DE102014221392A1

DE102014221392A1 - Vorrichtung, Messanordnung und Verfahren zur Überprüfung des Funktionszustandes einer elektrisch isolierenden Schutzhülle von einer Batterie

Info

Publication number: DE102014221392A1
Application number: DE102014221392.4A
Authority: DE
Inventors: Jana Müller; Tobias Bach; Elena Fleder
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2016-04-21

Abstract

Die Erfindung ist eine Vorrichtung zur Überprüfung des Funktionszustandes einer elektrisch isolierenden Schutzhülle von einer Batterie, wobei die Batterie eine Metallfolie enthält, die zumindest bereichsweise von der elektrisch isolierenden Schutzhülle umgeben ist, enthaltend eine Spannungsquelle, eine Messvorrichtung, eine logische Einheit und eine Ausgabeeinheit, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Messvorrichtung so eingestellt ist, dass die erste Zeit t1 und die zweite Zeit t2 zwischen zwei Spannungspulsen angesiedelt ist.

Description

Erfindungsgegenstand ist eine Vorrichtung, die es erlaubt, versteckte Fehler in der elektrisch isolierenden Schutzhülle von einer Batterie zerstörungsfrei, einfach und schnell zu erkennen. Die für die Messung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geeigneten Batterien weisen eine Metallfolie auf, die zumindest bereichsweise von einer elektrisch isolierenden Schutzhülle umgeben ist. Beispielsweise sind dies Pouchbag-Zellen oder Lithium-Polymer-Zellen, also Lithium-Ionen-Batterien, die durch ein Laminat aus Kunststoff und Aluminiumfolie geschützt sind. Das Aluminium wird hierbei sowohl nach innen, als auch nach außen durch geeignete Polymere geschützt. Obwohl durch Massenproduktion und rigorose Qualitätskontrolle die Fehlerrate bei der Produktion von diesen Batterien, insbesondere der Schutzhülle bei Pouchbag-Zellen oder Lithium-Polymer-Zellen (im Folgenden „Pouch” genannt), sehr gering ist, kommt es immer wieder zu Ausfällen von Batterien dieses Typs.
Ein bedeutender Schadensmechanismus ist hierbei ein verzögertes Aufblähen, beziehungsweise Auslaufen, durch mangelhafte Qualität der inneren Kunststoffisolation. Das Aluminium der Pouch selbst ist gegenüber dem Elektrolyten und sonstigen Komponenten der Batterie nur bedingt stabil, der Fehler fällt also zunächst nicht auf, doch ein Ausfall ist wahrscheinlich. Wird zusätzlich der negative Pol der Batterie mit der Pouch in elektrischen Kontakt gebracht, so kann die Degradation stark beschleunigt werden.
Die ausfallgefährdeten Batterien sind durch klassische Überprüfungen, wie Sichtkontrolle, Zyklisierungstests und klassische Impedanzspektroskopie nicht erkennbar. Wird eine solche Zelle in ein Produkt (z. B. Batteriepack) verbaut, so stellt sie ein inhärentes Risiko für Funktion und Sicherheit des gesamten Produktes dar.
Bisher wurde durch qualitätssichernde Maßnahmen in der Produktion versucht, die Fehlerursache so weit wie möglich zu vermeiden. Im Stand der Technik ist ein Zusammenhang von Beschädigungen der Pouch und ihrer Impedanzwerte zur negativen Elektrode bekannt.
Die US 2014/015535 A beschreibt ein Testverfahren für Pouches, das auf einer Spannungsmessung beruht. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass für die Detektion konstruktive Veränderungen an der Pouchzelle nötig sind.
Der Korrosion der Pouch wird aktuell vor allem durch konstruktive Maßnahmen, wie z. B. ein Abkleben der Folienränder der Pouch, entgegengewirkt. Die CN 103 048 376 A beschreibt ein Testverfahren von Pouches, bei dem ein einfaches Ohmmeter eingesetzt wird, wobei das Verfahren zur Spannungsmessung mit dem einfachen Ohmmeter anfällig für Fehler ist, da Fehlkontaktierungen nicht oder nur schwer von intakten Zellen unterschieden werden können. Die Gefahr ist hoch, bei diesem Verfahren versehentlich eine Zelle als intakt durchgehen zu lassen.
Der Nutzer muss zudem im Falle der Verwendung eines einfachen Ohmmeters die Ergebnisse selbst interpretieren. Mittels eines einfachen Ohmmeters ist eine korrekt funktionierende Zelle nicht oder nur schwer von einer Fehlkontaktierung zu unterscheiden. Bei einem einfachen Ohmmeter stimmen die im Falle einer korrekt funktionierenden Zelle erhaltenen Werte mit den im Falle einer mangelnden Kontaktierung erhaltenen Werten überein. Da die Aluminiumschicht der Pouchbagfolie zwischen zwei isolierenden Schichten liegt, ist die Kontaktierung generell ein Problem. Im Laufe eines Screeningprozesses ist also die Gefahr hoch, dass eine defekte Zelle nicht als solche erkannt wird. Dies widerspricht dem Sinn einer Qualitätskontrolle.
In Verfahren aus dem Stand der Technik wird also entweder eine Spannung oder ein Widerstand gemessen, ohne den zeitlichen Verlauf einer Spannung bzw. eines Widerstandes zu messen oder auf ihre Abhängigkeit von der Frequenz einer angelegten Spannung einzugehen. Besonders wenn die Kontaktierung schlecht ist, sind die Vorrichtungen bzw. Verfahren aus dem Stand der Technik somit anfällig für Fehleinschätzungen.
Ausgehend hiervon war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung, eine Messanordnung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine einfache und fehlerfreie Überprüfung des Funktionszustandes einer elektrisch isolierenden Schutzhülle von einer Batterie möglich ist, ohne diese konstruktiv verändern bzw. beschädigen zu müssen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung zur Überprüfung des Funktionszustandes einer elektrisch isolierenden Schutzhülle von einer Batterie gemäß Anspruch 1, die Messanordnung gemäß Anspruch 21, das Verfahren zur Überprüfung des Funktionszustandes einer elektrisch isolierenden Schutzhülle von einer Batterie gemäß Anspruch 23 und die Verwendung gemäß Anspruch 26. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Überprüfung des Funktionszustandes einer elektrisch isolierenden Schutzhülle von einer Batterie bereitgestellt, wobei die Batterie eine Metallfolie enthält, die zumindest bereichsweise von der elektrisch isolierenden Schutzhülle umgeben ist. Die Vorrichtung enthält

