DE102014100077A1 - Verfahren und systeme zum ausgleichen von batterieabschnitten - Google Patents

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Abstract

Verfahren und Systeme zum Ausgleichen von Batterieladungszuständen in einer Batterie mit mehreren Abschnitten. Bei einigen Ausführungsformen können Funktionszustände und Ladungszustände eines oder mehrerer Abschnitte einer Batterie mit mehreren Abschnitten ermittelt werden. Es wird eine Beziehung zwischen den Ladungszuständen und den Funktionszuständen der Batterieabschnitte ermittelt. Diese Informationen können verwendet werden, um einen Ausgleichsalgorithmus zum Umverteilen von Energie zwischen den verschiedenen Batterieabschnitten anzuwenden, um eine Streuung zwischen den Ladungszuständen aufgrund der variierenden Funktionszustände zu verringern.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung betrifft Verfahren und Systeme zum Ausgleichen eines oder mehrerer Parameter in Batterieabschnitten einer Batterie. Beispielsweise betrifft diese Offenbarung bei einigen Ausführungsformen Verfahren und Systeme zum Ausgleichen von Batterieladungszuständen zwischen Batterieabschnitten, die unterschiedliche Batteriefunktionszustände aufweisen.
  • HINTERGRUND
  • Passagierfahrzeuge weisen oft elektrische Batterien auf, um Merkmale eines elektrischen Systems und eines Antriebsstrangsystems des Fahrzeugs zu betreiben. Beispielsweise weisen Fahrzeuge üblicherweise eine 12 V-Blei-Säure-Kraftfahrzeugbatterie auf, die ausgebildet ist, um Fahrzeug-Startersystemen (z. B. einem Anlasser), Beleuchtungssystemen und/oder Zündsystemen elektrische Energie zuzuführen. In elektrischen Brennstoffzellen-Fahrzeugen (”FC”-Fahrzeugen) und/oder Hybridfahrzeugen kann ein Hochspannungs-Batteriesystem (”HV”-Batteriesystem) verwendet werden, um elektrische Antriebsstrangkomponenten des Fahrzeugs mit Energie zu versorgen (z. B. elektrische Antriebsmotoren und dergleichen).
  • Bei bestimmten Konstruktionen können Batteriesysteme, die in einem Fahrzeug eingebunden sind, einen oder mehrere Abschnitte aufweisen. Beispielsweise kann ein Fahrzeugbatteriesystem eine Batteriepackung aufweisen, die einen oder mehrere Abschnitte von Batteriezellen umfasst, wie beispielsweise viele gegenwärtige Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge, einschließlich wieder aufladbarer Energiespeichersysteme (RESS) für Elektrofahrzeuge mit erweiterter Reichweite (EREV). Batterieabschnitte können in einer Batteriepackung ausgetauscht und/oder hinzugefügt werden, was zu Unterschieden bezüglich der Kapazitäten, des Ladungszustands, der Entladungsgeschwindigkeiten, der Impedanzen und/oder der Spannungen zwischen den neuen Batterieabschnitten und bestehenden Batterieabschnitten führt. Eine Entladung einer Batterie kann enden, wenn ein Abschnitt mit der geringsten Kapazität entleert ist, und zwar unabhängig davon, ob die anderen Batterieabschnitte eine ausreichende Kapazität für eine Fortsetzung der Entladung aufweisen. Dieses Verhalten kann zu Ineffizienzen, einem Güteabfall und/oder zu einer dauerhaften Beschädigung in einem Batteriesystem führen.
  • Typischerweise werden verwendete Abschnitte nicht ohne eine Strategie zum Ausgleichen von Abschnitten ausgetauscht. Solche Strategien sind insbesondere wichtig, um mit den chemischen Eigenschaften der Energiespeicherung zurecht zu kommen, welche aus Sicherheitsgründen bestimmte Spannungsgrenzen einhalten müssen, wie beispielsweise bei Lithium-Ionen-Batterien. Gegenwärtige Verfahren zum Ausgleichen von Zellen, welche mit einem Austausch von Abschnitten gekoppelt sind, können an einem wieder aufladbaren elektrischen Speichersystem eine unnötige Belastung bewirken. Bestehende Verfahren zum Ausgleichen von Abschnitten neigen jedoch dazu, aufgrund eines variierenden Funktionszustands der Abschnitte eine zu große Streuung zwischen den Abschnitten zuzulassen. Viele solche Verfahren sind darüber hinaus nicht dafür geeignet, eine Streuung des Ladungszustands über den Aufladungs-/Entladungszyklus des Systems zu minimieren. Stattdessen neigen bestehende Methodiken zum Ausgleichen von Abschnitten dazu, basierend auf einer Streuung des Ladungszustands beim Einschalten einen Ausgleich auszuführen.
  • Die vorliegenden Erfinder haben daher festgestellt, dass es wünschenswert ist, Verfahren und Systeme zum Ausgleichen von Batterieabschnitten zu schaffen, welche eine oder mehrere der vorstehenden Beschränkungen und/oder andere Beschränkungen aus dem Stand der Technik überwinden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Hierin werden Verfahren und Systeme zum Ausgleichen von Ladungszuständen verschiedener Abschnitte einer Batterie mit mehreren Abschnitten basierend auf ihren entsprechenden Funktionszuständen (states of health) offenbart. Bei einigen Ausführungsformen kann ein anpassbarer Algorithmus vorgesehen sein, um verschiedene Abschnitte mit unterschiedlichen Funktionszuständen für eine Erneuerung der Batterie aufrecht zu erhalten, während der geringste Betrag der Schwankung des Ladungszustands geschaffen wird. Einige solche Verfahren können ausgebildet sein, um eine Streuung des Ladungszustands über einen Aufladungs/Entladungszyklus der Batterie zu minimieren. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen ein Algorithmus Informationen bezüglich des Funktionszustands und des Ladungszustands von Batterieabschnitten verwenden, um eine optimale Veränderungskurve des Ladungszustands zu ermitteln. Einige Ausführungsformen können Abschnittsausgleichstimer verwenden, um eine optimale Veränderungskurve des Ladungszustands zu einem gegebenen Zeitpunkt während des Zyklus zu erreichen. Dieser gleiche Algorithmus kann verwendet werden, um neueren Modulen mit anderen Kapazitäten und/oder Widerständen zu ermöglichen, mit den älteren Modulen zusammengebracht und verwendet zu werden.
