DE102014212451A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers Download PDF

Info

Publication number
DE102014212451A1
DE102014212451A1 DE102014212451.4A DE102014212451A DE102014212451A1 DE 102014212451 A1 DE102014212451 A1 DE 102014212451A1 DE 102014212451 A DE102014212451 A DE 102014212451A DE 102014212451 A1 DE102014212451 A1 DE 102014212451A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrical energy
energy store
module
aging state
energy storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102014212451.4A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014212451B4 (de
Inventor
Tobias Huber
Friedrich Graf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to DE102014212451.4A priority Critical patent/DE102014212451B4/de
Priority to US15/322,108 priority patent/US20170120766A1/en
Priority to PCT/EP2015/063801 priority patent/WO2015197483A1/de
Priority to CN201580034956.6A priority patent/CN106471698A/zh
Publication of DE102014212451A1 publication Critical patent/DE102014212451A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014212451B4 publication Critical patent/DE102014212451B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/25—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by controlling the electric load
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/66—Ambient conditions
    • B60L2240/662—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Erfassungseinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, Betriebsdaten des elektrischen Energiespeichers zu erfassen; eine Rechnereinrichtung (20), welche dazu ausgelegt ist, anhand der erfassten Betriebsdaten und anhand von abgespeicherten Alterungszustandsprofilen einen Alterungszustand des elektrischen Energiespeichers zu ermitteln; und eine Steuerungseinrichtung (30), welche dazu ausgelegt ist, basierend auf einem Vergleich des ermittelten Alterungszustands des elektrischen Energiespeichers mit einem Wertekorridor der abgespeicherten Alterungszustandsprofile eine Leistungsaufnahme und/oder eine Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers zu begrenzen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers.
  • Technischer Hintergrund
  • Batterie-Management-Systeme und Batteriemodule sowie Batteriesysteme und hybridelektrische Kraftfahrzeuge sind allgemein bekannt. Beispielsweise werden Batterie-Management-Systeme zur Überwachung und Regelung einzelner Batteriezellen oder Batteriemodule einer Batterie verwendet.
  • Die Batterien können zum Beispiel Antriebsenergie für zumindest teilweise oder vollständig elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge oder Betriebsenergie für stationäre Anlagen, wie etwa Windkraftanlagen, bereitstellen.
  • Die DE 10 2012 214 091 A1 beschreibt ein Batterie-Management-System, ein Batteriemodul, ein Batteriesystem und ein entsprechendes Kraftfahrzeug.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Batterie-Management-System für einen elektrischen Energiespeicher bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Erfassungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, Betriebsdaten des elektrischen Energiespeichers zu erfassen; eine Rechnereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, anhand der erfassten Betriebsdaten (und ggf. auch anhand von abgespeicherten Alterungszustandsprofilen) einen Alterungszustand des elektrischen Energiespeichers zu ermitteln; und eine Steuerungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, basierend auf einem Vergleich des ermittelten Alterungszustands des elektrischen Energiespeichers mit einem Wertekorridor von abgespeicherten Alterungszustandsprofile eine Leistungsaufnahme oder eine Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers zu begrenzen. Der Wertekorridor kann eine Obergrenze und eine Untergrenze des Alterungszustands (SOH) umfassen, wobei die Grenzen sich abhängig von der Zeit oder abhängig von der Lastzyklenzahl ändern. Dadurch wird die Lebensdauer in vorgegebenen Grenzen gehalten, wobei zur Manipulation der Lebensdauer bzw. des Verlaufs des Alterungszustands die Leistungsaufnahme bzw. -abgabe begrenzt wird, temporär begrenzt wird und/oder eine derartige Begrenzung zumindest temporär teilweise oder vollständig aufgehoben wird. Das Einführen der Begrenzung und deren Aufhebung haben direkten Einfluss auf den Verlauf der Alterung, wodurch dieser Verlauf gesteuert bzw. manipuliert wird. Das Einführen der Begrenzung, und deren vollständige oder teilweise Aufhebung können sich wiederholen, um den Verlauf des Alterungszustands innerhalb des Wertekorridors bzw. unterhalb der Obergrenze und oberhalb der Untergrenze zu führen.