a) eine Spannungsquelle, die zur Erzeugung einer gepulsten Spannung mindestens einer bestimmten Frequenz f konfiguriert ist und mindestens eine erste und mindestens eine zweite Elektrode aufweist, die dazu geeignet sind an eine Metallfolie eine gepulste Spannung anzulegen;
b) eine Messvorrichtung, die mit der mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten Elektrode verbunden ist und so konfiguriert ist, dass sie, über die Elektroden einen Scheinwiderstand und/oder eine Impedanz einer elektrisch isolierenden Schutzhülle bei mindestens einer Frequenz f bestimmt, wobei die Messvorrichtung so eingestellt ist, dass ein erster Scheinwiderstand und/oder eine erste Impedanz zu einer ersten Zeit t₁ bestimmt wird und ein erstes Signal erzeugt wird, und mindestens ein zweiter Scheinwiderstand und/oder mindestens eine zweite Impedanz zu mindestens einer darauf folgenden zweiten Zeit t₂ bestimmt wird und mindestens ein zweites Signal erzeugt wird, und die aus der Bestimmung generierten Signale an eine logische Einheit geleitet werden;
c) eine logische Einheit, die zum Empfang von Signalen von der Messvorrichtung konfiguriert ist, wobei die logische Einheit dazu programmiert ist, das erste und mindestens eine zweite Signal der Messvorrichtung zur Berechnung eines Ergebnisses heranzuziehen, das Ergebnis mit einem vorgegebenen Sollwert zu vergleichen und den Funktionszustand der elektrisch isolierenden Schutzhülle danach zu bewerten, ob eine Abweichung zum Sollwert vorliegt,
d) eine Ausgabeeinheit, die dazu angepasst ist, die Bewertung des Funktionszustands der elektrisch isolierenden Schutzhülle auszugeben;

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung so eingestellt ist, dass die erste Zeit t₁ und die zweite Zeit t₂ zwischen zwei Spannungspulsen angesiedelt ist.
Die technische Aufgabe wird damit gelöst durch eine Vorrichtung, deren Messeinheit so eingestellt ist, dass sie einen ersten und mindestens einen zweiten Scheinwiderstand und/oder eine erste und mindestens eine zweite Impedanz, zu mindestens zwei verschiedenen Zeitpunkten zwischen zwei Spannungspulsen der Spannungsquelle, bestimmt. Die gepulste Spannung (verschiedener Frequenzen) kann sich aus ökonomischen Gründen als eine periodisch wiederholte Sprungfunktion einer Spannung darstellen (z. B. sinusfärmige Wechselstromspannung). Zudem werden in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrere Wertepaare (mindestens zwei) erhoben. Diese haben die Form: Widerstand in Abhängigkeit der Zeit t seit eine Spannung angelegt wurde. Es kann erfindungsgemäß eine gepulste Spannungsquelle eingesetzt werden, die so eingestellt ist, dass sie mehr als eine bestimmte, bevorzugt mehrere verschiedene, Frequenzen erzeugt.
Bereits aus der Messung von mindestens zwei Wertepaaren ergibt sich eine Verminderung von Fehleinschätzungen gegenüber Verfahren und Vorrichtungen aus dem Stand der Technik. Wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Metallfolie der Schutzhülle einer Batterie (z. B. einer Pouchzelle) und eine der Batterieelektroden kontaktiert, so verhält sich die elektrisch isolierende Schutzhülle um die Metallfolie zusammen mit der Elektrode wie eine Reihenschaltung von Spannungsquelle und RC-Glied (RC-Glied ist hierbei eine Parallelschaltung eines Widerstands und eines Kondensators). Nach Anlegen einer Spannung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich ein Zeitverhalten und eine Abhängigkeit von der Polarität (die Abhängigkeit von der Polarität kann durch Einsatz eines Koppelkondensators in der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgehoben werden). Im Falle der Kontaktierung einer der Batterieelektroden als Spannungsquelle erlaubt ein Koppelkondensator in der Messeinheit die Ausblendung der (ungepulsten) Spannung der Batterie. Neben der Messung von mindestens zwei Wertepaaren wird durch die zeitaufgelöste Interpretation des Antwortsignals die Zuverlässigkeit der Unterscheidung zwischen einer intakten Zelle und einer bloßen Fehlkontaktierung weiter verbessert.
Die vorgestellte Vorrichtung ermöglicht es damit, den ordnungsgemäßen Zustand der Pouch einer Batteriezelle zu überprüfen, wobei zuverlässig Fehler erkannt werden können, die durch Sichtprüfung und elektrische Tests an den Polen der Batterie nicht erkennbar wären. Zudem erlaubt die Vorrichtung eine einfache und schnelle Qualitätskontrolle der Schutzhülle einer Batterie, die ohne eine Beschädigung der Schutzhülle durchgeführt werden kann.
Bei der Batterie kann es sich um eine Lithium-Ionen-Batterie, insbesondere eine Pouchbag-Zelle oder eine Lithium-Polymer-Zelle, handeln.
Die Spannungsquelle der Vorrichtung kann so konfiguriert sein, dass eine gepulste Spannung mit einer Frequenz von 0,1 Hz bis 1 kHz, bevorzugt 1 Hz bis 100 Hz, generiert wird. Bevorzugt enthält die gepulste Spannung eine Sinusspannung oder Rechteckspannung, insbesondere eine Rechteckspannung.
Die Spannungsquelle kann so konfiguriert sein, dass sie mindestens eine weitere, von der Frequenz f verschiedene Frequenz f₂ generiert und ein Scheinwiderstand oder eine Impedanz der elektrisch isolierenden Schutzhülle bei der Frequenz f₂ bestimmt wird. Bevorzugt generiert die Spannungsquelle mehr als zwei Frequenzen und es wird für jede Frequenz ein zugehöriger Scheinwiderstand oder eine zugehörige Impedanz bestimmt. Insbesondere generiert die Spannungsquelle eine Frequenz im Bereich von 1 bis 10⁶ Hz.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Spannungsquelle so konfiguriert ist, dass sie eine Spannung von ≤5 V, bevorzugt ≤4,2 V, generiert, besonders bevorzugt ≤3,0 V, insbesondere ≤2,0 V. Die Spannungsquelle kann hierbei einen Wechselstrom generieren, der sowohl eine positive als auch negative Spannung aufweist (z. B. ±2,0 V) oder einen gepulsten Gleichstrom, der lediglich eine positive oder negative Spannung aufweist (z. B. + 2,0 V).
Bevorzugt erfolgt die Errechnung des Ergebnisses in der logischen Einheit der Vorrichtung über eine Bewertung von mindestens zwei Impedanzen oder Scheinwiderständen auf Grundlage des in Formel 3 dargestellten Zusammenhangs beispielsweise durch eine Regression oder einen Vergleich mit zu erwartenden Werten.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung kann ein Widerstandsmessgerät, eine Kombination aus Stromquelle und Spannungsmessgerät und/oder eine Kombination aus Spannungsquelle und Strommessgerät enthalten.
Die Messvorrichtung kann einen internen Messwiderstand R_n aufweisen und bevorzugt so konfiguriert sein, dass sie eine Spannung U_n misst, die an dem internen Messwiderstand der Vorrichtung abfällt. Insbesondere wird eine Spannung U_c, die an der mindestens einen elektrisch isolierenden Schutzhülle abfällt, über die folgende Formel (1) errechnet: U_c = U_ges – U_n (1) wobei