  • Unter Verwendung bestehender Eingaben und einer bestehenden Ausgleichshardware kann der Ausgleichsalgorithmus verwendet werden, um einen gewünschten Ladungszustand basierend auf einem anfänglichen Ladungszustand vorauszusagen, der ein beliebiger Punkt auf einer Ladungszustandskurve sein kann. Einige Ausführungsformen können versuchen, einen Ausgleich des Ladungszustands zwischen den Abschnitten an dem Punkt zu erreichen, an dem die entsprechenden Ladungszustände der Abschnitte jeweils bei einem Mittelpunkt zwischen einem oberen Ende des Ladungszustandszyklus und einem unteren Ende des Ladungszustandszyklus liegen. Beispielsweise kann der Algorithmus bei einigen Ausführungsformen derart ausgebildet sein, dass jeder der Ladungszustände der Abschnitte ungefähr bei einem Ladungszustand von 50% ausgeglichen wird (d. h., dass sich jeder Abschnitt zumindest näherungsweise bei dem gleichen Ladungszustand befindet). Durch das Ausgleichen der Ladungszustände bei einem solchen Mittelpunkt kann die Streuung der Ladungszustände zwischen den Batterieabschnitten über den Zyklus minimiert werden, und sie kann insbesondere an den am meisten verwendeten Betriebspunkten des Ladungszustands minimiert werden (insbesondere im Vergleich zu Algorithmen, die basierend auf der Streuung des Ladungszustands beim Einschalten ausgleichen).
  • Bei einer Implementierung eines Verfahrens zum Ausgleichen von Batterieladungszuständen in einer Batterie mit mehreren Abschnitten kann das Verfahren umfassen, dass ein Funktionszustand eines ersten Abschnitts einer Batterie mit mehreren Abschnitten ermittelt wird und dass ein Funktionszustand eines zweiten Abschnitts einer Batterie mit mehreren Abschnitten ermittelt wird. Das Verfahren kann ferner umfassen, dass eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen dem Funktionszustand des ersten Abschnitts und dem Funktionszustand des zweiten Abschnitts sowie einer Differenz zwischen einem Ladungszustand des ersten Abschnitts und einem Ladungszustand des zweiten Abschnitts nach einer ersten Zeitdauer ermittelt wird.
  • Ein gegenwärtiger Ladungszustand des ersten Abschnitts und ein gegenwärtiger Ladungszustand des zweiten Abschnitts können zusammen mit der Beziehung zwischen einer Differenz zwischen dem Funktionszustand des ersten Abschnitts und dem Funktionszustand des zweiten Abschnitts sowie einer Differenz zwischen einem Ladungszustand des ersten Abschnitts und einem Ladungszustand des zweiten Abschnitts verwendet werden, um Energie zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt umzuverteilen, um eine Streuung zwischen einem Ladungszustand des ersten Abschnitts und einem Ladungszustand des zweiten Abschnitts während der Verwendung der Batterie mit mehreren Abschnitten zu verringern.
  • Bei einigen Ausführungsformen des Systems zum Ausgleichen von Batterieladungszuständen in einer Batterie mit mehreren Abschnitten eines Fahrzeugs kann das System ein Fahrzeugbatteriesystem mit mehreren Batterieabschnitten und ein Batterieausgleichssystem umfassen, das mit den mehreren Batterieabschnitten gekoppelt und ausgebildet ist, um Energie zwischen den mehreren Batterieabschnitten umzuverteilen. Das Ausgleichssystem kann ausgebildet sein, um Funktionszustände zumindest einer Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte und gegenwärtige Ladungszustände zumindest einer Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte zu bewerten.
  • Das Ausgleichssystem kann ferner ausgebildet sein, um Funktionszustände und gegenwärtige Ladungszustände zu verwenden, um einen Ausgleichsalgorithmus anzuwenden. Der Ausgleichsalgorithmus kann ausgebildet sein, um einen Gleichgewichtspunkt festzulegen, an dem die Ladungszustände zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte zumindest näherungsweise gleich sind, und um die Ladungszustände zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte um den Gleichgewichtspunkt herum derart auszugleichen, dass die Ladungszustände zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte während des Fahrzeugbetriebs gemäß ihren entsprechenden Funktionszuständen um den Gleichgewichtspunkt herum variieren.
  • Der Gleichgewichtspunkt kann ein relativer Mittelpunkt zwischen einem oberen Ende eines Ladungszyklus der Batterieabschnitte und einem unteren Ende des Ladungszyklus sein. Beispielsweise kann der Gleichgewichtspunkt bei einigen Ausführungsformen bei einem Ladungszustand zwischen ungefähr 40% und ungefähr 60% liegen. Bei einigen solchen Ausführungsformen kann der Gleichgewichtspunkt bei einem Ladungszustand von ungefähr 50% liegen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es werden nicht einschränkende und nicht erschöpfende Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben, welche verschiedene Ausführungsform der Offenbarung mit Bezugnahme auf die Figuren umfassen, von denen:
  • 1 eine Graphik einer Streuung des Ladungszustands zwischen drei Batterieabschnitten mit unterschiedlichen Funktionszuständen darstellt.
  • 2 eine Graphik einer Beziehung zwischen Funktionszuständen und Ladungszuständen der drei Batterieabschnitte darstellt, auf die in 1 Bezug genommen wird.
  • 3 eine Graphik einer Streuung des Ladungszustands der drei Batterieabschnitte mit unterschiedlichen Funktionszuständen unter Verwendung eines Gleichgewichtspunkts von 80% darstellt.
  • 4 eine Graphik einer Streuung des Ladungszustands der drei Batterieabschnitte mit unterschiedlichen Funktionszuständen unter Verwendung eines Gleichgewichtspunkts von 50% darstellt.
  • 5 eine Graphik der Ladungszustände der drei Batterieabschnitte mit unterschiedlichen Funktionszuständen während eines Betriebszyklus darstellt, der einen Ausgleichsalgorithmus gemäß einer Ausführungsform verwendet, die hierin offenbart ist.
  • 6 ein Flussdiagramm einer Implementierung eines Verfahrens zum Ausgleichen von Batterieladungszuständen in einer Fahrzeugbatterie mit mehreren Abschnitten darstellt.