  • Weiterhin ist beispielsweise eine Beeinflussung der Last-Zyklenanzahl des elektrischen Energiespeichers vorgesehen, sofern dieser Freiheitsgrad möglich ist.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Erfassen von Betriebsdaten des elektrischen Energiespeichers mittels einer Erfassungseinrichtung; Ermitteln eines Alterungszustands des elektrischen Energiespeichers anhand der erfassten Betriebsdaten und anhand von abgespeicherten Alterungszustandsprofilen mittels einer Rechnereinrichtung; und Begrenzen einer Leistungsaufnahme und/oder einer Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers basierend auf einem Vergleich des ermittelten Alterungszustands des elektrischen Energiespeichers mit einem Wertekorridor der abgespeicherten Alterungszustandsprofile mittels einer Steuerungseinrichtung.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, ermöglicht die vorliegende Erfindung vorteilhaft, dass ein Lebenszustand, der sogenannte State of Health (SOH) der Batterie des Fahrzeugs berechnet wird und basierend auf der Berechnung in das Batterie-Management-System, d.h. in die Überwachung und Regelung des nachladbaren Batteriesystems, eingegriffen wird.
  • Dadurch kann vorteilhaft ein Alterungsverlauf angestrebt werden, der innerhalb eines vorbestimmten oder vorgebaren Alterungsverlaufskorridor liegt. Vorteilhaft ermöglicht dies die Vermeidung von Hochlastbereichen, insbesondere bei tiefen Temperaturen, etwa Temperaturen unterhalb von 5 °C oder unterhalb von –10 °C.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, eine Leistungsaufnahme und/oder eine Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers zu begrenzen, mit anderen Worten ausgedrückt, somit die elektrische Systemleistung und/oder Zyklenanzahl des elektrischen Energiespeichers zu begrenzen.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, ein verbessertes Batterie-Management-System für einen elektrischen Energiespeicher bereitzustellen, welches ein prädiktives Lebensdauer- bzw. Laufzeitmanagement bereitstellt. Eine Begrenzung der Alterungsabnutzung wird durch die Vermeidung von Hoch- und Spitzenbelastungen erreicht.
  • Die abgespeicherten Alterungszustandsprofile können prognostizierte oder sonstige per Simulation oder Berechnungen gewonnene Alterungszustandsprofile umfassen.
  • Der Begriff „State of Health“ (SOH) oder Alterungszustand ist definiert als Quotient der maximalen entnehmbaren Kapazität und der Nennkapazität eines elektrischen Energiespeichers und beschreibt somit den irreversiblen Kapazitätsverlust bzw. die Alterung einer Zelle. Eine ungebrauchte Zelle hat einen SOH von beispielsweise 100 %. In der Automobilindustrie gilt ein Akku bzw. ein elektrischer Energiespeicher mit 80% SOH oder geringer als nicht mehr geeignet für Elektro- bzw. Hybridelektrofahrzeuge.
  • Der Begriff „maximal entnehmbare Kapazität“, wie von der vorliegenden Erfindung verwendet, beschreibt beispielsweise die Ladungsmenge, die von der Zelle bzw. dem elektrischen Energiespeicher im vollständig geladenen Zustand entnommen werden kann. Bei einer neuen Zelle ist die maximal entnehmbare Kapazität gleich einer Nennkapazität der Zelle. Bei fortgeschrittener Alterung wird diese jedoch kleiner. Dieser Effekt kann durch den sogenannten „State of Health“ (SOH) beschrieben werden.
  • Der Begriff Kapazität, wie von der vorliegenden Erfindung verwendet, beschreibt eine Kapazität einer Zelle und bezeichnet im Allgemeinen die Ladungsmenge, die von der Zelle gespeichert oder abgegeben werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, dass durch eine Messung der verschiedenen Kenngrößen wie Zellspannung, Zellstrom, maximaler State of Charge, das heißt maximal mögliche Aufladung, maximal entnehmbare Kapazität, Batteriezelleninnenwiderstand, Verlustleistung oder sonstiger Betriebsdaten eine Berechnung des Lebenszustands des elektrischen Energiespeichers vorgenommen werden kann.
  • Basierend auf den ermittelten Betriebsdaten kann berechnet werden, welcher qualitative Zustand im Sinne einer zyklischen und/oder einer kalendarischen Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers erreicht ist.
  • Dieser qualitative Zustand wird also abhängig von Laufleistung, Nichtbetriebszeit und Lebensalter des elektrischen Energiespeichers unter Betrachtung von den aktuell vorherrschenden Bedingungen wie etwa beispielsweise einer Zelltemperatur oder sonstiger äußeren Einflussfaktoren berechnet.
  • Die erfassten Betriebsdaten können mit hinterlegten Kennlinien oder Kennlinienfeldern, d.h. Alterungszustandsprofilen, verglichen werden und basierend auf dieser Referenz kann eine Auslegung des Alterungszustands erfolgen.
  • Darauf basierend kann eine Beurteilung des Zustands der Batterie bezogen auf das vorliegende Batterieverhalten oder Nutzungsverhalten über die gesamte Lebenszeit erhoben werden.
