DE102014214314A1 - Verfahren zum Betreiben einer Sekundärbatterie - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer Sekundärbatterie Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014214314A1 DE102014214314A1 DE102014214314.4A DE102014214314A DE102014214314A1 DE 102014214314 A1 DE102014214314 A1 DE 102014214314A1 DE 102014214314 A DE102014214314 A DE 102014214314A DE 102014214314 A1 DE102014214314 A1 DE 102014214314A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cell
- battery
- battery cell
- dependencies
- specific
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 82
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 claims description 6
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 4
- 230000032677 cell aging Effects 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 230000002431 foraging effect Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- 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]
-
- 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
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens zwei Batteriezellen aufweisenden Sekundärbatterie, insbesondere eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, unter Verwendung einer auf hinterlegten, den einzelnen Batteriezellen zugeordneten zellspezifischen Alterungsmodellen basierenden Betriebsstrategie, aufweisend wenigstens die Schritte: – Erfassen von wenigstens zwei verschiedenen zellspezifischen Zustandsparametern von jeder Batteriezelle; – Ermitteln eines zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle auf Basis der von der jeweiligen Batteriezelle erfassten zellspezifischen Zustandparameter; – Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle; – Vergleichen der ermittelten Abhängigkeiten mit entsprechenden in dem zellspezifischen Alterungsmodell der jeweiligen Batteriezelle enthaltenen, vorab festgelegten Abhängigkeiten; – Anpassen des zellspezifischen Alterungsmodells einer Batteriezelle bei Abweichung der ermittelten Abhängigkeiten von den entsprechenden vorab festgelegten Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle an die ermittelten Abhängigkeiten; – Ermitteln der Lebendauer einer Batteriezelle auf Basis des an die ermittelten Abhängigkeiten angepassten zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle; – Vergleichen der ermittelten Lebensdauer einer Batteriezelle mit einem vorgebenenen Schwellwert; und – Anpassen der Betriebsstrategie, wenn die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
Description
- Stand der Technik
- In elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, insbesondere Elektrofahrzeugen, Hybridelektrofahrzeugen, Plug-in-Hybridelektrofahrzeugen und dergleichen, werden Sekundärbatterien eingesetzt, um mit ihnen über ein fahrzeugseitiges elektrisches Stromnetz elektrische Antriebseinrichtungen des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen.
- Entsprechende Sekundärbatterien weisen in der Regel elektrisch miteinander zu einem Batteriestrang verschaltete Batteriemodule auf, welche wiederum mehrere elektrisch miteinander verschaltete Batteriezellen umfassen. Die Batteriezellen können beispielsweise als Lithium-Ionen-Batteriezellen oder als Eisen-Metallhybrid-Batteriezellen ausgebildet sein.
- Bei einer Nutzung von Batteriezellen einer Sekundärbatterie als Energiespeicher befinden sich die Batteriezellen nicht in einem stabilen Gleichgewichtszustand, da sich die Batteriezellen einerseits mit einem elektrischem Strom, typischerweise im Mikroampere- bis Milliamperebereich, entladen und es andererseits irreversible Zersetzungsreaktionen der Batteriezellen gibt, bei denen Strukturen der Batteriezellen hin zu einer chemischen Zusammensetzung reagieren, welche den Nutzungsbereich der Batteriezellen einschränkt. Die irreversiblen Zersetzungsreaktionen werden auch als „Zellalterung“ bezeichnet.
- Die Zellalterung hängt von vielen Faktoren, sogenannten Alterungs- bzw. Beschleunigungsfaktoren, ab, wozu als wichtigster Faktor die Temperatur einer Batteriezelle, aber auch der Ladezustand („state of charge“, SOC) gehört. Diese beiden Faktoren bestimmen maßgeblich die kalendarische Alterung einer Batteriezelle, das heißt diejenige Alterung, die unabhängig von der Nutzung einer Batteriezelle ist. Nutzungsabhängige Alterungsfaktoren der sogenannten zyklischen Alterung sind beispielsweise die jeweilig fließenden Lade- und Entladeströme, der jeweilige Lade- und Entladehub, die Temperatur und dergleichen. Die Alterung einer Batteriezelle kann zum Beispiel in Bezug auf die nutzbare Kapazität C ausgedrückt werden. Zum Zeitpunkt T0 ist die Kapazität C (T0) = C0, wohingegen zu späteren Zeitpunkten die nutzbare Kapazität C(T > T0) < C0 ist.