  • 7 ein Beispiel eines Systems zum Ausgleichen von Batterieladungszuständen in einer Fahrzeugbatterie mit mehreren Abschnitten darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Nachstehend ist eine ausführliche Beschreibung von Systemen und Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Obgleich verschiedene Ausführungsformen beschrieben werden, versteht es sich, dass die Offenbarung nicht auf irgendeine der speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern stattdessen zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Äquivalente umfasst. Obgleich zahlreiche spezielle Details in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt sind, um für ein umfassendes Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen zu sorgen, können einige Ausführungsformen außerdem ohne einige oder alle dieser Details ausgeübt werden. Darüber hinaus wird bestimmtes technisches Material, das in der verwandten Technik bekannt ist, zu Zwecken der Klarheit nicht im Detail beschrieben, um eine unnötige Verschleierung der Offenbarung zu vermeiden.
  • Die Ausführungsformen der Offenbarung werden am besten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlich, wobei gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sein können. Es ist leicht zu verstehen, dass die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, wie sie hierin allgemein beschrieben und in den Figuren dargestellt sind, in einer breiten Vielzahl unterschiedlicher Ausbildungen angeordnet und konstruiert sein könnten. Daher soll die nachfolgende ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen der Systeme und Verfahren der Offenbarung den Umfang der beanspruchten Offenbarung nicht einschränken, sondern sie ist lediglich für mögliche Ausführungsformen der Offenbarung repräsentativ. Zusätzlich müssen die Schritte eines Verfahrens nicht notwendigerweise in einer beliebigen speziellen Reihenfolge oder sogar nacheinander ausgeführt werden, noch müssen die Schritte lediglich einmal ausgeführt werden, wenn dies nicht auf andere Weise spezifiziert ist.
  • Ausführungsformen der hierin offenbarten Systeme und Vorrichtungen können verwendet werden, um Ladungszustände verschiedener Abschnitte eines Batteriesystems mit mehreren Abschnitten gemäß ihren jeweiligen Funktionszuständen auszugleichen. Einige hierin offenbarte Ausführungsformen können für wieder aufladbare Energiespeichersysteme (RESS) in einem Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite (EREV) besonders nützlich sein. Speziellere Ausführungsformen und Implementierungen werden nun detaillierter unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Graphik, die drei volle Zyklen mit Abschnitten darstellt, welche unterschiedliche Funktionszustände aufweisen. Die Zeit in Sekunden ist entlang der ”X”-Achse bei 100 dargestellt, und der prozentuale Ladungszustand ist entlang der ”Y”-Achse bei 102 dargestellt. Wie es in der Graphik gezeigt ist, weist jeder der Batterieabschnitte in dem Zyklus einen anfänglichen Ladungszustand von 85% auf. Die Kurve 110 stellt einen Batterieabschnitt mit einem Funktionszustand von 95% dar. Die Kurve 112 stellt einen Batterieabschnitt mit einem Funktionszustand von 80% dar. Und die Kurve 114 stellt einen Batterieabschnitt mit einem Funktionszustand von 70% dar. Wie anhand der Graphik zu erkennen ist, streut der Ladungszustand auf natürliche Weise über den Zyklus sogar dann, wenn er bei einem speziellen Ladungszustand abgeglichen wird. Wie ebenso zu erkennen ist, ist die Streuung des Ladungszustands offensichtlich mit den Funktionszuständen der Batterieabschnitte verknüpft. Mit anderen Worten neigen die Abschnitte mit geringeren Ladungszuständen dazu, schneller entladen zu werden.
  • Wenn man die Beziehung zwischen der Streuung des Funktionszustands und der Streuung des Ladungszustands für die drei Batterieabschnitte, auf die in der Graphik von 1 Bezug genommen wird, über der Zeit aufträgt, findet man, dass die Streuung des Ladungszustands nach der Entladung grob zu 2/3 der Streuung des Funktionszustands äquivalent ist. Diese Beziehung ist in der Graphik von 2 dargestellt. Die Graphik von 2 zeigt eine Änderung des Funktionszustands entlang der ”X”-Achse bei 200, und sie zeigt eine Änderung des Ladungszustands entlang der ”Y”-Achse bei 202 für die drei Batterieabschnitte, auf die in 1 Bezug genommen wird.
  • Datenpunkte sind in der Graphik von 2 bei 210, 212, 214, 216 und 218 aufgetragen. Lineare Regressionstechniken können angewendet werden, um eine Ausgleichsgerade 220 anhand dieser Datenpunkte zu bilden. Für diese speziellen Datenpunkte findet man, dass die Steigung der Geraden ungefähr 2/3 beträgt und dass das Quadrat des Korrelationskoeffizienten (”R2”) ungefähr 0,951 beträgt, was bedeutet, dass die Daten eine streng lineare Beziehung zeigen.
  • Unter Verwendung dieser Daten bezüglich der Beziehung zwischen Ladungszuständen und Funktionszuständen von Abschnitten während eines Zyklus kann ein Ausgleichsalgorithmus erzeugt werden, der bei einem beliebigen Ladungszustand ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein solcher Algorithmus unter Verwendung eines Gleichgewichtspunkts derart erzeugt werden, dass die Streuung des Ladungszustands an einem beliebigen Punkt während des Zyklus minimiert wird. Bei einigen Ausführungsformen kann der Gleichgewichtspunkt an einem relativen Mittelpunkt zwischen einem oberen Ladungszustand während eines Zyklus (beispielsweise bei 90%, wie es in 1 gezeigt ist) und einem unteren Ladungszustand während eines Zyklus (beispielsweise bei 20%, wie es ebenso in 1 gezeigt ist) ausgewählt werden. Dieser Gleichgewichtspunkt kann bei einigen Ausführungsformen daher derart ausgewählt werden, dass er zwischen ungefähr 40% und ungefähr 60% liegt. Bei einigen solchen Ausführungsformen kann der Gleichgewichtspunkt derart ausgewählt werden, dass er bei einem Ladungszustand von ungefähr 50% liegt. Indem der Gleichgewichtspunkt auf diese Weise ausgewählt wird, kann die Streuung des Ladungszustands über den Ladungszyklus im Vergleich zu einem Ausgleichen bei dem oberen Ladungszustand halbiert werden. Somit wird die Streuung des Ladungszustands von ungefähr 2/3 der Streuung des Funktionszustands auf ungefähr 1/3 der Streuung des Funktionszustands verringert.