  • Vorteilhaft ermöglicht die vorliegende Erfindung dadurch, dass festgestellt werden kann, falls der Batteriezustand des elektrischen Energiespeichers sich unter vorgegebenen Referenzwerten befindet, verschiedene Funktionen im Kraftfahrzeug bezogen auf die Leistungsaufnahme und/oder die Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers begrenzt bzw. priorisiert werden.
  • Dies ermöglicht vorteilhaft einen direkten Einfluss auf Funktionen, wie zum Beispiel die Skalierung von einer elektrischen Antriebsleistung oder Bordnetzverbraucherleistung vorzunehmen.
  • Beispielsweise kann dies vorteilhaft bei Hybridfunktionen des Kraftfahrzeuges vorgenommen werden.
  • Dabei werden gezielte Begrenzungen von Strömen zur Verhinderung von thermischen Überlastungen aktiviert, um einer weiteren erhöhten Alterung des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeuges entgegenzuwirken.
  • Die höchste Priorität bei einer beschriebenen Begrenzung haben zum Beispiel Funktionen zur Verbrauchsverminderung des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeuges. Dies kann vorteilhaft in einer Priorisierungstabelle hinterlegt werden. Die Priorisierung kann aber auch je nach gewünschtem Nutzungsverhalten und je nach vorherrschender Systemarchitektur anders dargestellt werden.
  • Bei großen Elektromaschinen in Hybridkraftfahrzeugen ist es vorteilhaft, dass die Batterie Überholvorgänge unterstützt und so eine möglichst leistungsfähige Fahrleistung ermöglicht.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, dass die Steuerung mit einer Priorisierung, einer Limitierung oder einer Deaktivierung von Funktionen die Batterie bzw. den elektrischen Energiespeicher den Anforderungen entsprechend dimensioniert, so dass die gewährleiste Laufleistung oder Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeuges erreicht wird.
  • Dies ermöglicht vorteilhaft, elektrische Energie einzusparen.
  • Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung vorteilhaft, dass Informationen an den Fahrer weitergegeben werden können.
  • Der Fahrer kann darauf hingewiesen werden, dass aufgrund einer persönlichen Fahrweise bzw. aufgrund einer Behandlung des Fahrzeugs bezogen auf die Batterie eine erhöhte Alterung der Batterie vorliegt.
  • Ferner kann vorteilhaft eine ungefähre Laufleistung statistisch ermittelt werden und dem Fahrer angezeigt werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung dazu ausgelegt ist, als die Betriebsdaten des elektrischen Energiespeichers Daten über eine Modulspannung eines Zellmoduls oder eine Modultemperatur oder einen Modulstrom oder einen Innenwiderstand oder eine Batteriespannung des elektrischen Energiespeichers oder einen Batteriestrom oder einen Innenwiderstand oder ein Statussignal zu erfassen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgelegt ist, die abgespeicherten Alterungszustandsprofile in Bezug auf eine zyklische Lebensdauer oder eine kalendarische Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers zu verarbeiten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgelegt ist, in den abgespeicherten Alterungszustandsprofilen vorhandene Referenzwerte über eine Modulspannung eines Zellmoduls, eine Modultemperatur, einen Modulstrom, einen Innenwiderstand eines Zellmoduls, eine Batteriespannung des elektrischen Energiespeichers, einen Batteriestrom, einen Innenwiderstand des elektrischen Energiespeichers oder ein Statussignal des elektrischen Energiespeichers mit erfassten Werten zu vergleichen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgelegt ist, das Begrenzen der Leistungsaufnahme oder der Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers basierend auf einer Prioritätstabelle vorzunehmen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgelegt ist, das Begrenzen der Leistungsaufnahme oder der Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers basierend auf einem Schwellenwert für eine thermische Belastung des elektrischen Energiespeichers vorzunehmen.
  • Eine thermische Belastung kann beispielsweise durch einen Betrieb des elektrischen Energiespeichers außerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches von beispielsweise –10°C bis +50°C gegeben sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgelegt ist, das Begrenzen der Leistungsaufnahme oder der Leistungsabgabe wieder aufzuheben oder zu verringern.
  • Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
  • Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermitteln. Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der Erfindung.
  • Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Blockdiagramms eines Verfahrens zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
  • 4 eine schematische Darstellung eines Diagramms eines Verlaufs eines Alterungszustands und von abgespeicherten Alterungszustandsprofilen zur Erläuterung der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Eine Vorrichtung 1 umfasst beispielsweise eine Erfassungseinrichtung 10, eine Rechnereinrichtung 20, und eine Steuereinrichtung 30.