- Die Alterung einer Batteriezelle kann modellmäßig (abstrakt) als zustandsabhängige Funktion beschrieben werden. Beispielsweise kann die nutzbare Kapazität C(t) = f(Z1, Z2, ..., Zn, C0, t) sein. Dabei sind Z1, Z2, ..., Zn Zustandsparameter zu Zuständen, wie beispielsweise Lagerung, Lade-/Entladeraten, SOC oder dergleichen, einer Batteriezelle und t ist die Zeit. Eine analoge Beschreibung lässt sich auch für eine Veränderung des Innenwiderstands einer Batteriezelle angeben R(t) = f(Z1, Z2, ..., Zn, R0, t).
- Eine genaue Alterungsfunktion über alle Zustände einer Batteriezelle ist bislang nicht bekannt. Es gibt Versuche, diese Alterungsfunktion durch Superposition der einzelnen Alterungsfaktoren darzustellen. Jedoch sind weder alle Alterungsfaktoren bekannt, noch lassen sich Korrelationen der einzelnen Zustände einer Batteriezelle darstellen. Darüber hinaus können sich zum Aufbau einer Sekundärbatterie verwendete Batteriezellen in ihren Alterungsfaktoren voneinander unterscheiden. Zudem können sich die Alterungsfaktoren einer Batteriezelle im zeitlichen Verlauf verändern, so dass es bisher nicht möglich war, eine verlässliche Aussage über die Zellalterung von Batteriezellen einer Sekundärbatterie zu tätigen.
- Eine Betriebsstrategie, nach der eine Sekundärbatterie betrieben wird, kann die Zustände der einzelnen Batteriezellen beeinflussen und somit direkt Einfluss auf die Zellalterung der Batteriezellen nehmen.
-
US 2005/0001627 A1 -
US 2013/0085696 A1 - Offenbarung der Erfindung
- Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens zwei Batteriezellen aufweisenden Sekundärbatterie, insbesondere eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, unter Verwendung einer auf hinterlegten, den einzelnen Batteriezellen zugeordneten zellspezifischen Alterungsmodellen basierenden Betriebsstrategie, aufweisend wenigstens die Schritte:
- – Erfassen von wenigstens zwei verschiedenen zellspezifischen Zustandsparametern von jeder Batteriezelle;
- – Ermitteln eines zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle auf Basis der von der jeweiligen Batteriezelle erfassten zellspezifischen Zustandsparameter, wobei Zellalterungszustandsgrößen können beispielsweise die jeweilige Kapazität, den Innenwiderstand und/oder die Selbstentladung bestimmbar sein; und Zustandsparameter der Zellen können über den jeweiligen Ladungszustand, den Strom, die Spannung und/oder die Temperatur, gemessen an verschiedenen Stellen, bestimmbar sein;
- – Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle;
- – Vergleichen der ermittelten Abhängigkeiten mit entsprechenden in dem zellspezifischen Alterungsmodell der jeweiligen Batteriezelle enthaltenen, vorab festgelegten Abhängigkeiten;
- – Anpassen des zellspezifischen Alterungsmodells einer Batteriezelle bei Abweichung der ermittelten Abhängigkeiten von den vorab festgelegten entsprechenden Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle an die ermittelten Abhängigkeiten;
- – Ermitteln der Lebensdauer einer Batteriezelle auf Basis des an die ermittelten Abhängigkeiten angepassten zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle;
- – Vergleichen der ermittelten Lebensdauer einer Batteriezelle mit einem vorgegebenen Schwellwert; und
- – Anpassen der Betriebsstrategie, wenn die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
- Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine Betriebsstrategie zum Betreiben einer Sekundärbatterie von einer zum Betreiben der Sekundärbatterie nach der Betriebsstrategie eingerichteten Batterie-Management-Einheit selbsttätig, das heißt autonom, so angepasst werden, dass eine möglichst geringe Zellalterung der Batteriezellen der Sekundärbatterie und somit der gesamten Sekundärbatterie erreicht wird, wodurch eine maximale Lebensdauer der Batteriezellen der Sekundärbatterie bzw. der Sekundärbatterie insgesamt gewährleistet werden kann. Somit kann die Zellalterung der Batteriezellen der Sekundärbatterie entsprechend den jeweils aktuellen Alterungsmodellen der Batteriezellen verringert werden.