  • Diese Verringerung der Streuung des Ladungszustands durch Auswählen eines mittleren Gleichgewichtspunkts wird ferner durch einen Vergleich von 3 und 4 veranschaulicht. 3 stellt eine Graphik dar, die Ladungszustände über einen Ladungszyklus für drei Batterieabschnitte, die unterschiedliche Funktionszustände aufweisen, mit einem Gleichgewichtspunkt an einem oberen Ende (80%) des Ladungszyklus zeigt. 4 stellt eine Graphik dar, die Ladungszustände über einen Ladungszyklus für dieselben drei Batterieabschnitte, aber mit einem Gleichgewichtspunkt bei einem Mittelpunkt (50%) des Ladungszyklus zeigt. Der Betrag der Entladung ist entlang der ”X”-Achse in 3 bei 300 und in 4 bei 400 dargestellt, und der Ladungszustand ist entlang der in ”Y”-Achse in 3 bei 302 und in 4 bei 402 dargestellt.
  • Die Linie 310 in 3 stellt einen Ladungszyklus für einen Batterieabschnitt mit einem relativ hohen Funktionszustand dar. Die Linie 312 stellt einen Ladungszyklus für einen Batterieabschnitt mit einem mittleren Funktionszustand dar. Und die Linie 314 stellt einen Ladungszyklus für einen Batterieabschnitt mit einem relativ niedrigen Funktionszustand dar. Auf ähnliche Weise entspricht die Linie 410 in 4 dem Batterieabschnitt mit einem hohen Funktionszustand, die Linie 412 dem Batterieabschnitt mit mittlerem Funktionszustand und die Linie 414 dem Abschnitt mit geringem Funktionszustand. Wie anhand eines Vergleichs von 3 mit 4 zu erkennen ist, führt das Festlegen des Gleichgewichtspunkts bei oder in der Nähe des Mittelpunkts des Ladungszyklus zu einer wesentlichen Verringerung der Streuung des Ladungszustands über dem Zyklus.
  • Indem der Gleichgewichtspunkt bei oder in der Nähe des Mittelpunkts des Zyklus festgelegt wird, kann die Streuung des Ladungszustands zwischen den Batterieabschnitten bei dem oberen Ladungszustand zumindest ungefähr gleich und entgegengesetzt der Streuung des Ladungszustands bei dem unteren Ladungszustand sein. Wie es in 4 dargestellt ist, kann die Streuung des Ladungszustands zusätzlich bei oder um den Mittelpunkt herum (der derart ausgewählt ist, dass er der Gleichgewichtspunkt ist) zwischen dem oberen und dem unteren Ladungszustand ungefähr Null sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann ein Multiplikator in dem Ausgleichsalgorithmus eingebunden werden, um dies zu berücksichtigen. Beispielsweise kann ein Delta-Ladungszustandsmultiplikator berechnet werden als: (gegenwärtiger Ladungszustand – Gleichgewichtspunkt)/(Delta des Ladungszustands vom Gleichgewichtspunkt zum oberen und/oder unteren Ladungszustand). Bezüglich der Ausführungsform, die in der Graphik von 4 für die minimierte Streuung des Ladungszustands gezeigt ist, wäre daher der Delta-Ladungszustandsmultiplikator gleich (gegenwärtiger Ladungszustand – 50)/30. Die nachstehende Graphik listet den Delta-Ladungszustandsmultiplikator für verschiedene gegenwärtige Ladungszustände während eines Ladungszyklus für diese spezielle Ausführungsform auf:
    SOC Delta-SOC-Multiplikator
    80 1
    65 0,5
    50 0
    35 –0,5
    20 –1
  • Bei Ausführungsformen, die einen solchen Multiplikator verwenden, kann der Ausgleichsalgorithmus bei einem beliebigen Ladungszustand initialisiert werden, anstatt dass er darauf beschränkt ist, nur unter speziellen Entladungsbedingungen ausgeführt zu werden, wie beispielsweise bei einem oberen Ladungszustand. Dies ermöglicht auch, dass das Ausgleichen unabhängig vom Fahrertyp erfolgt. Darüber hinaus können einige solche Ausführungsformen verwendet werden, um Leistungssysteme verschiedener Typen und/oder Generationen zu kombinieren. Beispielweise können einige Ausführungsformen in Verbindung mit zukünftigen Leistungssystemen (nicht nur Energiesystemen) verwendet werden.
  • Bei Ausführungsformen, die einen Multiplikator verwenden, kann dieses Merkmal mit einer ermittelten Streuung des Ladungszustands, die entweder gemessen oder geschätzt werden kann, in eine Gleichung für das Delta des Ladungszustands kombiniert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der Ausgleichsalgorithmus beispielsweise das Delta des Ladungszustands für einen speziellen Batterieabschnitt relativ zu einem Batterieabschnitt wie folgt berechnen: Delta SOC = (Delta-SOC-Multiplikator)·(SOC-Streuung relativ zur SOH-Streuung)·(Delta SOH)
  • Für die spezielle Ausführungsform, die vorstehend diskutiert wurde, wird diese Gleichung zu: Delta SOC = (SOC-50)/30·(1/3)·(Delta SOH)
  • Ein System mit Timerstrategie oder ein anderes Energieumverteilungssystem kann anschließend zum Ermitteln geeigneter Timerzustände für jeden Abschnitt implementiert werden, um Energie zwischen verschiedenen Batterieabschnitten zum Minimieren der Schwankungen des Ladungszustands zwischen den Batterieabschnitten über den Ladungszyklus umzuverteilen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Timerstrategie eine Ablauftimerstrategie umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Energieumverteilungssystem beim Einschalten angewendet werden. Bei Ausführungsformen, die eine Timerstrategie verwenden, können die Timerzustände für jeden Batterieabschnitt daher ermittelt und beim Einschalten angewendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann dies unabhängig von dem Ladungszustand des Batteriesystems beim Einschalten erfolgen.
  • Ein Beispiel eines Timeralgorithmus gemäß diesen Prinzipen kann wie folgt angewendet werden. Ein ”mittlerer” Ladungszustand (MidSOC) kann als ein maximaler Ladungszustand plus einen minimalen Ladungszustand dividiert durch zwei berechnet werden. Auf ähnliche Weise kann ein ”mittlerer” Funktionszustand (Mid-SOH) als ein maximaler Funktionszustand plus einen minimalen Funktionszustand dividiert durch zwei berechnet werden. Anschließend kann ein Timerzustand für den Batterieabschnitt ”x” (Timerx), der einen gegenwärtigen Ladungszustand (SOCx) und einen gegenwärtigen Funktionszustand (SOHx) aufweist, mit folgendem Algorithmus angewendet werden: Wenn (SOCx – MidSOC) > ((MidSOC – 50)/30·(1/3)·(MidSOH – SOHx), dann gilt Timerx = (SOCx – MidSOC – ((MidSOC – 50)/30)·(1/3)·(SOHx – MidSOH))·7200·SOHx; ansonsten gilt Timerx = 0.