  • Die Erfassungseinrichtung 10 kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, Betriebsdaten des elektrischen Energiespeichers zu erfassen.
  • Die Rechnereinrichtung 20 kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, anhand der erfassten Betriebsdaten und anhand von abgespeicherten Alterungszustandsprofilen einen Alterungszustand des elektrischen Energiespeichers zu ermitteln.
  • Die abgespeicherten Alterungszustandsprofile können beispielsweise den sogenannten „State of Health“ (SOH) oder den Alterungszustand des elektrischen Energiespeichers charakterisieren über eine Einsatzdauer oder eine Einschaltdauer, ED, des elektrischen Energiespeichers 50 charakterisieren.
  • Die Steuerungseinrichtung 30 kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, basierend auf einem Vergleich des ermittelten Alterungszustands des elektrischen Energiespeichers mit einem Wertekorridor der abgespeicherten Alterungszustandsprofile eine Leistungsaufnahme oder eine Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers 50 zu begrenzen.
  • Die Vorrichtung 1 ist beispielsweise mit einem elektrischen Energiespeicher 50 gekoppelt.
  • Die Vorrichtung 1 zur Regelung des Ladezustands des elektrischen Energiespeichers 50 kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, etwa einem Hybridkraftfahrzeug verwendet werden oder in einem Hybridelektrokraftfahrzeug (englisch hybrid electric vehicle, HEV) verwendet werden, d. h. ein Kraftfahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor und einem weiteren Energiewandler angetrieben wird.
  • Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Als ein erster Verfahrensschritt erfolgt beispielsweise ein Erfassen S1 von Betriebsdaten des elektrischen Energiespeichers mittels einer Erfassungseinrichtung 10.
  • Als ein zweiter Verfahrensschritt erfolgt beispielsweise ein Ermitteln S2 eines Alterungszustands des elektrischen Energiespeichers anhand der erfassten Betriebsdaten und anhand von abgespeicherten Alterungszustandsprofilen mittels einer Rechnereinrichtung.
  • Als ein dritter Verfahrensschritt erfolgt beispielsweise ein Begrenzen S3 einer Leistungsaufnahme und/oder einer Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers 50 basierend auf einem Vergleichen des ermittelten Alterungszustands des elektrischen Energiespeichers mit einem Wertekorridor der abgespeicherten Alterungszustandsprofile mittels einer Steuerungseinrichtung 30.
  • Die Verfahrensschritte können dabei iterativ oder rekursiv und in beliebiger Reihenfolge wiederholt werden.
  • Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockdiagramms eines Verfahrens zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • In einem Funktionsblock F1 erfolgt beispielsweise ein Ermitteln eines Ist-Wertes des Alterungszustands, SOH.
  • In einem Funktionsblock F2 erfolgt beispielsweise ein Ermitteln eines Soll-Wertes des Alterungszustands, SOH.
  • In beispielsweise als Operationsverstärker ausgebildeten Funktionsblöcken F3 und F4 erfolgt beispielsweise ein Vergleichen des Ist-Wertes des Alterungszustands mit dem Soll-Wert des Alterungszustands.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, werden ein SOH-Ist-Wert und ein SOH-Soll-Wert von der Steuerungseinrichtung 30 verglichen. Über den Verlauf der Alterung des elektrischen Energiespeichers kann auch ein SOH-Soll-Wert-Korridor mit einem SOH-IST-Wert-Korridor bzw. mit einem SOH-Ist-Wert zu einem aktuellen Zeitpunkt verglichen werden.
  • Beispielsweise kann durch die Steuerungseinrichtung 30 begrenzend eingegriffen werden kann, etwa wenn der SOH-Ist-Wert die untere SOH-Sollgrenze des SOH-Soll-Wert-Korridors für das aktuelle Alter t des elektrischen Energiespeichers unterschreitet.
  • Ferner kann beispielsweise durch die Steuerungseinrichtung 30 die Begrenzung wieder aufgehoben werden kann, um eine Überschreitung des SOH-Soll-Korridors durch den aktuell vorherrschenden SOH-Ist-Wert zu vermeiden.
  • In den Funktionsblöcken F5 und F6 erfolgt beispielsweise ein Begrenzen S3 einer Leistungsaufnahme und/oder einer Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers 50 basierend auf dem ermittelten Alterungszustand des elektrischen Energiespeichers mittels einer Steuerungseinrichtung 30.
  • Die 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Diagramms eines Verlaufs eines Alterungszustands und von abgespeicherten Alterungszustandsprofilen zur Erläuterung der Erfindung.
  • Die 4 zeigt einen kalendarischen Alterungsprozess eines elektrischen Energiespeichers. Ein SOH Schwellenwert von 80 % ist durch die Kennlinie SW1 dargestellt.
  • Ein Profil des elektrischen Energiespeichers ist beispielsweise durch seinen Alterungszustand bzw. durch sein Alterungszustandsprofil KL1 charakterisiert.
  • Das Alterungszustandsprofil KL1 liegt beispielsweise im Wertebereich bzw. Wertekorridor von abgespeicherten Alterungszustandsprofilen AL1.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt liegt das Alterungszustandsprofil KL1 innerhalb eines vorbestimmten oder vorgebbaren Wertekorridors von Alterungszustandsprofilen AL1, wobei dies durch das Begrenzen bzw. durch das Aufheben von Begrenzungen durch die Steuerungseinrichtung 30 erreicht wird.
  • Durch die Regelungsstrategie der Steuerungseinrichtung 30 und die dabei verfolgten Eingriffe in die Begrenzung der Leistungsaufnahme oder -abgabe, d.h. aktivieren oder deaktivieren von Entnahme- oder Abgabemaximallasten, wird beispielsweise weder die obere Grenze, etwa 105 %–85 % SOH, für einen bestimmten Zeitpunkt überschritten noch die untere Grenze, etwa 80 % SOH, des Wertekorridors unterschritten.
  • Die Steuerungseinrichtung 30 regelt also beispielsweise die Einhaltung eines SOH-Soll-Korridors durch negativen Eingriff, d.h. Leistungsbegrenzung, oder durch einen positiven Eingriff, d.h. Aufheben der Leistungsbegrenzung, in die Abgabeleistung der Batterie bzw. des elektrischen Energiespeichers.
  • Das Alterungszustandsprofil KL1 umfasst beispielsweis eine Streuung der Messwerte, was auf eine unterschiedliche Alterungsgeschwindigkeit von identisch gelagerten Zellen des elektrischen Energiespeichers zurückzuführen ist.
  • Eine obere Grenze bzw. eine maximal erreichbare Alterungsgrenze des Alterungszustandsprofils ist durch die Kennlinie KL2 gegeben.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt.
  • Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012214091 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers, wobei die Vorrichtung umfasst: – eine Erfassungseinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, Betriebsdaten des elektrischen Energiespeichers zu erfassen; – eine Rechnereinrichtung (20), welche dazu ausgelegt ist, anhand der erfassten Betriebsdaten einen Alterungszustand des elektrischen Energiespeichers (50) zu ermitteln; und – eine Steuerungseinrichtung (30), welche dazu ausgelegt ist, basierend auf einem Vergleich des ermittelten Alterungszustands des elektrischen Energiespeichers mit einem Wertekorridor von abgespeicherten Alterungszustandsprofile eine Leistungsaufnahme und/oder eine Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers zu begrenzen oder eine derartige Begrenzung wieder aufzuheben.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinrichtung (10) dazu ausgelegt ist, als die Betriebsdaten des elektrischen Energiespeichers (50) Daten über eine Modulspannung eines Zellmoduls oder eine Modultemperatur oder einen Modulstrom oder einen Innenwiderstand oder eine Batteriespannung des elektrischen Energiespeichers oder einen Batteriestrom oder einen Innenwiderstand oder ein Statussignal zu erfassen.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, wobei die Rechnereinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, die abgespeicherten Alterungszustandsprofile in Bezug auf eine zyklische Lebensdauer oder eine kalendarische Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers (50) zu verarbeiten.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rechnereinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, in den abgespeicherten Alterungszustandsprofilen vorhandene Referenzwerte über eine Modulspannung eines Zellmoduls, eine Modultemperatur, einen Modulstrom, einen Innenwiderstand eines Zellmoduls, eine Batteriespannung des elektrischen Energiespeichers, einen Batteriestrom, einen Innenwiderstand des elektrischen Energiespeichers oder ein Statussignal des elektrischen Energiespeichers mit erfassten Werten zu vergleichen.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerungseinrichtung (30) dazu ausgelegt ist, das Begrenzen der Leistungsaufnahme oder der Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers (50) basierend auf einer Prioritätstabelle vorzunehmen.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuerungseinrichtung (30) dazu ausgelegt ist, das Begrenzen der Leistungsaufnahme oder der Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers (50) basierend auf einem Schwellenwert für eine thermische Belastung des elektrischen Energiespeichers vorzunehmen.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuerungseinrichtung (30) dazu ausgelegt ist, das Begrenzen der Leistungsaufnahme oder der Leistungsabgabe wieder aufzuheben.