U_c: = Spannung, die an der elektrisch isolierenden Schutzhülle abfällt,
U_ges: = angelegte Spannung,
U_n: = Spannung, die an einem internen Messwiderstand abfällt.

Die logische Einheit kann so konfiguriert sein, dass die Bestimmung der Impedanz Z_c oder des Scheinwiderstandes |Z_c| über eine Spannungsmessung an dem internen Messwiderstand R_n erfolgt, bevorzugt über einen Spannungsteiler. Insbesondere erfolgt die Bestimmung insbesondere über die Beziehung Z_n = R_n.
Die logische Einheit kann so konfiguriert sein, dass die Bestimmung des elektrischen Widerstands der Schutzhülle R_c über einen bekannten Wert des internen Messwiderstands R_n, einen bekannten Wert der angelegten Spannung U_ges und einen gemessenen Wert für die an dem internen Messwiderstand abfallenden Spannung U_n erfolgt.
Der interne Messwiderstand R_n weist bevorzugt einen elektrischen Widerstandswert auf, der im Wesentlichen dem elektrischen Widerstandswert einer intakten Schutzhülle entspricht. Besonders bevorzugt ist ein Widerstandswert von 0,1 bis 10 MΩ, insbesondere 0,5 bis 2,0 MΩ.
Klassische Widerstandsmessungen können zu Kurzschlüssen oder sonstigen elektrisch zerstörerischen Situationen führen. Die Gefahr eines Kurzschlusses oder sonstiger Beschädigung der Batterie durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch entsprechende Sicherheitsvorrichtungen ausgeschaltet werden, beispielsweise wenn die Vorrichtung einen Koppelkondensator enthält. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform enthält die Messvorrichtung daher mindestens einen Koppelkondensator. Ein Koppelkondensator hat den Vorteil, dass Störeinflüsse durch die Elektromotorische Kraft der Batteriekomponenten ausgeblendet werden können. Hierdurch funktioniert die Vorrichtung problemlos auch bei einer Verpolung.
Die logische Einheit kann so konfiguriert sein, dass sie über eine bestimmte Zeit t anhand mehrerer Spannungen U_c, die jeweils an der mindestens einen elektrisch isolierenden Schutzhülle abfallen, die elektrischen Parameter der Schutzhülle errechnet, insbesondere diese bewertet, bevorzugt über die folgende Formel (3): U_c = U_ges·τ/C·R_ges·(1 – e^(τ·Xn)/t) (3) wobei

U_c: = Spannung, die an der elektrisch isolierenden Schutzhülle abfällt,
U_ges: = angelegte Spannung,
τ: = Zeitkonstante des äquivalenten RC-Glieds der elektrisch isolierenden Schutzhülle,
C: = Kapazität der Schutzhülle,
R_ges: = Gesamtwiderstand,
Xn: = (sonstige Widerstände)/R_ges
t: = Zeit.