- Eine Anpassung der Betriebsstrategie kann beispielsweise derart erfolgen, dass einzelne Batteriezellen der Sekundärbatterie aktiv entladen werden, wenn das jeweilige zellspezifische Alterungsmodell dieser Batteriezellen bei einem SOC von 100 % eine hohe kalendarische Alterung aufzeigt.
- Die in einem Alterungsmodell einer Batteriezelle enthaltenen, vorab festgelegten Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands der Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der Batteriezelle können aus einem Datenpool stammen, in dem Abhängigkeiten aller Batteriezellen durch Einzelmessungen an Batteriezellen gespeichert sind.
- Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die wenigstens zwei erfassten verschiedenen zellspezifischen Zustandsparameter von jeder Batteriezelle klassifiziert. Die Klassifizierung der zellspezifischen Zustandsparameter wird vorzugsweise vor einer weiteren Verarbeitung der Zustandsparameter vorgenommen. Eine solche Klassifizierung kann beispielsweise dahingehend erfolgen, dass bei den erfassten zellspezifischen Zustandsparametern zwischen Zustandsparametern betreffend die Temperatur einer Batteriezelle, Lade- und Entladeströme, Lade- und Entladehub, SOC und dergleichen unterschieden wird.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird zum Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle eine Korrelationsanalyse durchgeführt. Hierzu kann beispielsweise ein zur Durchführung der Korrelationsanalyse eingerichteter Algorithmus verwendet werden, der von der Batterie-Management-Einheit ausgeführt wird.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass zum Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle ein künstliches neuronales Netz verwendet wird. Diese Ausgestaltung kann alternativ zu der zuletzt genannten Ausgestaltung vorgesehen sein.
- Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn die Lebensdauer einer Batteriezelle durch Extrapolieren des an die ermittelten Abhängigkeiten angepassten zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle ermittelt wird.
- Ferner wird vorgeschlagen, dass zum Anpassen der Betriebsstrategie, wenn die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, vordefinierte Funktionen oder selbstlernende Algorithmen verwendet werden. Die vordefinierten Funktionen können als Wenn-Dann-Bedingungen formuliert sein.
- Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren ein Batteriesystem, insbesondere für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug. Mit diesem Batteriesystem sind die oben mit Bezug auf das Verfahren genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die Batterie-Management-Einheit kann Teil eines herkömmlichen Batterie-Managementsystems sein. Zur Durchführung der zuvor genannten Schritte weist die Batterie-Management-Einheit eine geeignete Software- und eine geeignete Hardware-Schaltung auf.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, die wenigstens zwei erfassten verschiedenen zellspezifischen Zustandsparameter von jeder Batteriezelle zu klassifizieren. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Verfahrens genannten Ausführungsformen entsprechend verbunden.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, zum Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle eine Korrelationsanalyse durchzuführen.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, zum Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle ein künstliches neuronales Netz zu verwenden.
- Es wird des Weiteren als vorteilhaft erachtet, wenn die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, die Lebendauer einer Batteriezelle durch Extrapolieren des an die ermittelten Abhängigkeiten angepassten zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle zu ermitteln.