  8. Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: – Erfassen (S1) von Betriebsdaten des elektrischen Energiespeichers mittels einer Erfassungseinrichtung (10); – Ermitteln (S2) eines Alterungszustands des elektrischen Energiespeichers anhand der erfassten Betriebsdaten und anhand von abgespeicherten Alterungszustandsprofilen mittels einer Rechnereinrichtung (20); und – Begrenzen (S3) einer Leistungsaufnahme und/oder einer Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers basierend auf einem Vergleich des ermittelten Alterungszustands des elektrischen Energiespeichers mit einem Wertekorridor der abgespeicherten Alterungszustandsprofile mittels einer Steuerungseinrichtung (30).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei als die Betriebsdaten des elektrischen Energiespeichers eine Modulspannung eines Zellmoduls, eine Modultemperatur, einen Modulstrom, einen Innenwiderstand eines Zellmoduls, eine Batteriespannung des elektrischen Energiespeichers, einen Batteriestrom, einen Innenwiderstand des elektrischen Energiespeichers oder ein Statussignal des elektrischen Energiespeichers erfasst werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9. wobei in den abgespeicherten Alterungszustandsprofilen vorhandene Referenzwerte über eine Modulspannung eines Zellmoduls, eine Modultemperatur, einen Modulstrom, einen Innenwiderstand eines Zellmoduls, eine Batteriespannung des elektrischen Energiespeichers, einen Batteriestrom, einen Innenwiderstand des elektrischen Energiespeichers oder ein Statussignal des elektrischen Energiespeichers mit erfassten Werten verglichen werden.
DE102014212451.4A 2014-06-27 2014-06-27 Vorrichtung und Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers Active DE102014212451B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014212451.4A DE102014212451B4 (de) 2014-06-27 2014-06-27 Vorrichtung und Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers
US15/322,108 US20170120766A1 (en) 2014-06-27 2015-06-19 Apparatus And Method For Regulating A State Of Charge Of An Electrical Energy Store
PCT/EP2015/063801 WO2015197483A1 (de) 2014-06-27 2015-06-19 Vorrichtung und verfahren zur regelung eines ladezustands eines elektrischen energiespeichers
CN201580034956.6A CN106471698A (zh) 2014-06-27 2015-06-19 用于调节电能存储器的充电状态的装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014212451.4A DE102014212451B4 (de) 2014-06-27 2014-06-27 Vorrichtung und Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014212451A1 true DE102014212451A1 (de) 2015-12-31
DE102014212451B4 DE102014212451B4 (de) 2023-09-07

Family

ID=53487348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014212451.4A Active DE102014212451B4 (de) 2014-06-27 2014-06-27 Vorrichtung und Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20170120766A1 (de)
CN (1) CN106471698A (de)
DE (1) DE102014212451B4 (de)
WO (1) WO2015197483A1 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106696711A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 芜湖市吉安汽车电子销售有限公司 一种新能源汽车动力电池自检报警系统
EP3203574A1 (de) * 2016-02-08 2017-08-09 Siemens Aktiengesellschaft Lebensdauersteuerung für energiespeicher
WO2019057871A1 (de) * 2017-09-22 2019-03-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum überwachen mindestens einer komponente eines kraftfahrzeugs
DE102017219144A1 (de) * 2017-10-25 2019-04-25 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Haushaltsgerät mit einem Akku
WO2020120311A1 (de) * 2018-12-12 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben eines elektrischen energiespeichers
DE102018221721A1 (de) 2018-12-14 2020-06-18 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Hochvoltbatterie, Steuereinrichtung und Kraftfahrzeug
DE102019108387A1 (de) * 2019-04-01 2020-10-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen einer Belastungshistorie eines mit einer elektrischen Maschine angetriebenen Fahrzeugs, Vorrichtung sowie Fahrzeug
DE102019216439A1 (de) * 2019-10-25 2021-04-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems sowie Vorrichtung, elektrisches Energiespeichersystem, Computerprogramm und maschinenlesbares Speichermedium
DE102019130331A1 (de) * 2019-11-11 2021-05-12 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zum Schutz eines Elektromotors vor Schäden durch thermische Überlastung
EP3978306A1 (de) * 2020-09-29 2022-04-06 Robert Bosch GmbH Verfahren und vorrichtung zur maschinenindividuellen verbesserung der lebensdauer einer batterie in einer batteriebetriebenen maschine

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017202136A1 (de) * 2017-02-10 2018-08-16 Siemens Aktiengesellschaft Energiespeichervorrichtung und deren Verwendung