Bevorzugt ist die logische Einheit so konfiguriert, dass aus mindestens zwei Spannungen U_c eine Kapazität C und/oder ein Isolationswiderstand der elektrisch isolierenden Schutzhülle errechnet wird.
Die logische Einheit kann so konfiguriert sein, dass sie den Funktionszustand der Schutzhülle stufenlos oder stufig bewertet. Insbesondere ist die logische Einheit so konfiguriert, dass die Bewertung des Funktionszustands über ein elektronisches, akustisches und/oder optisches Signal ausgegeben wird.
Die Messvorrichtung kann einen Kontrollmesskreis aufweisen, der dazu angepasst ist, bei der Messung elektrischer Widerstandswerte über einem festgelegten Grenzwert eine Warnung auszugeben. Die Messvorrichtung ist insbesondere dazu konfiguriert, die Warnung über ein elektronisches, akustisches und/oder optisches Signal auszugeben.
Zudem kann die Messvorrichtung eine Ersatzschaltung enthalten, wobei die Ersatzschaltung einen elektrischen Widerstand aufweist, der im Wesentlichen dem Widerstandswert einer schadhaften Schutzhülle entspricht und/oder die Ersatzschaltung einen elektrischen Widerstand aufweist, der im wesentlichen dem Widerstandswert einer funktionsfähigen Schutzhülle entspricht, wobei die Messvorrichtung insbesondere dazu konfiguriert ist, aus der Ersatzschaltung gewonnene Informationen über ein elektronisches, akustisches und/oder optisches Signal auszugeben. Die Ersatzschaltung kann bevorzugt über die mindestens eine erste und mindestens eine zweite Elektrode mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden werden. Die Ersatzschaltung ermöglicht es dem Anwender, die korrekte Funktionsweise der Vorrichtung zu überprüfen.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle

a) eine Polymerfolie als elektrisch isolierende Schutzhülle, bevorzugt eine Kunststoffpolymerfolie enthält;
b) eine Aluminiumfolie als Metallfolie enthält; und/oder
c) ein Laminat aus elektrisch isolierender Schutzhülle und Metallfolie ist.

Die Messvorrichtung kann ferner eine dritte, optional auch eine vierte, Elektrode aufweisen, wobei die Messvorrichtung so konfiguriert ist, das mit der dritten, optional auch mit der vierten, Elektrode eine Spannungsmessung durchgeführt werden kann.
Mindestens eine Elektrode, optional mehrere Elektroden, können eine elektrisch leitfähige Klammer, einen elektrisch leitfähigen Filz, eine elektrisch leitfähige Bürste, einen elektrisch leitfähigen Schaumstoff, ein elektrisch leitfähiges Klebeband, einen elektrisch leitfähigen Schwamm und/oder ein elektrisch leitfähiges Papier, bevorzugt eine Metallklammer, ein elektrisch leitfähiges Klebeband und/oder ein elektrisch leitfähiges Papier, enthalten oder daraus bestehen. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform enthalten die Elektroden eine Klammer, eine Stempelvorrichtung und/oder eine Kontaktfläche, oder bestehen daraus. Insbesondere weist die eine Elektrode eine Bürste und die andere Elektrode eine Klammer auf oder besteht daraus. Diese Ausgestaltungsform hat sich als besonders günstig für die Kontaktierung erwiesen. Die Elektrode kann zudem ein rußgefülltes Polymer und/oder einen Metallschwamm enthalten oder daraus bestehen.
Mindestens eine Elektrode, optional mehrere Elektroden, können ein elektrisch leitfähiges Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Flüssigkeiten, Gelen und Feststoffen enthalten oder daraus bestehen. Bevorzugt handelt es sich um einen wässrigen, gelförmigen oder festen Elektrolyten, einen flüssigen, gelförmigen oder festen Klebstoff, einen flüssigen, gelförmigen oder festen Leitlack und/oder ein rußgefülltes Polymer. Besonders bevorzugt ist Wasser enthaltend ein dissoziierbares Salz, einen gelförmigen oder festen Elektrolyten, einen flüssigen, gelförmigen oder festen Klebstoff, einen flüssigen, gelförmigen oder festen Leitlack und/oder ein rußgefülltes Polymer. Insbesondere ist die Elektrode zumindest bereichsweise von dem elektrisch leitfähigen Material benetzt.
Ferner wird eine Messanordnung bereitgestellt, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung und eine Schutzhülle von einer Batterie enthält, wobei die Schutzhülle eine Metallfolie enthält, die zwischen mindestens einer elektrisch isolierenden Schutzhülle angeordnet ist. Die Messanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Elektrode die Metallfolie der Schutzhülle elektrisch kontaktiert und die mindestens eine zweite Elektrode

a) die Metallfolie der Schutzhülle; oder
b) die Anode oder Kathode der Batterie;

In der Messanordnung kann die Vorrichtung mindestens eine dritte und vierte Elektrode enthalten, wobei die mindestens eine dritte oder vierte Elektrode bevorzugt die Anode oder Kathode kontaktiert. In dieser Ausführungsform kann die Vorrichtung mit einem zusätzlichem Messkreis ausgestattet sein, der Fehlkontaktierungen über ungewöhnlich hohe Widerstande zwischen der ersten und zweiten Elektrode und/oder der dritten und vierten Elektrode feststellt und eine Warnung ausgibt.
Desweiteren wird ein Verfahren zur Überprüfung des Funktionszustandes einer elektrisch isolierenden Schutzhülle von einer Batterie vorgestellt, wobei die Schutzhülle eine Metallfolie enthält. Das Verfahren umfasst die Schritte