  • Dieser Algorithmus oder ein ähnlicher Algorithmus, der die hierin dargelegten Prinzipien verwendet, kann auf jeden der Batterieabschnitte angewendet werden, um für eine verbesserte Ausgleichsstrategie zu sorgen, welche die Streuung des Ladungszustands über die verschiedenen Batterieabschnitte besser verringert.
  • Ein Beispiel eines Betriebszyklus, der den vorstehend identifizierten Timeralgorithmus verwendet, ist in der Graphik von 5 gezeigt. Die Zeit in Sekunden (mal 104) ist entlang der ”X”-Achse bei 500 gezeigt. Der Ladungszustand (als ein Prozentanteil) ist entlang der ”Y”-Achse bei 502 gezeigt. Der Betriebszyklus eines Batterieabschnitts mit einem relativ hohen Funktionszustand (d. h. 95%) ist bei 510 gezeigt. Die Linie 512 stellt einen Betriebszyklus für einen Batterieabschnitt mit einem mittleren Funktionszustand (d. h. 80%) dar. Und die Linie 514 stellt einen Betriebszyklus für einen Batterieabschnitt mit einem relativ geringen Funktionszustand (d. h. 70%) dar. Jeder der drei Batterieabschnitte ist derart gezeigt, dass er innerhalb des Zyklus bei einem Ladungszustand von 85% initialisiert wird.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, wird die Streuung des Ladungszustands über den gesamten Zyklus minimiert. Die Streuung des Ladungszustands der drei Batterieabschnitte ist ausgeglichen, sobald die Streuung bei dem hohen Ladungszustand gleich der Streuung bei dem niedrigen Ladungszustand ist. Die Logik kann jedoch derart ausgebildet sein, dass ermöglicht wird, dass das Ausgleichen unabhängig davon erfolgt, wie hoch der Ladungszustand der Packung beim Einschalten ist.
  • 6 stellt ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausgleichen von Batterieladungszuständen zwischen Batterieabschnitten mit unterschiedlichen Batteriefunktionszuständen dar. Bei Schritt 602 wird ein Fahrzeug eingeschaltet, das ein Batteriesystem mit mehreren Abschnitten umfasst. Bei Schritt 604 wird eine Beziehung zwischen Funktionszustand und Ladungszustand ermittelt. Bei einigen Ausführungsformen kann Schritt 604 umfassen, dass eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen dem Funktionszustand eines oder mehrerer der Batterieabschnitte und des Funktionszustands eines oder mehrerer der Batterieabschnitte und einer Differenz zwischen einem Ladungszustand des einen oder der mehreren Batterieabschnitte und eines Ladungszustands des einen oder der mehreren Abschnitte nach einer Zeitdauer ermittelt wird. Dies kann beispielsweise ausgeführt werden, indem eine Steigung einer Geraden berechnet wird, die unter Verwendung einer linearen Regressionstechnik erzeugt wird, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist.
  • Bei Schritt 606 kann ein Gleichgewichtspunkt festgelegt werden. Bei einigen Implementierungen kann dies durchgeführt werden, indem der Mittelpunkt zwischen einem oberen Ende oder einer oberen Grenze eines Ladungszustands-Betriebszyklus und einem unteren Ende oder einer unteren Grenze des Ladungszustands-Betriebszyklus für die Batterieabschnitte in dem Batteriesystem berechnet wird. Bei einigen Implementierungen kann der Gleichgewichtspunkt bei einem Ladungszustand zwischen ungefähr 40% und ungefähr 60% liegen. Bei einigen solchen Implementierungen kann der Gleichgewichtspunkt bei einem Ladungszustand von ungefähr 50% liegen.
  • Bei Schritt 608 kann ein Delta-Ladungszustandsmultiplikator für die Ladungszustände innerhalb eines speziellen Betriebsbereichs berechnet werden. Beispielsweise kann der Delta-Ladungszustandsmultiplikator bei einigen Implementierungen, wie es vorstehend beschrieben wurde, berechnet werden als (gegenwärtiger Ladungszustand – Gleichgewichtspunkt)/(Delta des Ladungszustands vom Gleichgewichtspunkt zum oberen und/oder unteren Ladungszustand). Bezüglich der Ausführungsform, die in der Graphik von 4 mit der Streuung des Ladungszustands dargestellt ist, wäre der Delta-Ladungszustandsmultiplikator gleich (gegenwärtiger Ladungszustand – 50)/30. Bei einigen Implementierungen kann der Delta-Ladungszustandsmultiplikator in dem Algorithmus wie folgt verwendet werden: Delta-SOC-Multiplikator = ((SOC beim Einschalten) – (SOC an der oberen Grenze – SOC an der unteren Grenze)/2)/(SOC an der oberen Grenze – (SOC an der oberen Grenze – SOC an der untern Grenze)/2)
  • Bei Schritt 610 kann der Delta-Ladungszustandsmultiplikator auf den gegenwärtigen Ladungszustand jedes Batterieabschnitts gemäß dem ermittelten Gleichgewichtspunkt angewendet werden. Anschließend kann bzw. können der bzw. die abschnittsbasierte(n) Timer bei 612 für jeden Batterieabschnitt gemäß einem oder mehreren Parametern berechnet werden, die den Funktionszustand, den gegenwärtigen Ladungszustand, angestrebte Gleichgewichtspunkte und dergleichen für die Batterieabschnitte umfassen. Bei einigen Implementierungen können die abschnittsbasierten Timer Ablauftimer umfassen, und sie können verwendet werden, um einen Timerzustand für einen Batterieabschnitt ”x” (Timerx) mit einem gegenwärtigen Ladungszustand (SOCx) und einem gegenwärtigen Funktionszustand (SOHx) mit dem folgenden Algorithmus festzulegen: Wenn (SOCx – MidSOC) > ((MidSOC – 50)/30)·(1/3)·(MidSOH – SOHx), dann gilt Timerx = (SOCx – MidSOC – ((MidSOC – 50)/30·(1/3)·(SOHx – MidSOH))·7200·SOHx; ansonsten gilt Timerx = 0.