- Ferner wird vorgeschlagen, dass die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, zum Anpassen der Betriebsstrategie, wenn die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, vordefinierte Funktionen oder selbstlernende Algorithmen zu verwenden
- Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Figur anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt
-
1 : eine schematische Darstellung eines beispielhaften Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Sekundärbatterie. -
1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer wenigstens zwei Batteriezellen aufweisenden, nicht gezeigten Sekundärbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs unter Verwendung einer auf hinterlegten, den einzelnen Batteriezellen zugeordneten zellspezifischen Alterungsmodellen basierenden Betriebsstrategie. - In Schritt
10 werden wenigstens zwei verschiedene zellspezifische Zustandsparameter von jeder Batteriezelle erfasst, was mittels geeigneter Messungen erfolgt. In Schritt12 wird ein zellspezifischer Alterungszustand von jeder Batteriezelle auf Basis der von der jeweiligen Batteriezelle erfassten zellspezifischen Zustandsparameter ermittelt. In Schritt14 werden die Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle ermittelt, was durch eine geeignete Korrelationsanalyse erfolgt. In Schritt16 werden die ermittelten Abhängigkeiten mit entsprechenden in dem spezifischen Alterungsmodell der jeweiligen Batteriezelle enthaltenen, vorab festgelegten Abhängigkeiten verglichen, wobei die vorab festgelegten Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle aus einem Datenpool18 bezogen werden. In Schritt16 wird zudem das zellspezifische Alterungsmodell einer Batteriezelle bei Abweichung der ermittelten Abhängigkeiten von den entsprechenden vorab festgelegten Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle an die ermittelten Abhängigkeiten angepasst. In Schritt20 wird die Lebensdauer einer Batteriezelle auf Basis des an die ermittelten Abhängigkeiten angepassten zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle ermittelt, was durch Extrapolation des angepassten zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle erfolgt. In Schritt22 wird die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen und die Betriebsstrategie angepasst, wenn die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. - 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
-
- US 2005/0001627 A1 [0008]
- US 2013/0085696 A1 [0009]
Claims (11)
- Verfahren zum Betreiben einer wenigstens zwei Batteriezellen aufweisenden Sekundärbatterie, insbesondere eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, unter Verwendung einer auf hinterlegten, den einzelnen Batteriezellen zugeordneten zellspezifischen Alterungsmodellen basierenden Betriebsstrategie, aufweisend wenigstens die Schritte: – Erfassen von wenigstens zwei verschiedenen zellspezifischen Zustandsparametern von jeder Batteriezelle; – Ermitteln eines zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle auf Basis der von der jeweiligen Batteriezelle erfassten zellspezifischen Zustandparameter; – Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle; – Vergleichen der ermittelten Abhängigkeiten mit entsprechenden in dem zellspezifischen Alterungsmodell der jeweiligen Batteriezelle enthaltenen, vorab festgelegten Abhängigkeiten; – Anpassen des zellspezifischen Alterungsmodells einer Batteriezelle bei Abweichung der ermittelten Abhängigkeiten von den entsprechenden vorab festgelegten Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle an die ermittelten Abhängigkeiten; – Ermitteln der Lebendauer einer Batteriezelle auf Basis des an die ermittelten Abhängigkeiten angepassten zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle; – Vergleichen der ermittelten Lebensdauer einer Batteriezelle mit einem vorgebenenen Schwellwert; und – Anpassen der Betriebsstrategie, wenn die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei erfassten verschiedenen zellspezifischen Zustandsparameter von jeder Batteriezelle klassifiziert werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle eine Korrelationsanalyse durchgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle ein künstliches neuronales Netz verwendet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lebendauer einer Batteriezelle durch Extrapolieren des an die ermittelten Abhängigkeiten angepassten zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle ermittelt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpassen der Betriebsstrategie, wenn die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, vordefinierte Funktionen oder selbstlernende Algorithmen verwendet werden.
- Batteriesystem, insbesondere für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, aufweisend wenigstens eine zumindest zwei Batteriezellen aufweisende Sekundärbatterie und wenigstens eine zum Betreiben der Sekundärbatterie unter Verwendung einer auf hinterlegten, den einzelnen Batteriezellen zugeordneten zellspezifischen Alterungsmodellen basierenden Betriebsstrategie eingerichteten Batterie-Management-Einheit, wobei die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, – wenigstens zwei verschiedene zellspezifische Zustandsparameter von jeder Batteriezelle zu erfassen; – einen zellspezifischen Alterungszustand von jeder Batteriezelle auf Basis der von der jeweiligen Batteriezelle erfassten zellspezifischen Zustandparameter zu ermitteln; – Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle zu ermitteln; – die ermittelten Abhängigkeiten mit entsprechenden in dem zellspezifischen Alterungsmodell der jeweiligen Batteriezelle enthaltenen, vorab festgelegten Abhängigkeiten zu vergleichen; – das zellspezifische Alterungsmodell einer Batteriezelle bei Abweichung der ermittelten Abhängigkeiten von den vorab festgelegten entsprechenden Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle an die ermittelten Abhängigkeiten anzupassen; – die Lebendauer einer Batteriezelle auf Basis des an die ermittelten Abhängigkeiten angepassten zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle zu ermitteln; – die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle mit einem vorgebenenen Schwellwert zu vergleichen; und – die Betriebsstrategie anzupassen, wenn die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
- Batteriesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, die wenigstens zwei erfassten verschiedenen zellspezifischen Zustandsparameter von jeder Batteriezelle zu klassifizieren.
- Batteriesystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, zum Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle eine Korrelationsanalyse durchzuführen.
- Batteriesystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, zum Ermitteln der Abhängigkeiten des zellspezifischen Alterungszustands von jeder Batteriezelle von den einzelnen Zustandsparametern der jeweiligen Batteriezelle ein künstliches neuronales Netz zu verwenden.
- Batteriesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, die Lebendauer einer Batteriezelle durch Extrapolieren des an die ermittelten Abhängigkeiten angepassten zellspezifischen Alterungsmodells der jeweiligen Batteriezelle zu ermitteln.
- Batteriesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Management-Einheit eingerichtet ist, zum Anpassen der Betriebsstrategie, wenn die ermittelte Lebensdauer einer Batteriezelle den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, vordefinierte Funktionen oder selbstlernende Algorithmen zu verwenden.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014214314.4A DE102014214314A1 (de) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | Verfahren zum Betreiben einer Sekundärbatterie |
PCT/EP2015/064586 WO2016012196A1 (de) | 2014-07-23 | 2015-06-26 | Verfahren zum betreiben einer sekundärbatterie |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014214314.4A DE102014214314A1 (de) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | Verfahren zum Betreiben einer Sekundärbatterie |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014214314A1 true DE102014214314A1 (de) | 2016-01-28 |
Family
ID=53489961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014214314.4A Withdrawn DE102014214314A1 (de) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | Verfahren zum Betreiben einer Sekundärbatterie |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102014214314A1 (de) |
WO (1) | WO2016012196A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017103348A1 (de) | 2017-02-17 | 2018-08-23 | Batterieingenieure Gmbh | Betriebsstrategie-Managementsystem und Verfahren zum Betreiben eines Elektrischen Energiespeichers |
WO2020126538A1 (de) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | Robert Bosch Gmbh | VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG MINDESTENS EINER BETRIEBSKENNGRÖßE FÜR DEN BETRIEB EINES ELEKTRISCHEN ENERGIESPEICHERS SOWIE ENTSPRECHENDES COMPUTERPROGRAMM, MASCHINENLESBARES SPEICHERMEDIUM UND RECHNERVORRICHTUNG |
DE102019003823A1 (de) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Daimler Ag | Batteriemanagementsystem und Betrieb eines Energiespeichers für elektrische Energie |
DE102020115887A1 (de) | 2020-06-16 | 2021-12-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bestimmung eines Zustands einer Zelle einer Batterie |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT521643B1 (de) | 2018-08-31 | 2020-09-15 | Avl List Gmbh | Verfahren und Batteriemanagementsystem zum Ermitteln eines Gesundheitszustandes einer Sekundärbatterie |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050001627A1 (en) | 2003-07-01 | 2005-01-06 | Anbuky Adnan H. | Apparatus, methods and computer program products for estimation of battery reserve life using adaptively modified state of health indicator-based reserve life models |
US20130085696A1 (en) | 2010-06-24 | 2013-04-04 | Panasonic Corporation | Method and system for obtaining degradation of battery using degradation model and parameters related to the degradation |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006124130A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-11-23 | Energycs | Method and system for retrofitting a full hybrid to be a plug-in hybrid |
-
2014
- 2014-07-23 DE DE102014214314.4A patent/DE102014214314A1/de not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-06-26 WO PCT/EP2015/064586 patent/WO2016012196A1/de active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050001627A1 (en) | 2003-07-01 | 2005-01-06 | Anbuky Adnan H. | Apparatus, methods and computer program products for estimation of battery reserve life using adaptively modified state of health indicator-based reserve life models |