EP3424771A1 (de) 2017-07-03 2019-01-09 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. Verfahren und elektronische vorrichtung zur verwaltung einer strombegrenzung
CN108638890B (zh) * 2018-05-16 2020-03-31 蔚来汽车有限公司 服务器、保养终端、动力电池保养方法、装置及系统
DE102018220981A1 (de) 2018-12-05 2020-06-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers
DE102018221962A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Betriebskenngröße für den Betrieb eines elektrischen Energiespeichers sowie entsprechendes Computerprogramm, maschinenlesbares Speichermedium und Rechnervorrichtung
JP7271328B2 (ja) * 2019-06-13 2023-05-11 本田技研工業株式会社 制御装置、制御方法、及びプログラム
DE102019125375A1 (de) * 2019-09-20 2021-03-25 TWAICE Technologies GmbH Zustandswert für wiederaufladbare Batterien
DE102020206592A1 (de) * 2020-05-27 2021-12-02 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs abhängig von einem prädizierten Alterungszustands eines elektrischen Energiespeichers
DE102020212236A1 (de) * 2020-09-29 2022-03-31 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Systems zum Bereitstellen von Alterungszuständen von elektrischen Energiespeichern für eine Vielzahl von Geräten mithilfe von maschinellen Lernverfahren
CN115877238B (zh) * 2022-12-06 2023-11-07 北汽福田汽车股份有限公司 电池容量的检测方法、装置、可读存储介质及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009042656A1 (de) * 2009-09-23 2011-03-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung mindestens eines den Alterungszustand eines elektrischen Energiespeichers beeinflussenden Betriebsparameters
JP2012218599A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
US20120319659A1 (en) * 2010-10-04 2012-12-20 Masahiro Kinoshita System and method for controlling charge/discharge of non-aqueous electrolyte secondary battery, and battery pack
DE102012022462A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Mazda Motor Corp. Fahrzeugeigene elektrische Quelle und Steuer- bzw. Regelvorrichtung, entsprechendes Verfahren und Computerprogrammprodukt
DE102012214091A1 (de) 2012-08-08 2014-02-13 Robert Bosch Gmbh Batterie-Management-System mit Datenschnittstelle für Batteriemodul, Batteriemodul mit Datenspeicher, Batteriesystem mit Batterie-Management-System sowie Batteriemodul und Kraftfahrzeug mit Batteriesystem

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011005711A1 (de) * 2011-03-17 2012-09-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeicher in einem Fahrzeug
AU2012380449B2 (en) * 2012-05-24 2017-03-16 Osaka Gas Co., Ltd. Power supply system
CN103675692B (zh) * 2012-09-26 2016-12-21 财团法人车辆研究测试中心 电池健康状态检知方法与装置
CN102887122B (zh) * 2012-09-26 2015-09-30 北京智行鸿远汽车技术有限公司 一种混合动力汽车高压附件能量管理方法
US10404076B2 (en) * 2013-06-11 2019-09-03 Alelion Energy Systems Ab Method and system for charging an energy storage device
US9457682B2 (en) * 2013-08-30 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Method for predicting charging process duration
US10026998B2 (en) * 2014-05-15 2018-07-17 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle operation to manage battery capacity

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009042656A1 (de) * 2009-09-23 2011-03-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung mindestens eines den Alterungszustand eines elektrischen Energiespeichers beeinflussenden Betriebsparameters
US20120319659A1 (en) * 2010-10-04 2012-12-20 Masahiro Kinoshita System and method for controlling charge/discharge of non-aqueous electrolyte secondary battery, and battery pack
JP2012218599A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
DE102012022462A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Mazda Motor Corp. Fahrzeugeigene elektrische Quelle und Steuer- bzw. Regelvorrichtung, entsprechendes Verfahren und Computerprogrammprodukt
DE102012214091A1 (de) 2012-08-08 2014-02-13 Robert Bosch Gmbh Batterie-Management-System mit Datenschnittstelle für Batteriemodul, Batteriemodul mit Datenspeicher, Batteriesystem mit Batterie-Management-System sowie Batteriemodul und Kraftfahrzeug mit Batteriesystem

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 2012- 218 599 A (Maschinenübersetzung), AIPN [online] JPO [abgerufen am 22.04.2015] *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3203574A1 (de) * 2016-02-08 2017-08-09 Siemens Aktiengesellschaft Lebensdauersteuerung für energiespeicher
WO2017137263A1 (de) * 2016-02-08 2017-08-17 Siemens Aktiengesellschaft Lebensdauersteuerung für energiespeicher
CN108701873A (zh) * 2016-02-08 2018-10-23 西门子股份公司 用于能量存储器的寿命控制器
CN106696711A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 芜湖市吉安汽车电子销售有限公司 一种新能源汽车动力电池自检报警系统
WO2019057871A1 (de) * 2017-09-22 2019-03-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum überwachen mindestens einer komponente eines kraftfahrzeugs