  • Bei Schritt 614 kann bzw. können der bzw. die abschnittsbasierte(n) Timer auf die Batterieabschnitte des Batteriesystems mit mehreren Abschnitten angewendet werden, um die Streuung des Ladungszustands zu verringern. Bei Schritt 616 wird eine Überprüfung ausgeführt, um sicherzustellen, dass die Timer für alle Abschnitte abgelaufen sind. Wenn nicht, kehrt das beispielhafte Verfahren von 6 zu Schritt 614 zurück, um die abschnittsbasierten Timer weiter anzuwenden, wie es erforderlich ist.
  • 7 stellt ein Beispiel eines Systems zum Ausgleichen eines Batteriesystems in einem Fahrzeug 700 gemäß den hierin offenbarten Ausführungsformen dar. Das Fahrzeug 700 kann ein Kraftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Flugzeug und/oder ein beliebiger anderer Typ eines Fahrzeugs sein, und es kann einen Antriebsstrang mit Verbrennungsmotor (”ICE”), einen Antriebsstrang mit Elektromotor, einen Antriebsstrang mit Hybridmaschine, einen FC-Antriebsstrang und/oder einen beliebigen anderen Typ eines Antriebsstrangs umfassen, der zum Einbinden der hierin offenbarten Systeme und Verfahren geeignet ist. Das Fahrzeug 700 kann ein Batteriesystem 702 umfassen, das bei bestimmten Ausführungsformen ein HV-Batteriesystem sein kann. Das Batteriesystem kann verwendet werden, um elektrische Antriebsstrangkomponenten (z. B. wie in einem elektrischen, Hybrid- oder FC-Leistungssystem) mit Leistung zu versorgen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Batteriesystem 702 ausgebildet sein, um einer Vielzahl von Systemen des Fahrzeugs 700 elektrische Energie zuzuführen, welche beispielsweise Fahrzeug-Startersysteme (z. B. einen Anlasser), Beleuchtungssysteme, Zündsysteme und/oder dergleichen umfassen.
  • Das Batteriesystem 702 kann eine Batterieelektronik 704 umfassen. Die Batterieelektronik 704 kann ausgebildet sein, um bestimmte Betriebsweisen des Batteriesystems 702 zu überwachen und zu steuern. Beispielsweise kann die Batterieelektronik 704 ausgebildet sein, um Vorgänge des Ladens, des Entladens und/oder des Ausgleichens des Batteriesystems 702 zu überwachen und zu steuern. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Batterieelektronik 704 kommunikativ mit einem oder mehreren Sensoren (z. B. Sensoren 706), Betätigungseinrichtungen (z. B. elektrischen Relais) und/oder Systemen gekoppelt sein, die ausgebildet sind, um der Batterieelektronik 704 zu ermöglichen, die Betriebsweisen des Batteriesystems 702 zu überwachen und steuern.
  • Die Batterieelektronik 704 kann ferner ausgebildet sein, um Informationen an andere Systeme zu liefern und/oder Informationen von diesen zu empfangen, die in dem Fahrzeug 700 eingebunden sind. Beispielsweise kann Batterieelektronik 704 mit einem internen Fahrzeugcomputersystem 708 kommunikativ gekoppelt sein. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Batterieelektronik 704 zumindest teilweise ausgebildet sein, um Informationen bezüglich des Batteriesystems 702 an einen Benutzer des Fahrzeugs 700 und/oder das Fahrzeugcomputersystem 708 zu liefern. Solche Informationen können beispielsweise Informationen bezüglich des Batterieladungszustands, Informationen bezüglich der Batteriebetriebszeit oder Informationen bezüglich eines anderen Batteriefunktionszustands, Informationen bezüglich der Betriebsbetriebstemperatur und/oder beliebige andere Informationen umfassen, die das Batteriesystem 702 betreffen.
  • Das Batteriesystem 702 kann eine oder mehrere Batteriepackungen 712 umfassen, die geeignet bemessen und ausgebildet sind, um eine elektrische Leistung für das Fahrzeug 700 zu liefern. Jede Batteriepackung 712 kann einen oder mehrere Batterieabschnitte 714 umfassen. Die Batterieabschnitte 714 können eine oder mehrere Batteriezellen umfassen, die eine beliebige geeignete Batterietechnologie verwenden, einschließlich beispielsweise Blei-Säure-Technologie, einer Nickel-Metallhydrid-Technologie (”NiMH”), einer Lithium-Ionen-Technologie (”Li-Ion”), einer Li-Ion-Polymer-Technologie, einer Lithium-Luft-Technologie, einer Nickel-Cadmium-Technologie (”NiCad”), einer ventilgeregelten Blei-Säure-Technologie (”VRLA”), die eine absorbierende Glasmatte (”AGM”) umfasst, einer Nickel-Zink-Technologie (”NiZn”), einer Technologie mit geschmolzenem Salz (z. B. bei einer ZEBRA-Batterie) und/oder einer anderen geeigneten Batterietechnologie. Wie vorstehend diskutiert wurde, kann jeder der verschiedenen Batterieabschnitte einen anderen Funktionszustand aufweisen.
  • Zum Ausgleichen eines einzelnen Abschnitts 714 der Batteriepackung 712 können eine oder mehrere Batteriezellen ausgeglichen werden, die in dem Abschnitt 714 eingebunden sind. Um mehrere Abschnitte 714 der Batteriepackung 712 zusammen auszugleichen, können die Batteriezellen, die in den mehreren Abschnitten eingebunden sind, alle als eine Gruppe ausgeglichen werden. Wie es hierin verwendet wird, kann das Ausgleichen eines Ladungszustands eines Abschnitts oder von Abschnitten 714 dementsprechend umfassen, dass eine oder mehrere Komponenten-Batteriezellen des Abschnitts oder der Abschnitte 714 ausgeglichen werden.
  • Jeder Batterieabschnitt 714 kann mit einem Ausgleichssystem 716 kommunikativ gekoppelt sein. Das Ausgleichssystem 716 kann ausgebildet sein, um Energie selektiv zu oder von den Batterieabschnitten 714 zu übertragen, indem beispielsweise Energie zu oder von einzelnen Zellen übertragen wird, die in den Batterieabschnitten 714 eingebunden sind. Beispielsweise kann das Ausgleichssystem 716 ein Netz von Schaltern und/oder Steueranschlüssen umfassen, die ausgebildet sind, um eine selektive Energieübertragung zwischen den Batterieabschnitten 714 zu ermöglichen. Bei bestimmten Ausführungsformen kann jedem Abschnitt 714 ein eigenständiges Ausgleichssystem 716 zugeordnet sein, das ausgebildet ist, um eine selektive Energieübertragung zwischen dessen Komponentenzellen zu ermöglichen. Bei weiteren Ausführungsformen können mehrere Abschnitte 714 einem einzelnen Ausgleichssystem 716 zugeordnet sein. Daher kann bei einigen Ausführungsformen ein einzelnes Ausgleichssystem 716 das Ausgleichen der Ladungszustände aller Batterieabschnitte 714 eines Batteriesystems abstimmen. Bestimmte Funktionalitäten des Ausgleichssystems 716 können durch die Batterieelektronik 704 und/oder durch das Fahrzeugcomputersystem 708 gesteuert werden.
  • Das Ausgleichssystem 716 kann auch ausgebildet sein, um einen oder mehrere Ausgleichsalgorithmen anzuwenden, wie beispielsweise die Algorithmen, die vorstehend diskutiert wurden, um die Ladungszustände der Batterieabschnitte gemäß ihren entsprechenden Funktionszuständen auszugleichen. Das Ausgleichssystem 716 kann daher ausgebildet sein, um die Funktionszustände und die gegenwärtigen Ladungszustände zumindest einiger der Batterieabschnitte 714 der Batteriepackung 712 zu verwenden, um einen Ausgleichsalgorithmus anzuwenden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann der Ausgleichsalgorithmus ausgebildet sein, um einen Gleichgewichtspunkt festzulegen, bei dem die Ladungszustände zumindest einer Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte 714 zumindest näherungsweise gleich sind. Der Ausgleichsalgorithmus kann auch ausgebildet sein, um die Ladungszustände zumindest einer Teilmenge der Batterieabschnitte 714 derart um den Gleichgewichtspunkt herum auszugleichen, dass die Ladungszustände der Batterieabschnitte während des Fahrzeugbetriebs gemäß deren entsprechenden Funktionszuständen um den Gleichgewichtspunkt herum variieren.
  • Das Ausgleichssystem 716 kann auch ausgebildet sein, um eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen den Funktionszuständen der Batterieabschnitte 714 und einer Differenz zwischen den Ladungszuständen zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte während des Betriebs des Fahrzeugs 700 zu ermitteln. Bei einigen Ausführungsformen kann das Ermitteln einer Beziehung zwischen einer Differenz zwischen den Funktionszuständen der Batterieabschnitte 714 und einer Differenz zwischen den Ladungszuständen der Batterieabschnitte 714 während des Betriebs des Fahrzeugs 700 umfassen, dass eine solche Beziehung geschätzt wird. Wie es vorstehend beschrieben ist, kann diese Beziehung bei einigen Ausführungsformen geschätzt werden, indem Datenpunkte aufgetragen werden, welche die Funktionszustände mit einer Änderung der Ladungszustände in Beziehung setzen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Ausgleichsalgorithmus ausgebildet sein, um die Ladungszustände der Batterieabschnitte 714 derart um den Gleichgewichtspunkt herum auszugleichen, dass eine Streuung zwischen den Ladungszuständen der Batterieabschnitte 714 zunimmt, wenn die entsprechenden Ladungszustände der Batterieabschnitte 714 über den Gleichgewichtspunkt hinaus zunehmen.
  • Das Batterieausgleichssystem 716 kann bei einigen Ausführungsformen mehrere Sensoren zum Erfassen von Daten umfassen, die verwendet werden, um Ladungszustände für die Batterieabschnitte 714 zu ermitteln und/oder um Funktionszustände für die Batterieabschnitte 714 zu ermitteln. Solche Sensoren (wie beispielsweise die Sensoren 706) können ausgebildet sein, um einen Ladungszustand eines zugeordneten Batterieabschnitts 714 beispielsweise unter Verwendung von Spannungsmesswerten zu ermitteln, beispielsweise zu berechnen oder zu schätzen.
  • Obgleich 7 separate Sensoren 706 darstellt, die jedem Batterieabschnitt 714 zugeordnet sind, kann alternativ bei einigen Ausführungsformen ein einzelner Sensor verwendet werden, der ausgebildet ist, um einen Ladungszustand mehrerer Abschnitte 714 zu schätzen. Ladungszustandsinformationen, die durch die Sensoren 706 (z. B. unter Verwendung von gemessenen Spannungen, Impedanzen und/oder beliebiger anderer geeigneter Informationen) detektiert, berechnet oder geschätzt werden (von denen jedes innerhalb des Umfangs des Ausdrucks ”ermittelt” liegen soll), können an die Batterieelektronik 704 geliefert werden. Unter Verwendung der Ladungszustandsinformationen und der Funktionszustandsinformationen können die Batterieelektronik 704 und/oder ein beliebiges anderes geeignetes System Batterieausgleichsvorgänge abstimmen, beispielsweise durch Auslösen eines Ausgleichsalgorithmus, der die Anwendung von Ablauftimerstrategien abstimmen kann, wie es vorstehend diskutiert wurde.
  • Die vorstehende Spezifikation wurde unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Ein Fachmann wird jedoch einsehen, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen ausgeführt werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können verschiedene funktionale Schritte und auch die Komponenten zum Ausführen der funktionalen Schritte in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung oder unter Berücksichtigung einer beliebigen Anzahl von Kostenfunktionen, die dem Betrieb des Systems zugeordnet sind, auf alternative Weisen implementiert werden. Dementsprechend können ein beliebiger oder mehrere beliebige Schritte gelöscht, modifiziert oder mit anderen Schritten kombiniert werden. Ferner soll diese Offenbarung in einem darstellenden anstatt einem beschränkenden Sinn betrachtet werden, und alle solche Modifikationen sollen in deren Umfang umfasst sein. Auf ähnliche Weise wurden Vorteile, andere Vorzüge und Lösungen für Probleme vorstehend bezogen auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Vorteile, Vorzüge oder Lösungen für Probleme und ein beliebiges Element bzw. beliebige Elemente, das bzw. die bewirkt bzw. bewirken, dass ein beliebiger Vorteil, Vorzug oder eine beliebige Lösung auftritt oder stärker hervorgehoben wird, sollen jedoch nicht als ein kritisches, ein erforderliches oder als ein wesentliches Merkmal oder Element interpretiert werden.