a) Erzeugen einer gepulsten Spannung mit mindestens einer bestimmten Frequenz f mittels einer Spannungsquelle, die mindestens eine erste und mindestens eine zweite Elektrode aufweist, und Anlegen der gepulsten Spannung an die Metallfolie der Batterie über die Elektroden;
b) Bestimmen von einem ersten Scheinwiderstand und/oder einer ersten Impedanz der elektrisch isolierenden Schutzhülle bei der mindestens einen bestimmten Frequenz f zu einer ersten Zeit t₁ mittels einer Messvorrichtung, die mit der mindestens einen ersten Elektrode und mindestens einen zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist, wobei aus dieser Bestimmung ein erstes Signal generiert wird, die an eine logische Einheit übermittelt wird,
c) Bestimmen von mindestens einem zweiten Scheinwiderstand und/oder mindestens einer zweiten Impedanz der elektrisch isolierenden Schutzhülle bei der mindestens einen bestimmten Frequenz f zu einer auf die erste Zeit t₁ folgenden zweiten Zeit t₂ mittels der Messvorrichtung, wobei aus dieser Bestimmung mindestens ein zweites Signal generiert wird, das an die logische Einheit übermittelt wird,
d) Empfang von dem einen ersten und mindestens einen zweiten Signal der Messvorrichtung durch die logische Einheit, wobei die logische Einheit das eine erste und mindestens eine zweite Signal zur Berechnung eines Ergebnisses heranzieht, das Ergebnis mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht und die logische Einheit den Funktionszustand der elektrisch isolierenden Schutzhülle danach bewertet, ob eine Abweichung zum Sollwert vorliegt,
e) Ausgabe der Bewertung des Funktionszustands der elektrisch isolierenden Schutzhülle mittels einer Ausgabeeinheit,

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zeit t₁ und die zweite Zeit t₂ zwischen zwei Spannungspulsen angesiedelt ist.
Die Metallfolie der Schutzhülle kann in einem Verfahrensschritt durch ein elektrisches oder magnetisches Wechselfeld polarisiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt.
Es wird zudem die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überprüfung des Funktionszustandes einer Schutzhülle von einer Batterie vorgeschlagen. Bevorzugt handelt es sich bei der Batterie um eine Lithium-Ionen-Batterie, insbesondere einer Pouchbag-Zelle.
Anhand der nachfolgenden Beispiele und Figuren soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier dargestellten spezifischen Ausgestaltungsformen einschränken zu wollen.
1 zeigt eine Veranschaulichung des RC-Verhaltens einer Batterie-Schutzfolie von einer Pouchbag-Zelle. Die Schutzfolie hat eine bestimmte Kapazität 1 und weist eine Aluminiumfolie 2 auf, die auf beiden Seiten durch eine elektrisch isolierende Polymerschicht 4 umgeben ist. Die Polymerschicht 4 trennt die Aluminiumfolie 2 physikalisch und elektrisch von dem Elektrolyt 5 im Inneren der Batterie. Die Polymerschicht 4 hat einen bestimmten Isolationswiderstand 3. Wird die Polymerfolie 4 geschädigt, so sinkt ihr Isolationswiderstand. Dagegen wird die Kapazität 1 der Polymerfolie 4 häufig durch die Schädigung nicht wesentlich verändert d. h. bleibt annähernd konstant. Die Aluminiumschicht 2 der Polymerfolie 4 kann über eine Elektrode 8 mit einem endlichen Widerstand kontaktiert werden. Der Kontakt zum Elektrolyt 5 im Inneren der Zelle wird über eine Elektrode 6 hergestellt, die mit dem Minus- bzw. Pluspol der Batterie (nicht gezeigt) verbunden wird wodurch ebenfalls ein endlicher Widerstand entsteht.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Messanordnung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 7 enthält eine Spannungsquelle 11 und eine Messvorrichtung 15. Die Messvorrichtung 15 enthält ein Strommessgerät (nicht gezeigt), das mit der Spannungsquelle elektrisch in Serie geschaltet ist. Enthält die Messvorrichtung zudem einen Koppelkondensator (nicht gezeigt), so kann die Batteriespannung ausgeblendet werden. Die Vorrichtung 7 wird über eine Elektrode 8 mit der Aluminiumschicht der Pouchbag-Zelle 10 elektrisch verbunden, wobei die Aluminiumschicht beidseitig von der Polymerschicht 4 umgeben ist. Eine weitere Elektrode 6 der Vorrichtung 7 wird mit dem Minus-Pol (Anode) oder dem Plus-Pol (Kathode) der Pouchbag-Zelle elektrisch verbunden. In dieser Ausgestaltungsform ist die Spannungsquelle 11 so konfiguriert, dass sie eine gepulste Spannung auf die von der Pouchbag-Zelle 10 gelieferte Gleichspannung aufmoduliert. Die logische Einheit und die Ausgabeeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in 2 nicht gezeigt.
3 zeigt den logischen, nicht den chronologischen, Ablauf der Messung und Bewertung. Die Vorrichtung enthält eine Spannungsquelle 11, die ein Spannungssignal 12 bzw. mehrere zeitlich aufeinander folgende Spannungssignale 12 an das Testobjekt 13 anlegt. Das Testobjekt 13 gibt eine elektrische Antwort 14 aus, die von einer Messvorrichtung 15 gemessen wird. Mehrere zeitlich aufeinander folgende Spannungssignale 12 erzeugen somit mehrere zeitlich aufeinander folgende elektrische Antworten 14, die wiederrum von der Messvorrichtung 15 in mehrere aufeinander folgende elektrische Signale 16 umgewandelt werden. Diese elektrischen Signale 16 (z. B. Un(t1), Un(t2), etc.) werden von der Messvorrichtung 15 an eine Auswertelogik 17 weitergeleitet, die eine Bewertung 18 der Signale 16 durchführt und die Bewertung 18 auf einem Display 19 ausgibt.
4 zeigt den Verlauf einzelner elektrischer Signale (Un(t1), Un(t2)) als Antwort auf mehrere zeitlich aufeinander folgende Spannungssignale, die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung an das Testobjekt angelegt werden. Bei jedem Spannungspuls fließt zunächst ein großer Strom, welcher exponentiell abklingt (siehe Un(t1)). Dies ist folgendermaßen zu erklären: Zunächst fließt ein kapazitativer Strom, welcher im Wesentlichen nur durch Rn begrenzt wird. Dieser klingt ab, da Uc in Richtung der Sättigungspannung wandert, die Kapazität wird geladen. Parallel hierzu fließt ein Strom durch die Isolationsschicht. Der große Strom und somit die Spannung Un(t1) am Anfang (t1) jedes Pulses kann hierbei genutzt werden um die Kontaktierung zu erkennen. Das Abklingverhalten, beispielhaft durch Un(t2) repräsentiert, ermöglicht es, das System Schutzfolie zu charakterisieren. Fällt der Strom bis zu einem günstig gewählten Zeitpunkt t2 nahezu auf Null, so ist die Isolation intakt. Verbleibt dagegen ein zu hoher Strom, so ist zumindest bereichsweise eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Elektrolyt der Zelle und der Aluminiumschicht der Schutzfolie vorhanden.
5 zeigt die Darstellung einer Charakterisierung des Systems Schutzfolie. Die Frequenzabhängigkeit des Scheinwiderstands |Z| im Falle einer Wechselspannungsanregung ist aufgetragen. Je kleiner die Frequenz der angelegten Spannung Uges, desto größer wird der Scheinwiderstand |Z|. Im Zeitbereich bedeutet dies beim Anlegen einer Testspannung: Je länger mit der Erfassung des Scheinwiderstands |Z| = U/I gewartet wird, desto höhere Werte für den Scheinwiderstand |Z| werden gefunden. Dieser Zusammenhang wird von Messungen aus dem Stand der Technik nicht berücksichtigt. Dargestellt ist eine durch eine Messung mit verschiedenen Frequenzen (Frequenzscan) erhaltene Kurve für eine intakte Schutzfolie 20 als auch für eine defekte Schutzfolie 21. Nur die intakte Schutzfolie ergibt ein auch bei niedrigeren Frequenzen annähernd exponentielles Verhalten für den Scheinwiderstand |Z| in Anhängigkeit von der Frequenz (hier gemessen von f > 0 Hz bis 1 MHz). Für die charakterisierung des Zeit- beziehungsweise Frequenzverhaltens können sowohl Wechselstrom- (z. B. sinusförmiger Wechselstrom mit ±1,5 V), als auch Gleichstromtechniken (z. B. Rechteckspannung mit 0 bis + 1,5 V) dienen. Grundsätzlich ist es für eine genaue Messung ausreichend, einige diskrete Werte (z. B. Z(t1), Z(t2) bzw. Z(f1), Z(f2)) zu bestimmen und diese zu bewerten.
1. Beispiel – Zweielektrodenausführung
In einer ersten, bevorzugten Ausführungsform, enthält die Vorrichtung ein zeitauflösendes Ohmmeter als Messvorrichtung, wobei an das Ohmmeter eine logische Einheit angeschlossen ist. Die Vorrichtung weist zwei Elektroden auf und wird über die zwei Elektroden elektrisch mit der Pouchzelle verbunden. Hierzu wird wie in 2 gezeigt die Vorrichtung 7 mittels einer Elektrode 9 in Form einer Krokodilklemme an den Minuspol der Pouchzelle 10 angeschlossen und mittels einer flexiblen Elektrode 8 an den Rand der Pouchbagfolie 4 angeschlossen.
Ein Spannungssignal wird auf die Pouch aufgeprägt und das Antwortsignal (Stromantwort) wird mindestens zweimal ausgelesen. Die logische Einheit entscheidet anhand der mindestens zwei Signale unter Zuhilfenahme der Formel (3), ob der Zeitverlauf durch eine schlechte oder nicht erfolgte Kontaktierung und/oder durch eine schadhafte bzw. intakte Schutzschicht zu erklären ist. Die Anzeige kann dementsprechend ein optisches Signal ausgeben. Anhand des zeitlichen Verlaufs des Antwortsignals und eines zugrundeliegenden Modells der Zelle kann somit zuverlässig bestimmt werden, ob die Zelle korrekt kontaktiert wurde und ob die Zelle schadhaft ist oder nicht.
2. Beispiel – Vierelektrodenausführung
In einer weiteren Ausführungsform enthält die Vorrichtung ein zeitauflösendes Ohmmeter als Messvorrichtung, wobei an das Ohmmeter eine logische Einheit angeschlossen ist. Die Vorrichtung weist vier Elektroden auf und wird über die vier Elektroden elektrisch mit der Pouchzelle verbunden. Durch die zusätzlichen zwei Elektroden wird der Einfluss der schwankenden Kontaktqualität zu der Aluminiumfolie der Pouch weiter verringert.
Die vier Elektroden sind zudem an die konkrete Problemstellung angepasst. Zwei Elektroden sind zur Spannungsmessung, zwei zur Stromführung ausgelegt, wobei zwei Elektroden zur Kontaktierung an den negativen oder positiven Pol der Batterie ausgelegt sind. Vorteilhaft ist, wenn die beiden anderen Elektroden an zwei räumlich voneinander beabstandeten Positionen die Aluminiumfolie der Pouch kontaktieren, da sich somit kontaktierungsbedingte Fehler weiter reduzieren lassen und die Zuverlässigkeit der Messung weiter gesteigert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2014/015535 A [0005]
CN 103048376 A [0006]