DE102017219144A1 (de) * 2017-10-25 2019-04-25 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Haushaltsgerät mit einem Akku
WO2020120311A1 (de) * 2018-12-12 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben eines elektrischen energiespeichers
DE102018221721A1 (de) 2018-12-14 2020-06-18 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Hochvoltbatterie, Steuereinrichtung und Kraftfahrzeug
DE102019108387A1 (de) * 2019-04-01 2020-10-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen einer Belastungshistorie eines mit einer elektrischen Maschine angetriebenen Fahrzeugs, Vorrichtung sowie Fahrzeug
DE102019216439A1 (de) * 2019-10-25 2021-04-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems sowie Vorrichtung, elektrisches Energiespeichersystem, Computerprogramm und maschinenlesbares Speichermedium
DE102019130331A1 (de) * 2019-11-11 2021-05-12 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zum Schutz eines Elektromotors vor Schäden durch thermische Überlastung
EP3978306A1 (de) * 2020-09-29 2022-04-06 Robert Bosch GmbH Verfahren und vorrichtung zur maschinenindividuellen verbesserung der lebensdauer einer batterie in einer batteriebetriebenen maschine
US11835589B2 (en) 2020-09-29 2023-12-05 Robert Bosch Gmbh Method and apparatus for machine-individual improvement of the lifetime of a battery in a battery-operated machine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014212451B4 (de) 2023-09-07
WO2015197483A1 (de) 2015-12-30
CN106471698A (zh) 2017-03-01
US20170120766A1 (en) 2017-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014212451B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers
DE112011105675B4 (de) Steuervorrichtung und Steuerverfahren für nicht-wässrige Sekundärbatterie
EP3017496B1 (de) Verfahren zum batteriemanagement und batteriemanagementsystem
DE102010031414A1 (de) Kühlsystem
DE102011089962A1 (de) Verfahren zur Temperaturregelung von mindestens einem Batterieelement, Batterie sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie
DE102010062187A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Leerlaufspannung einer Batterie, Batterie mit einem Modul zur Ermittlung der Leerlaufspannung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Batterie
DE102013224509A1 (de) Elektrische Energiespeichervorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Energiespeichervorrichtung
DE102014220005A1 (de) Verfahren für eine Zellsymmetrierung einer Mehrzahl von Batteriezellen und Batteriesystem zum Durchführen eines derartigen Verfahrens
DE102013204888A1 (de) Verfahren zum Ausgleich unterschiedlicher Ladungszustände von Batterien
EP3720733B1 (de) Verfahren zum steuern einer elektrischen anlage eines elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs mit mehreren batterien sowie elektrische anlage eines elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs
DE102018203824A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, Steuerung für einen elektrischen Energiespeicher und Vorrichtung und/oder Fahrzeug
DE102016004285A1 (de) Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Kühlmittelpumpe
DE102011080281A1 (de) System und Verfahren, um eine Fahrzeugbatterie auszugleichen
DE102013217752B4 (de) Bestimmung der Kapazität einer Batterie
DE102010030491A1 (de) Verfahren zur Feststellung wenigstens eines Zustandes einer Mehrzahl von Batteriezellen, Computerprogramm, Batterie und Kraftfahrzeug
DE102012007157A1 (de) Verfahren zum Durchführen von Leistungsprognosen für ein Batteriesystem
DE102013017059A1 (de) Degradierungsbestimmung bei elektrischen Akkumulatoren in Kraftfahrzeugen
DE102013224169A1 (de) Systeme und Verfahren zum Schutz gegen ein übermässiges Entladen in einem Batteriesystem
DE102012207673A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Batterie unter Berücksichtigung der Selbstentladung sowie Batteriemanagementsystem zur Ausführung des Verfahrens
DE102017202650A1 (de) Energiespeichersystem für ein Kraftfahrzeug sowie Betriebsverfahren
DE102013018398A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer aktiv gekühlten Batterie
DE102017221251A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Energiespeichers und Batteriesystem sowie Kraftfahrzeug
DE102014224227A1 (de) Betriebsstrategie für ein passives Mehr-Energiespeicher-Bordnetz
DE102018214984A1 (de) Verfahren zur Ermittlung einer Umgebungstemperatur einer ersten elektrischen Energiespeichereinheit im Verbund mit zweiten elektrischen Energiespeichereinheiten sowie entsprechende Vorrichtung, Computerprogramm und maschinenlesbares Speichermedium
DE102013201451A1 (de) Verfahren und System zur Batteriediagnose

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division