  • Fachleute werden einsehen, dass viele Änderungen an den Details der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt werden können, ohne von den zugrundeliegenden Prinzipien der Erfindung abzuweichen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung sollte daher ausschließlich durch die nachfolgenden Ansprüche ermittelt werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Ausgleichen von Batterieladungszuständen in einer Batterie mit mehreren Abschnitten, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: ein Funktionszustand eines ersten Abschnitts einer Batterie mit mehreren Abschnitten ermittelt wird; ein Funktionszustand eines zweiten Abschnitts einer Batterie mit mehreren Abschnitten ermittelt wird; eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen dem Funktionszustand des ersten Abschnitts und dem Funktionszustand des zweiten Abschnitts und einer Differenz zwischen einem Ladungszustand des ersten Abschnitts und einem Ladungszustand des zweiten Abschnitts nach einer ersten Zeitdauer ermittelt wird; ein gegenwärtiger Ladungszustand des ersten Abschnitts empfangen wird; ein gegenwärtiger Ladungszustand des zweiten Abschnitts empfangen wird; und die Beziehung und die gegenwärtigen Ladungszustände des ersten und des zweiten Abschnitts verwendet werden, um Energie zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt umzuverteilen, um eine Streuung zwischen einem Ladungszustand des ersten Abschnitts und einem Ladungszustand des zweiten Abschnitts während der Verwendung der Batterie mit mehreren Abschnitten zu verringern.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Ermittelns eines Funktionszustands des ersten Abschnitts der Batterie mit mehreren Abschnitten umfasst, dass: ein Ladungszustand des ersten Abschnitts zu einer ersten Zeit empfangen wird; ein Ladungszustand des ersten Abschnitts zu einer zweiten Zeit empfangen wird; und eine Verringerung des Ladungszustands des ersten Abschnitts zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit mit einem Basis-Verringerungsmerkmal verglichen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Ermittelns eines Funktionszustands des ersten Abschnitts der Batterie mit mehreren Abschnitten umfasst, dass eine Impedanz, eine Kapazität, eine Ladungsaufnahme, eine Entladungsfähigkeit, eine Verwendungszeit und/oder ein Alter gemessen werden, welche dem ersten Abschnitt zugeordnet sind.
  4. System eines Fahrzeug zum Ausgleichen von Batterieladungszuständen in einer Batterie des Fahrzeugs mit mehreren Abschnitten, umfassend: ein Fahrzeugbatteriesystem, das mehrere Batterieabschnitte umfasst; und ein Batterieausgleichssystem, das mit den mehreren Batterieabschnitten gekoppelt und ausgebildet ist, um Energie zwischen den mehreren Batterieabschnitten umzuverteilen, wobei das Ausgleichssystem ausgebildet ist, um Funktionszustände zumindest einer Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte und gegenwärtige Ladungszustände zumindest einer Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte zu bewerten, wobei das Ausgleichssystem ausgebildet ist, um die Funktionszustände und die gegenwärtigen Ladungszustände zu verwenden, um einen Ausgleichsalgorithmus anzuwenden, und wobei der Ausgleichsalgorithmus ausgebildet ist, um einen Gleichgewichtspunkt festzulegen, an dem die Ladungszustände zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte zumindest näherungsweise gleich sind, und um die Ladungszustände zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte derart um den Gleichgewichtspunkt herum auszugleichen, dass die Ladungszustände zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte während des Fahrzeugbetriebs gemäß deren entsprechenden Funktionszuständen um den Gleichgewichtspunkt herum variieren.
  5. System nach Anspruch 4, wobei das Batterieausgleichssystem ausgebildet ist, um eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen Funktionszuständen zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte und einer Differenz zwischen Ladungszuständen zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte während des Betriebs des Fahrzeugs zu ermitteln.
  6. System nach Anspruch 5, wobei das Ermitteln einer Beziehung zwischen einer Differenz zwischen Funktionszuständen zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte und einer Differenz zwischen Ladungszuständen zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte während des Betriebs des Fahrzeugs umfasst, dass eine Beziehung zwischen einer Differenz zwischen Funktionszuständen zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte und einer Differenz zwischen Ladungszuständen zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte während des Betriebs des Fahrzeugs geschätzt wird.
  7. System nach Anspruch 4, wobei der Ausgleichsalgorithmus ausgebildet ist, um die Ladungszustände zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte derart um den Gleichgewichtspunkt herum auszugleichen, dass eine Streuung zwischen den Ladungszuständen zumindest der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte zunimmt, wenn die entsprechenden Ladungszustände der Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte über den Gleichgewichtspunkt hinaus zunehmen.
  8. System nach Anspruch 4, wobei das Batterieausgleichssystem eine Batteriesteuerelektronik umfasst, die mit dem Fahrzeugbatteriesystem kommunikativ gekoppelt ist, wobei die Batteriesteuerelektronik ausgebildet ist, um den Ausgleichsalgorithmus zu implementieren.
  9. System nach Anspruch 4, wobei das Batterieausgleichssystem mehrere Sensoren zum Erfassen von Daten umfasst, die verwendet werden, um Ladungszustände zumindest für die Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte zu ermitteln und/oder um Funktionszustände zumindest für die Teilmenge der mehreren Batterieabschnitte zu ermitteln.
  10. Fahrzeug, das umfasst: ein Fahrzeugbatteriesystem, das mehrere Batterieabschnitte umfasst; mehrere Sensoren, die mit den mehreren Batterieabschnitten gekoppelt sind, wobei die Sensoren zum Erfassen von Daten ausgebildet sind, die verwendet werden, um Funktionszustände und Ladungszustände der mehreren Batterieabschnitte zu ermitteln; und ein Batterieausgleichssystem, das mit den mehreren Batterieabschnitten gekoppelt und ausgebildet ist, um Energie zwischen den mehreren Batterieabschnitten umzuverteilen, wobei das Ausgleichssystem ausgebildet ist, um Daten von den Sensoren bezüglich der Funktionszustände der mehreren Batterieabschnitte und bezüglich der Ladungszustände der mehreren Batterieabschnitte zu empfangen und um einen Ausgleichsalgorithmus auf die mehreren Batterieabschnitte anzuwenden, um Energie zwischen den mehreren Batterieabschnitten gemäß dem Ausgleichsalgorithmus umzuverteilen, und wobei der Ausgleichsalgorithmus ausgebildet ist, um einen Gleichgewichtspunkt festzulegen, an dem die Ladungszustände der mehreren Batterieabschnitte zumindest näherungsweise gleich sind, und um die Ladungszustände der mehreren Batterieabschnitte derart um den Gleichgewichtspunkt herum auszugleichen, dass die Ladungszustände der mehreren Batterieabschnitte während des Fahrzeugbetriebs gemäß deren entsprechenden Funktionszuständen um den Gleichgewichtspunkt herum variieren.
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