulators mit wenigstens einer elektrischen Batteriezelle (1), insbesondere nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschallwellen-Sender (9) zum Aussenden von Ultraschallwellenpulsen (12) an der Batteriezelle (1) angeordnet ist, und dass wenigstens ein Ultraschallwellen-Empfänger (10, 11) zum Empfangen von Ultraschallwellenpulsen (13, 14) an der Batteriezelle (1) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallwellensender (9) an einer Seite (7) der Batteriezelle (1) angeordnet ist, und dass vorzugsweise ein Ultraschallwellen-Empfänger (10) für reflektierte Ultraschallwellenpulse (13), insbesondere für direkt an den Elektroden (16, 17) reflektierte Anteile und/oder indirekt reflektierte, an den Elektroden (16, 17) gestreute Anteile des gesendeten Ultraschallwellenpulses (12), an der einen Seite (7) der Batteriezelle (1) und/oder ein Ultraschallwellen-Empfänger (11) für transmittierte Ultraschallwellenpulse (14) an der anderen, der einen Seite (7) gegenüberliegenden Seite (8) der Batteriezelle (1) angeordnet sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Testkammer (15) zur Aufnahme der Batterie (1) vorgesehen ist, und dass vorzugsweise der Ultraschallwellen-Sender (9) und/oder der Ultraschallwellen-Empfänger (10, 11) in der Testkammer (15) angeordnet sind, und dass weiter vorzugsweise Wände der Testkammer (15) zur indirekten Reflektion des an den Elektroden (16, 17) gestreuten Anteils des gesendeten Ultraschallwellenpulses (12) dienen.
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