Claims

Vorrichtung zur Überprüfung des Funktionszustandes einer elektrisch isolierenden Schutzhülle von einer Batterie, wobei die Batterie eine Metallfolie enthält, die zumindest bereichsweise von der elektrisch isolierenden Schutzhülle umgeben ist, enthaltend a) eine Spannungsquelle, die zur Erzeugung einer gepulsten Spannung mindestens einer bestimmten Frequenz f konfiguriert ist und mindestens eine erste und mindestens eine zweite Elektrode aufweist, die dazu geeignet sind an eine Metallfolie eine gepulste Spannung anzulegen; b) eine Messvorrichtung, die mit der mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten Elektrode verbunden ist und so konfiguriert ist, dass sie, über die Elektroden einen Scheinwiderstand und/oder eine Impedanz einer elektrisch isolierenden Schutzhülle bei mindestens einer Frequenz f bestimmt, wobei ein erster Scheinwiderstand und/oder eine erste Impedanz zu einer ersten Zeit t₁ bestimmt wird und ein erstes Signal erzeugt wird, und mindestens ein zweiter Scheinwiderstand und/oder mindestens eine zweite Impedanz zu mindestens einer darauf folgenden zweiten Zeit t₂ bestimmt wird und mindestens ein zweites Signal erzeugt wird, und die aus der Bestimmung generierten Signale an eine logische Einheit geleitet werden; c) eine logische Einheit, die zum Empfang von Signalen von der Messvorrichtung konfiguriert ist, wobei die logische Einheit dazu programmiert ist, das erste und mindestens eine zweite Signal der Messvorrichtung zur Berechnung eines Ergebnisses heranzuziehen, das Ergebnis mit einem vorgegebenen Sollwert zu vergleichen und den Funktionszustand der elektrisch isolierenden Schutzhülle danach zu bewerten, ob eine Abweichung zum Sollwert vorliegt, d) eine Ausgabeeinheit, die dazu angepasst ist, die Bewertung des Funktionszustands der elektrisch isolierenden Schutzhülle auszugeben; dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung so eingestellt ist, dass die erste Zeit t₁ und die zweite Zeit t₂ zwischen zwei Spannungspulsen angesiedelt ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Batterie um eine Lithium-Ionen-Batterie, insbesondere eine Pouchbag-Zelle oder eine Lithium-Polymer-Zelle, handelt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle so konfiguriert ist, dass eine gepulste Spannung mit einer Frequenz von 0,1 Hz bis 1 kHz, bevorzugt 1 Hz bis 100 Hz, generiert wird, wobei die gepulste Spannung bevorzugt eine Sinusspannung oder Rechteckspannung, insbesondere eine Rechteckspannung, enthält oder daraus besteht.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so konfiguriert ist, dass die Spannungsquelle mindestens eine weitere, von der Frequenz f verschiedene Frequenz f₂ generiert und ein Scheinwiderstand oder eine Impedanz der elektrisch isolierenden Schutzhülle bei der Frequenz f₂ bestimmt wird, bevorzugt die Spannungsquelle mehr als zwei Frequenzen generiert und für jede Frequenz einen zugehörigen Scheinwiderstand oder eine zugehörige Impedanz bestimmt, insbesondere eine Frequenz im Bereich von 1 bis 10⁶ Hz.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle so konfiguriert ist, dass sie eine Spannung von ≤5 V, bevorzugt ≤4,2 V, generiert.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung ein Widerstandsmessgerät, eine Kombination aus Stromquelle und Spannungsmessgerät, und/oder eine Kombination aus Spannungsquelle und Strommessgerät, enthält.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung, einen internen Messwiderstand R_n aufweist und bevorzugt so konfiguriert ist, dass sie eine Spannung U_n misst, die an dem internen Messwiderstand der Vorrichtung abfällt, wobei eine Spannung U_c, die an der mindestens einen elektrisch isolierenden Schutzhülle abfällt, bevorzugt über die folgende Formel (1) errechnet wird: U_c = U_ges – U_n (1) wobei U_c = Spannung, die an der elektrisch isolierenden Schutzhülle abfällt, U_ges = angelegte Spannung, U_n = Spannung, die an einem internen Messwiderstand abfällt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung einen internen Messwiderstand R_n aufweist und die logische Einheit so konfiguriert ist, dass die Bestimmung der Impedanz Z_c oder des Scheinwiderstandes |Z_c| über eine Spannungsmessung an dem internen Messwiderstand R_n erfolgt, bevorzugt über einen Spannungsteiler, und die Bestimmung insbesondere über die Beziehung Z_n = R_n erfolgt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung, einen internen Messwiderstand R_n aufweist und die logische Einheit so konfiguriert ist, dass die Bestimmung des elektrischen Widerstands der Schutzhülle R_c über einen bekannten Wert des internen Messwiderstands R_n, einen bekannten Wert der angelegten Spannung U_ges und einen gemessenen Wert für die an dem internen Messwiderstand abfallenden Spannung U_n erfolgt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung, einen internen Messwiderstand R_n aufweist, der bevorzugt einen elektrischen Widerstandswert aufweist, der im Wesentlichen dem elektrischen Widerstandswert einer intakten Schutzhülle entspricht, besonders bevorzugt einen Widerstandswert von 0,1 bis 10 MΩ, insbesondere 0,5 bis 2,0 MΩ.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung mindestens einen Koppelkondensator aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Einheit so konfiguriert ist, dass sie über eine bestimmte Zeit t anhand mehrerer Spannungen U_c, die jeweils an der mindestens einen elektrisch isolierenden Schutzhülle abfallen, die elektrischen Parameter der Schutzhülle errechnet, bevorzugt über die folgende Formel (3): U_c = U_ges·τ/C·R_ges·(1 – e^(τ·Xn)/t) (3) wobei U_c = Spannung, die an der elektrisch isolierenden Schutzhülle abfällt, U_ges = angelegte Spannung, τ = Zeitkonstante des äquivalenten RC-Glieds der elektrisch isolierenden Schutzhülle, C = Kapazität der Schutzhülle, R_ges = Gesamtwiderstand, X_n = (sonstige Widerstände)/R_ges t = Zeit.
Vorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Einheit so konfiguriert ist, dass aus mindestens zwei Spannungen U_c eine Kapazität C und/oder ein Isolationswiderstand der elektrisch isolierenden Schutzhülle errechnet wird.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Einheit so konfiguriert ist, dass sie den Funktionszustand der Schutzhülle stufenlos oder stufig bewertet, insbesondere die logische Einheit so konfiguriert ist, dass die Bewertung des Funktionszustands über ein elektronisches, akustisches und/oder optisches Signal ausgegeben wird.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung einen Kontrollmesskreis aufweist, der dazu angepasst ist, bei der Messung elektrischer Widerstandswerte über einem festgelegten Grenzwert eine Warnung auszugeben, wobei die Messvorrichtung insbesondere dazu konfiguriert ist, die Warnung über ein elektronisches, akustisches und/oder optisches Signal auszugeben.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung eine Ersatzschaltung enthält, wobei die Ersatzschaltung einen elektrischen Widerstand aufweist, der im Wesentlichen dem Widerstandswert einer schadhaften Schutzhülle entspricht und/oder die Ersatzschaltung einen elektrischen Widerstand aufweist, der im Wesentlichen dem Widerstandswert einer funktionsfähigen Schutzhülle entspricht, wobei die Messvorrichtung insbesondere dazu konfiguriert ist, aus der Ersatzschaltung gewonnene Informationen über ein elektronisches, akustisches und/oder optisches Signal auszugeben.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle a) eine Polymerfolie als elektrisch isolierende Schutzhülle, bevorzugt eine Kunststoffpolymerfolie enthält; b) eine Aluminiumfolie als Metallfolie enthält; und/oder c) ein Laminat aus elektrisch isolierender Schutzhülle und Metallfolie ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung ferner eine dritte, optional auch eine vierte, Elektrode aufweist, wobei die Messvorrichtung so konfiguriert ist, das mit der dritten, optional auch mit der vierten, Elektrode eine Spannungsmessung durchgeführt werden kann.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Elektrode, optional mehrere Elektroden, eine elektrisch leitfähige Klammer, einen elektrisch leitfähigen Filz, eine elektrisch leitfähige Bürste, einen elektrisch leitfähigen Schaumstoff, ein elektrisch leitfähiges Klebeband, einen elektrisch leitfähigen Schwamm und/oder ein elektrisch leitfähiges Papier, bevorzugt eine Metallklammer, ein elektrisch leitfähiges Klebeband und/oder ein elektrisch leitfähiges Papier, enthält oder daraus besteht.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Elektrode, optional mehrere Elektroden, ein elektrisch leitfähiges Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Flüssigkeiten, Gelen und Feststoffen enthält oder daraus besteht, bevorzugt einen wässrigen, gelförmigen oder festen Elektrolyten, einen flüssigen, gelförmigen oder festen Klebstoff, einen flüssigen, gelförmigen oder festen Leitlack und/oder ein rußgefülltes Polymer, besonders bevorzugt Wasser enthaltend ein dissoziierbares Salz, einen gelförmigen oder festen Elektrolyten, einen flüssigen, gelförmigen oder festen Klebstoff, einen flüssigen, gelförmigen oder festen Leitlack und/oder ein rußgefülltes Polymer, wobei die Elektrode insbesondere zumindest bereichsweise von dem elektrisch leitfähigen Material benetzt ist.
Messanordnung enthaltend eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 und eine Schutzhülle von einer Batterie, wobei die Schutzhülle eine Metallfolie enthält, die zwischen mindestens einer elektrisch isolierenden Schutzhülle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Elektrode die Metallfolie der Schutzhülle elektrisch kontaktiert und die mindestens eine zweite Elektrode a) die Metallfolie der Schutzhülle; oder b) die Anode oder Kathode der Batterie; elektrisch kontaktiert.
Messanordnung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine dritte und vierte Elektrode enthält, wobei die mindestens eine dritte oder vierte Elektrode bevorzugt die Anode oder Kathode kontaktiert.
Verfahren zur Überprüfung des Funktionszustandes einer elektrisch isolierenden Schutzhülle von einer Batterie, wobei die Schutzhülle eine Metallfolie enthält, umfassend die Schritte a) Erzeugen einer gepulsten Spannung mit mindestens einer bestimmten Frequenz f mittels einer Spannungsquelle, die mindestens eine erste und mindestens eine zweite Elektrode aufweist, und Anlegen der gepulsten Spannung an die Metallfolie der Batterie über die Elektroden; b) Bestimmen von einem ersten Scheinwiderstand und/oder einer ersten Impedanz der elektrisch isolierenden Schutzhülle bei der mindestens einen bestimmten Frequenz f zu einer ersten Zeit t₁ mittels einer Messvorrichtung, die mit der mindestens einen ersten Elektrode und mindestens einen zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist, wobei aus dieser Bestimmung mindestens ein erstes Signal generiert wird, das an eine logische Einheit übermittelt wird, c) Bestimmen von mindestens einem zweiten Scheinwiderstand und/oder mindestens einer zweiten Impedanz der elektrisch isolierenden Schutzhülle bei der mindestens einen bestimmten Frequenz f zu einer auf die erste Zeit t₁ folgenden zweiten Zeit t₂ mittels der Messvorrichtung, wobei aus dieser Bestimmung mindestens ein zweites Signal generiert wird, das an die logische Einheit übermittelt wird, d) Empfang von dem einen ersten und mindestens einen zweiten Signal der Messvorrichtung durch die logische Einheit, wobei die logische Einheit das eine erste und mindestens eine zweite Signal zur Berechnung eines Ergebnisses heranzieht, das Ergebnis mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht und die logische Einheit den Funktionszustand der elektrisch isolierenden Schutzhülle danach bewertet, ob eine Abweichung zum Sollwert vorliegt, e) Ausgabe der Bewertung des Funktionszustands der elektrisch isolierenden Schutzhülle mittels einer Ausgabeeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zeit t₁ und die zweite Zeit t₂ zwischen zwei Spannungspulsen angesiedelt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie der Schutzhülle durch ein elektrisches oder magnetisches Wechselfeld polarisiert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 durchgeführt wird.
Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 zur Überprüfung des Funktionszustandes einer Schutzhülle von einer Batterie, bevorzugt einer Lithium-Ionen-Batterie, insbesondere einer Pouchbag-Zelle.