US20130085696A1 (en) | 2010-06-24 | 2013-04-04 | Panasonic Corporation | Method and system for obtaining degradation of battery using degradation model and parameters related to the degradation |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017103348A1 (de) | 2017-02-17 | 2018-08-23 | Batterieingenieure Gmbh | Betriebsstrategie-Managementsystem und Verfahren zum Betreiben eines Elektrischen Energiespeichers |
WO2020126538A1 (de) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | Robert Bosch Gmbh | VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG MINDESTENS EINER BETRIEBSKENNGRÖßE FÜR DEN BETRIEB EINES ELEKTRISCHEN ENERGIESPEICHERS SOWIE ENTSPRECHENDES COMPUTERPROGRAMM, MASCHINENLESBARES SPEICHERMEDIUM UND RECHNERVORRICHTUNG |
CN113261175A (zh) * | 2018-12-17 | 2021-08-13 | 罗伯特·博世有限公司 | 为电储能器的运行确定至少一个运行参数的方法及对应的计算机程序、机器可读存储介质和计算机设备 |
DE102019003823A1 (de) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Daimler Ag | Batteriemanagementsystem und Betrieb eines Energiespeichers für elektrische Energie |
DE102020115887A1 (de) | 2020-06-16 | 2021-12-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bestimmung eines Zustands einer Zelle einer Batterie |
WO2021254995A1 (de) | 2020-06-16 | 2021-12-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur bestimmung eines zustands einer zelle einer batterie |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016012196A1 (de) | 2016-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102009038663B4 (de) | Kraftwagen mit einer Mehrzahl von Batterien und Verfahren zur Batteriediagnose | |
EP3766120B1 (de) | Charakterisierung von lithium-plating bei wiederaufladbaren batterien | |
DE102014210782A1 (de) | Detektion von ungleichgewicht über mehreren batteriezellen, gemessen vom gleichen spannungssensor | |
AT521643B1 (de) | Verfahren und Batteriemanagementsystem zum Ermitteln eines Gesundheitszustandes einer Sekundärbatterie | |
DE102017103991A1 (de) | Initialisieren des Batteriezellenladezustands beim Vorhandensein von Spannungsmessunsicherheit | |
DE102015103561A1 (de) | Frequenzbasierte schätzung von batteriemodellparametern | |
DE102015107930A1 (de) | Schätzung und Ausgleich von Batteriemessungen | |
DE102019111976A1 (de) | Kapazitätsbestimmung bei Batterien | |
DE102015011745B3 (de) | Ladezustandsbestimmung bei einer Kraftfahrzeug-Batterie | |
DE102014214314A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Sekundärbatterie | |
DE102010062187A1 (de) | Verfahren zur Ermittlung der Leerlaufspannung einer Batterie, Batterie mit einem Modul zur Ermittlung der Leerlaufspannung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Batterie | |
DE102009003345A1 (de) | System und Verfahren zum Abschätzen des Ladezustands eines elektrochemischen Energiespeichers | |
DE102011017113A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung von Zustandsgrößen eines Akkumulators | |
DE102015206048A1 (de) | Modellbasierte Diagnose für Batteriespannung | |
WO2019175357A1 (de) | Verfahren zum betreiben eines elektrischen energiespeichers, steuerung für einen elektrischen energiespeicher und vorrichtung und/oder fahrzeug | |
DE102013010311A1 (de) | Verfahren zur Zustandsbestimmung von Batterie-Einzelzellen einer Hochvolt-Batterie sowie System hierfür | |
DE102020212299A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Systems zum Bereitstellen von prädizierten Alterungszuständen von elektrischen Energiespeichern für ein Gerät mithilfe von maschinellen Lernverfahren | |
DE102020124096A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum ladungsausgleich von batteriezellen | |
DE102010001529A1 (de) | Adaptives Verfahren zur Bestimmung der Leistungsparameter einer Batterie | |
DE102019125375A1 (de) | Zustandswert für wiederaufladbare Batterien | |
DE102011087761B4 (de) | Verfahren zur Bestimmung eines Alterungszustands einer Batterieanordnung | |
DE102019129468A1 (de) | Schnellladeverfahren | |
WO2014166666A1 (de) | VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BESTIMMEN EINER ZUSTANDSGRÖßE EINER BATTERIEZELLE | |
DE102014216378A1 (de) | Verfahren zur Diagnose eines Zellverbundes | |
DE102022203343A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Systems zum Erkennen einer Anomalie eines elektrischen Energiespeichers für ein Gerät mithilfe von maschinellen Lernverfahren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |