DE102015016987A1 - Method for detecting a degradation of a rechargeable battery cell and apparatus for carrying out the method - Google Patents

Method for detecting a degradation of a rechargeable battery cell and apparatus for carrying out the method Download PDF

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Jochen Bandlow
Justus Speichermann
Tim Mitsch
Adnan Nuhic
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen einer Degradation einer wiederaufladbaren Batteriezelle, umfassend die Schritte: a) Erfassen der Klemmspannung (V) der wiederaufladbaren Batteriezelle während wenigstens eines Lade- und/oder eines Entladevorgangs der wiederaufladbaren Batteriezelle, b) mathematisches Ableiten der Klemmspannung nach dem Ladezustand (SOC) oder der während des wenigstens einen Lade- und/oder Entladevorgangs der wiederaufladbaren Batteriezelle geflossenen elektrischen Ladung (Q) und Bilden eines ersten entsprechenden Datensatzes, c) Ermitteln der Höhe von wenigstens einem Peak (1, 2) in dem ersten Datensatz, d) Vergleichen der Höhe des wenigstens einen in dem ersten Datensatz ermittelten Peak (1, 2) mit der Höhe des wenigstens einen entsprechenden Peak (1, 2) im für den gleichen wiederaufladbaren Batteriezellentyp oder die wiederaufladbare Batteriezelle in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen als im Schritt a), bevorzugt im Neuzustand gebildeten, entsprechenden zweiten Datensatz, und e) Feststellen eines Degradationsstatus und/oder Berechnen oder Abschätzen eines Degradationsgrads der wiederaufladbaren Batteriezelle auf Grundlage einer durch den Vergleich in Schritt d) festgestellten geringeren Höhe des wenigstens einen im ersten Datensatz ermittelten Peak (1, 2) gegenüber der Höhe des wenigstens einen entsprechenden Peak (1, 2) im zweiten Datensatz.The invention relates to a method for determining a degradation of a rechargeable battery cell, comprising the steps of: a) detecting the terminal voltage (V) of the rechargeable battery cell during at least one charging and / or discharging operation of the rechargeable battery cell, b) mathematically deriving the terminal voltage after Charge state (SOC) or the electrical charge (Q) flowing during the at least one charging and / or discharging operation of the rechargeable battery cell and forming a first corresponding data record, c) determining the height of at least one peak (1, 2) in the first data set d) comparing the height of the at least one peak (1, 2) determined in the first data record with the height of the at least one corresponding peak (1, 2) in the same rechargeable battery cell type or the rechargeable battery cell in a state with less charging current and / or unloading operations than in step a), preferably in the Ne e) determining a degradation status and / or calculating or estimating a degree of degradation of the rechargeable battery cell on the basis of a lower level of the at least one peak (1, 2) determined by the comparison in step d). relative to the height of the at least one corresponding peak (1, 2) in the second data set.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen einer Degradation einer wiederaufladbaren Batteriezelle sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung.The invention relates to a method for detecting a degradation of a rechargeable battery cell and to an apparatus for carrying out the method. Furthermore, the present invention relates to the use of the method and the device.

Bei Kraftfahrzeugen mit einem (teil-)elektrischen Antriebsstrang werden aktuell fast ausschließlich Lithium-Ionen-Batteriezellen für die Batterien (wiederaufladbare Akkumulatoren) verwendet, die u. a. als elektrische Energiespeicher für den Antriebsstrang dienen. Derartige wiederaufladbare Batteriezellen bestehen bekanntermaßen aus mindestens zwei Elektroden, der Anode und der Kathode, die durch einen elektrolytgetränkten Separator elektrisch gegeneinander isoliert sind. Mehrere Lagen aus Anode, Separator und Kathode werden innerhalb einer Batteriezelle parallel verschaltet, um eine höhere Kapazität einer jeden Batteriezelle zu erreichen. Eine Batterie besteht aus einer Mehrzahl an Batteriezellen, die unterschiedlich verschaltet sein können.In motor vehicles with a (partial) electric drive train currently almost exclusively lithium-ion battery cells for the batteries (rechargeable batteries) is used, the u. a. serve as electrical energy storage for the drive train. Such rechargeable battery cells are known to consist of at least two electrodes, the anode and the cathode, which are electrically isolated from each other by an electrolyte-saturated separator. Multiple layers of anode, separator and cathode are connected in parallel within a battery cell to achieve a higher capacity of each battery cell. A battery consists of a plurality of battery cells, which can be interconnected differently.

Beim Laden von Lithium-Ionen-Batterien mit übermäßig hohen Ladeströmen und/oder bei tiefen Temperaturen tritt bekanntermaßen der negative Effekt des sogenannten „Lithium-Plating” auf. Dabei scheidet sich metallisches Lithium auf der Oberfläche der Anode ab und reagiert mit Bestandteilen des Elektrolyten. Die Folge hiervon ist u. a. ein Kapazitätsverlust aufgrund einer Verringerung an freien Lithium-Ionen.When charging lithium-ion batteries with excessively high charging currents and / or at low temperatures, it is known that the negative effect of so-called "lithium plating" occurs. In this case, metallic lithium deposits on the surface of the anode and reacts with constituents of the electrolyte. The consequence of this is u. a. a capacity loss due to a decrease in free lithium ions.

Das Lithium-Plating beginnt lokal sehr unterschiedlich auf den Elektroden. Der Grund dafür sind Strom- und Temperaturgradienten. Dies bedeutet, dass sich inhomogene Alterungszustände in der Batterie einstellen. Besonders stark ist dieses lokale Lithium-Plating bei Batteriezellen mit einem ungünstigen Zelldesign oder einer nicht optimal ausgelegten Batteriekühlung, da dadurch die Gradienten weiter verstärkt werden.The lithium plating starts locally very differently on the electrodes. The reason for this are current and temperature gradients. This means that inhomogeneous aging conditions occur in the battery. This local lithium plating is particularly strong in battery cells with an unfavorable cell design or a not optimally designed battery cooling, as this further enhances the gradients.

Für jede einzelne Batteriezelle müssen vorgegebene Betriebsgrenzen eingehalten werden. Diese Betriebsgrenzen sind zum einen sicherheitskritische Grenzen und zum anderen sollen die Lebensdaueranforderungen erfüllt werden. Beide Aspekte werden im sogenannten Betriebsfenster berücksichtigt. Das Betriebsfenster definiert die maximalen Lade- und Entladeströme in Abhängigkeit der Temperatur und der Zeit, die der Strom anliegt. Außerdem werden im Betriebsfenster die obere- und untere Spannungsgrenze ebenfalls in Abhängigkeit der Temperatur und der Pulslänge festgelegt. Die Werte werden üblicherweise vom Hersteller der Batteriezellen vorgegeben und müssen über die gesamte Lebensdauer der Batterie gültig sein.For each individual battery cell specified operating limits must be adhered to. These operating limits are on the one hand safety-critical limits and on the other hand, the service life requirements are to be met. Both aspects are considered in the so-called operating window. The operating window defines the maximum charging and discharging currents as a function of the temperature and the time that the current is applied. In addition, in the operating window, the upper and lower voltage limits are also determined as a function of the temperature and the pulse length. The values are usually specified by the manufacturer of the battery cells and must be valid for the entire life of the battery.

Da die Alterung/Degradation der Batteriezellen von vielen äußeren Faktoren abhängig ist, bspw. Umgebungstemperatur, Kühlung und Belastung, die sich je nach Kunde/Verwendung stark unterscheiden können, ist eine Absicherung des Betriebsfensters für alle möglichen Lastkollektive nicht realisierbar. Eine erhöhte Degradation und damit ein Ausfall vor Erreichen der Lebensdaueranforderung kann somit im praktischen Einsatz nicht ausgeschlossen werden.Since the aging / degradation of the battery cells is dependent on many external factors, for example ambient temperature, cooling and load, which can differ greatly depending on the customer / use, securing the operating window for all possible load spectra is not feasible. An increased degradation and thus a failure before reaching the service life requirement can not be excluded in practical use.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln einer Degradation einer wiederaufladbaren Batteriezelle und zum Anpassen einer Betriebsstrategie für die wiederaufladbare Batteriezelle bei einer derartigen Degradation zur Verfügung zu stellen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen. Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1, die Vorrichtung gemäß Anspruch 7 und die Verwendung gemäß Anspruch 9.It is an object of the present invention to provide a method for determining a degradation of a rechargeable battery cell and for adapting an operating strategy for the rechargeable battery cell in such a degradation. It is a further object of the present invention to provide an apparatus for carrying out the method. The objects according to the invention are achieved by the method according to claim 1, the device according to claim 7 and the use according to claim 9.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Feststellen einer Degradation einer wiederaufladbaren Batteriezelle (die im Nachfolgenden der Einfachheit halber als Batteriezelle bezeichnet wird) vorgeschlagen, das die folgenden Schritte umfasst:

  • a) Erfassen der Klemmspannung (V) der Batteriezelle während wenigstens eines Lade- und/oder eines Entladevorgangs der Batteriezelle, bevorzugt während wenigstens eines Lade- und/oder Entladevorgangs mit konstantem elektrischem Strom oder konstanter elektrischer Leistung,
  • b) mathematisches Ableiten der Klemmspannung nach dem Ladezustand (SOC) oder der während des wenigstens einen Lade- und/oder Entladevorgangs der Batteriezelle geflossenen elektrischen Ladung (Q) und Bilden eines ersten entsprechenden Datensatzes,
  • c) Ermitteln der Höhe von wenigstens einem Peak in dem ersten Datensatz,
  • d) Vergleichen der Höhe des wenigstens einen in dem ersten Datensatz ermittelten Peak mit der Höhe des wenigstens einen entsprechenden Peak im für den gleichen wiederaufladbaren Batteriezellentyp oder die wiederaufladbare Batteriezelle in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen als im Schritt a), bevorzugt im Neuzustand gebildeten, entsprechenden zweiten Datensatz, und
  • e) Feststellen eines Degradationsstatus und/oder Berechnen oder Abschätzen eines Degradationsgrads der Batteriezelle auf Grundlage einer durch den Vergleich in Schritt d) festgestellten geringeren Höhe des wenigstens einen im ersten Datensatz ermittelten Peak gegenüber der Höhe des wenigstens einen entsprechenden Peak im zweiten Datensatz.
According to the invention, a method for determining a degradation of a rechargeable battery cell (which is referred to below as a battery cell for the sake of simplicity) is proposed, which comprises the following steps:
  • a) detecting the terminal voltage (V) of the battery cell during at least one charging and / or discharging operation of the battery cell, preferably during at least one charging and / or discharging operation with constant electric current or constant electric power,
  • b) mathematically deriving the terminal voltage according to the state of charge (SOC) or the electric charge (Q) which has flowed during the at least one charging and / or discharging operation of the battery cell and forming a first corresponding data record,
  • c) determining the height of at least one peak in the first data set,
  • d) comparing the height of the at least one peak determined in the first data record with the height of the at least one corresponding peak for the same rechargeable battery cell type or the rechargeable battery cell in a state with fewer charging and / or discharging operations than in step a) formed in new condition, corresponding second record, and
  • e) determining a Degradationsstatus and / or calculating or estimating a degree of degradation of the battery cell based on a determined by the comparison in step d) lower height of the at least one determined in the first record compared to the height of the at least one corresponding peak in the second record.

Bei verschiedenen Batteriezellen kann bei der Bildung eines Datensatzes (im nachfolgenden: zweiten Datensatzes), der erhalten wird durch Erfassen der Klemmspannung bevorzugt bei wenigstens einem der ersten Lade- und/oder Entladevorgänge der Batteriezelle im Neuzustand, besonders bevorzugt während einer der ersten Lade- und/oder Entladevorgänge mit konstantem elektrischem Strom oder konstanter elektrischer Leistung, mathematischem Ableiten der Klemmspannung nach dem Ladezustand (SOC) oder der während einer der ersten Lade- oder Entladevorgänge der wiederaufladbaren Batteriezelle geflossenen elektrischen Ladung (Q), Bilden eines entsprechenden zweiten Datensatzes und Auftragung der erhaltenen abgeleiteten Daten gegen den Ladezustand (SOC) oder die während des wenigstens einen Lade- und/oder Entladevorgangs der Batteriezelle geflossenen elektrischen Ladung (Q) ein Diagramm erhalten werden, das wenigstens einen (für den Batteriezellentyp charakteristischen) Peak aufweist. Die Anzahl an Peaks und die Lage des/der Peaks innerhalb des Diagramms ist dabei vom Typ der Batteriezelle, insbesondere vom darin verwendeten Anodenmaterial abhängig. In the case of various battery cells, in the formation of a data set (hereinafter: second data set) which is obtained by detecting the clamping voltage, at least one of the first charging and / or discharging operations of the battery cell may be in the new state, particularly preferably during one of the first charging and discharging processes Constant electric current or constant electric discharge discharges, mathematically deriving the terminal voltage according to the state of charge (SOC) or the electric charge (Q) flowing during one of the first charging or discharging operations of the rechargeable battery cell, forming a corresponding second data set and plotting the obtained derived data against the state of charge (SOC) or during the at least one charging and / or discharging operation of the battery cell electric charge (Q) are obtained a diagram having at least one (characteristic of the battery cell type) peak. The number of peaks and the position of the peak (s) within the diagram depends on the type of battery cell, in particular on the anode material used therein.

Wie die Erfinder herausgefunden haben, existiert eine Korrelation zwischen der Höhe des wenigstens einen Peak und wenigstens einem inhomogenen Alterungszustand, d. h. einer inhomogenen Veränderung von einer Komponente der Batteriezelle, insbesondere einer inhomogenen Veränderung bei einer Elektrode der Batteriezelle derart, dass der wenigstens eine Peak umso kleiner wird, umso größer bzw. gravierender die inhomogene Veränderung ist. Dies bedeutet, dass bei einer neuen Batteriezelle die maximale Höhe des wenigstens einen Peak gegeben ist, und die Höhe des wenigstens einen Peak umso kleiner wird, je größer bzw. gravierender eine inhomogene Veränderung von einer Komponente der wiederaufladbaren Batteriezelle ist.As the inventors have found, there is a correlation between the height of the at least one peak and at least one inhomogeneous state of aging, i. H. an inhomogeneous change of a component of the battery cell, in particular an inhomogeneous change in an electrode of the battery cell such that the at least one peak is smaller, the greater or more serious is the inhomogeneous change. This means that in the case of a new battery cell, the maximum height of the at least one peak is given, and the height of the at least one peak becomes smaller, the greater or more serious an inhomogeneous change of one component of the rechargeable battery cell is.

Wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine solche inhomogene Veränderung festgestellt, können geeignete Schutzmaßnahmen durch Veränderung der Betriebsgrenzen bzw. -parameter der Batteriezelle ergriffen werden, um die Batteriezelle vor einer erhöhten Degradation zu schützen.If such an inhomogeneous change is detected by the method according to the invention, suitable protective measures can be taken by changing the operating limits or parameters of the battery cell in order to protect the battery cell against increased degradation.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird in einem Vorverfahren bei der Batteriezelle oder einem gleichen Batteriezellentyp bei wenigstens einem der ersten Lade- und/oder Entladevorgänge, bevorzugt während einem der ersten Lade- und/oder Entladevorgänge mit konstantem elektrischem Strom oder konstanter elektrischer Leistung, die Klemmspannung erfasst, die Klemmspannung mathematisch nach dem Ladezustand (SOC) oder der während einem der ersten Lade- und/oder Entladevorgänge der wiederaufladbaren Batteriezelle geflossenen elektrischen Ladung (Q) abgeleitet, ein entsprechender zweiter Datensatz gebildet und in einer Speichereinrichtung abgespeichert.According to a first advantageous embodiment of the method is in a pre-process in the battery cell or a same type of battery cell in at least one of the first charging and / or discharging, preferably during one of the first charging and / or discharging with constant electric current or constant electric power, detects the terminal voltage, the clamping voltage derived mathematically according to the state of charge (SOC) or the flow during one of the first charging and / or discharging the rechargeable battery cell electric charge (Q), formed a corresponding second record and stored in a memory device.

Gemäß einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird als Batteriezelle eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, bevorzugt eine Lithium-Ionen-Batteriezelle mit Graphitanode, verwendet. Hierbei kann in vorteilhafter Weise zum Feststellen des Degradationsstatus und/oder Berechnen oder Abschätzen des Degradationsgrads der Lithium-Ionen-Batteriezelle mit Graphitanode die Höhe der beiden Peaks im ersten und zweiten Datensatz einer solchen Lithium-Ionen-Batteriezelle verwendet werden.According to a second advantageous development of the method, a lithium-ion battery cell, preferably a lithium-ion battery cell with graphite anode, is used as the battery cell. In this case, the height of the two peaks in the first and second data set of such a lithium-ion battery cell can advantageously be used for determining the degradation status and / or calculating or estimating the degree of degradation of the lithium-ion battery cell with graphite anode.

Zum Feststellen eines Degradationsstatus und/oder zum Berechnen oder Abschätzen eines Degradationsgrads einer Batteriezelle (aufgrund einer inhomogenen Veränderung einer Komponente der Batteriezelle) kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wenigstens ein Kennfeld, eine Kennlinie, ein elektrisches Batteriezellmodell, bspw. ein elektrisches Lithium-Ionen-Batteriezellmodell, ein elektrisches Ersatzschaltbildmodell, eine wissensbasierte Methode, eine Support-Vector-Methode, ein künstliches neuronales Netzwerk und/oder ein Fuzzy-System verwendet werden.In order to determine a degradation status and / or to calculate or estimate a degree of degradation of a battery cell (due to an inhomogeneous change of a component of the battery cell), according to a further advantageous development of the method, at least one characteristic map, a characteristic curve, an electrical battery cell model, for example an electric lithium cell. Ion battery cell model, an electrical equivalent circuit model, a knowledge-based method, a support vector method, an artificial neural network and / or a fuzzy system can be used.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch umfassen, dass nach Feststellen eines Degradationsstatus, bevorzugt in Abhängigkeit vom berechneten oder abgeschätzten Degradationsgrad der Batteriezelle weiter

  • – die maximalen Lade- und Entladeströme in Abhängigkeit von der Temperatur und der Zeit, die der elektrische Strom anliegt, und/oder
  • – die Kühlungsregelung
angepasst wird/werden.The method according to the present invention can also include that after determining a degradation status, preferably in dependence on the calculated or estimated degree of degradation of the battery cell further
  • - The maximum charge and discharge currents in dependence on the temperature and the time that the electric current is applied, and / or
  • - the cooling control
is / are adjusted.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder eine seiner vorteilhaften Weiterbildungen. Die Vorrichtung beinhaltet:

  • a) eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Klemmspannung (V) einer Batteriezelle während wenigstens eines Lade- und/oder eines Entladevorgangs der Batteriezelle,
  • b) eine Speichereinrichtung, in der ein zweiter Datensatz des Batteriezellentyps oder der Batteriezelle in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen als im Schritt a), bevorzugt im Neuzustand gespeichert ist, der erhalten wurde durch Erfassen der Klemmspannung bei wenigstens einem Lade- und/oder Entladevorgang der wiederaufladbaren Batteriezelle oder einer wiederaufladbaren Batteriezelle vom gleichen Typ, dem mathematischen Ableiten der Klemmspannung nach dem Ladezustand (SOC) oder der während einer der Lade- und/oder Entladevorgänge der wiederaufladbaren Batteriezelle geflossenen elektrischen Ladung (Q) und Bilden eines entsprechender Datensatzes, und
  • c) eine Recheneinrichtung
  • c1) zur mathematischen Ableitung der Klemmspannung nach dem Ladezustand (SOC) oder der geflossenen elektrischen Ladung (Q) während des wenigstens einen Lade- und/oder Entladevorgangs der wiederaufladbaren Batteriezelle,
  • c2) zur Bildung eines ersten entsprechenden Datensatzes,
  • c3) zur Ermittlung der Höhe von wenigstens einem Peak in dem ersten Datensatz,
  • c4) zum Vergleichen der Höhe des wenigstens einen in dem ersten Datensatz ermittelten Peak mit der Höhe des wenigstens einen entsprechenden Peak im für den gleichen Batteriezellentyp oder die Batteriezelle im Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen, bevorzugt im Neuzustand gebildeten zweiten Datensatz, und
  • c5) zum Feststellen einer Degradation und/oder zum Berechnen oder Abschätzen eines Degradationsgrads der Batteriezelle auf Grundlage einer durch den Vergleich in Schritt c4) festgestellten geringeren Höhe des wenigstens einen ermittelten Peak im ersten Datensatz gegenüber der Höhe des wenigstens einen entsprechenden Peak der Batteriezelle im zweiten Datensatz.
The present invention also encompasses a device for carrying out the method according to the invention or one of its advantageous developments. The device includes:
  • a) detecting means for detecting the clamping voltage (V) of a battery cell during at least one charging and / or discharging operation of the battery cell,
  • b) a memory device in which a second data set of the battery cell type or the battery cell is stored in a state with fewer charging and / or discharging operations than in step a), preferably in the new state, which was obtained by detecting the terminal voltage at least one charging and / or discharging the rechargeable battery cell or a rechargeable battery cell of the same type, mathematically deriving the terminal voltage according to the state of charge (SOC) or during one of the charging and / or discharging the rechargeable battery cell flowed electrical charge (Q) and forming a corresponding data set, and
  • c) a computing device
  • c1) for the mathematical derivation of the terminal voltage according to the state of charge (SOC) or of the electric charge (Q) during the at least one charging and / or discharging process of the rechargeable battery cell,
  • c2) to form a first corresponding data record,
  • c3) for determining the height of at least one peak in the first data record,
  • c4) for comparing the height of the at least one peak determined in the first data record with the height of the at least one corresponding peak in the second data set formed for the same battery cell type or the battery cell in the state with fewer charging and / or discharging processes, preferably in the new state, and
  • c5) for detecting a degradation and / or for calculating or estimating a degree of degradation of the battery cell based on a determined by the comparison in step c4) lower height of the at least one detected peak in the first data set compared to the height of the at least one corresponding peak of the battery cell in the second Record.

Die Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise dahin weitergebildet sein, dass sie weiter eine Steuerungseinrichtung umfasst, mittels der bei Feststellung einer Degradation, bevorzugt in Abhängigkeit vom berechneten oder abgeschätzten Degradationsgrad der Batteriezelle

  • – die maximalen Lade- und Entladeströme in Abhängigkeit von der Temperatur und der Zeit, die der elektrische Strom anliegt, und/oder
  • – die Kühlungsregelung
angepasst wird/werden.The device can advantageously be further developed such that it further comprises a control device, by means of which upon detection of a degradation, preferably as a function of the calculated or estimated degree of degradation of the battery cell
  • - The maximum charge and discharge currents in dependence on the temperature and the time that the electric current is applied, and / or
  • - the cooling control
is / are adjusted.

Weitere von der vorliegenden Erfindung umfasste Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Vorrichtung sind solche, die sich für einen Fachmann aus der Beschreibung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, seiner vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen sowie der Figur und der dazugehörigen Beschreibung ohne weiteres ergeben. Die Ausführungen zum Verfahren und zu der Figur sind auf die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung übertrag- und anwendbar.Further embodiments and developments of the device encompassed by the present invention are those which will become readily apparent to one skilled in the art from the description of the method according to the present invention, its advantageous developments and refinements as well as the figure and the associated description. The embodiments of the method and the figure are transferable and applicable to the device according to the present invention.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder eine seiner vorteilhaften Weiterbildungen und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder eine ihrer vorteilhaften Weiterbildungen bei einer, wenigstens eine Batteriezelle aufweisenden Einrichtung, insbesondere im Bereich von Kraftfahrzeugen, von stationären Speichereinrichtungen für elektrische Energie, von Einrichtungen im Bereich der Unterhaltungselektronik, von mobilen elektronischen Einrichtungen oder des Modellbaus.The present invention also encompasses the use of the method according to the invention or one of its advantageous developments and / or the device according to the invention or one of its advantageous developments in a device having at least one battery cell, in particular in the field of motor vehicles, stationary storage devices for electrical energy, devices in the field of consumer electronics, mobile electronic devices or model making.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Dabei zeigt die Fig. rein beispielhaft die dV/dSOC-Kurven einer Lithium-Ionen-Batteriezelle mit Graphit-Anode für unterschiedliche Stadien eines Dauerbelastungsversuchs mit einem anwendungsnahen Leistungsprofil. Die „Checkups”, in denen bei einer Konstantstromentladung die Funktion V(SOC) gemessen wurde, wurden zur Bestimmung der Degradation der Zelle in einem festen Intervall durchgeführt. Wie zu erkennen, flacht der Peak 1 bei ca. 20% SOC und der Peak 2 bei ca. 60% SOC bei fortschreitender Zyklisierung ab.The FIGURE shows purely by way of example the dV / dSOC curves of a lithium-ion battery cell with graphite anode for different stages of a continuous load test with an application-oriented performance profile. The "checkups", in which the function V (SOC) was measured during a constant-current discharge, were carried out to determine the degradation of the cell at a fixed interval. As you can see, the peak flattens 1 at about 20% SOC and the peak 2 at about 60% SOC as the cyclization progresses.

Die Kurven können grundsätzlich erhalten werden, indem bei wenigstens einem Ladevorgang (idealer Weise mit konstanter Stromstärke oder konstanter Leistung) und/oder wenigstens einem Entladevorgang (idealer Weise ebenfalls mit konstanter Stromstärke oder konstanter Leistung; jedoch können die Kurven bspw. auch während der Fahrt eines Elektrofahrzeugs bzw. eines Kraftfahrzeugs mit (teil)elektrifiziertem Antriebsstrang unter Verwendung eines Elektromotors erhalten werden) die Klemmspannung durch bekannte Algorithmen nach dem SOC oder der Ladung Q numerisch abgeleitet wird. Wird eine Kurve mittels einer Mehrzahl an Lade- und/oder Entladevorgängen erfasst, kann eine geeignete Mittelung oder Gewichtung der erhaltenen Daten vorgenommen werden.The curves can in principle be obtained by performing at least one charging process (ideally with constant current or constant power) and / or at least one discharging process (ideally also with constant current or constant power; Electric vehicle or a motor vehicle with (partially) electrified powertrain using an electric motor are obtained) the clamping voltage is derived numerically by known algorithms after the SOC or the charge Q. If a curve is detected by means of a plurality of charging and / or discharging processes, an appropriate averaging or weighting of the data obtained can be carried out.

Wie oben bereits erwähnt, ist die Lage und Anzahl der Peaks 1, 2 abhängig von der Art der verwendeten Batteriezelle und hierbei insbesondere wiederum vom verwendeten Anodenmaterial. Die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise auf die Anwendung bei einem bestimmten Typ an Batteriezelle, wie etwa einer Lithium-Ionen-Batteriezelle mit Graphit-Anode, beschränkt. Einzige Voraussetzung für die vorliegende Erfindung ist, dass in der erfindungsgemäß erhaltenen dV/dSOC- oder dV/dQ-Kurve einer wiederaufladbaren Batteriezelle wenigstens ein (charakteristischer) Peak 1, 2 existiert.As mentioned above, the location and number of peaks 1 . 2 depending on the type of battery cell used and in particular this in turn on the anode material used. The present invention is in no way limited to application to a particular type of battery cell, such as a graphite anode lithium ion battery cell. The only prerequisite for the present invention is that in the dV / dSOC or dV / dQ curve obtained according to the invention a rechargeable battery cell has at least one (characteristic) peak 1 . 2 exist.

Bei dem in der Fig. dargestelltem Beispiel entspricht die Kurve des „1. Checkup” derjenigen, die bei einer der ersten Entladevorgange der Batteriezelle („Begin-of-Life”) erhalten wird. Für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine solche „Referenzkurve” etwa vom Hersteller der Batteriezelle für den Batteriezellentyp an sich oder eine jede Charge an Batteriezellen ermittelt und zur Verfügung gestellt werden. Von der vorliegenden Erfindung ist es jedoch auch umfasst, dass diese Kurve bei wenigstens einer der ersten Lade- und/oder Entladevorgange einer Batteriezelle oder mehrerer Batteriezellen einer Batterie erfasst, abgespeichert und für das weitere Verfahren verwendet und gegebenenfalls verarbeitet wird. Wird die Kurve bei einer Mehrzahl an neuen Batteriezellen und/oder bei einer Mehrzahl an Lade- und/oder Entladevorgängen erfasst, kann eine geeignete Mittelung oder Gewichtung der erhaltenen Daten vorgenommen werden und so eine geeignete Kurve erhalten werden, die anschließend für alle Batteriezellen einer Batterie verwendet werden kann. In the example shown in the figure, the curve of "1. Check-up of the one received during one of the first battery-cell discharges ("Begin-of-Life"). For the method according to the present invention, such a "reference curve" may be determined and provided by the manufacturer of the battery cell for the battery cell type per se or each batch of battery cells. However, it is also encompassed by the present invention that this curve is detected during at least one of the first charging and / or discharging processes of a battery cell or multiple battery cells of a battery, stored and used for the further process and optionally processed. If the curve is detected at a plurality of new battery cells and / or during a multiplicity of charging and / or discharging processes, an appropriate averaging or weighting of the data obtained can be carried out and a suitable curve can be obtained, which is subsequently valid for all battery cells of a battery can be used.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht zwingend erforderlich, dass die „Referenzkurve” bzw. der zweite Datensatz bei wenigstens einer der ersten Lade- und/oder Entladevorgänge einer neuen Batteriezelle erfasst wird. Prinzipiell können das Verfahren und die Vorrichtung auch bei schon gealterten Batteriezellen zum Einsatz kommen, es kann dann in der Folge jedoch nur ein Degradationsstatus und/oder -grad bezogen auf diesen bereits gealterten Zustand bestimmt (abgeschätzt oder berechnet) werden.According to the present invention, it is not absolutely necessary for the "reference curve" or the second data set to be detected in at least one of the first charging and / or discharging processes of a new battery cell. In principle, the method and the device can also be used with already aged battery cells, but then only a degradation status and / or degree related to this already aged state can be determined (estimated or calculated).

Wie oben bereits erwähnt, werden die Peaks 1, 2 – deren Existenz und Höhe mit bekannten mathematischen Verfahren ermittelt werden kann – mit fortschreitender Zyklisierung flacher. Die in der Fig. gezeigte Kurve beim 15. Checkup entspricht dabei dem „End-of-Life”-Zustand der Batteriezelle. Bei der anschließenden Befundung der Batteriezelle mit den dV/dSOC-Kurven aus der Fig. wurde eine starke, auf Lithium-Plating zurückzuführende, Inhomogenität bezüglich der Ortsabhängigkeit des Alterungszustands der Elektrode durch eine lokale Degradationsanalyse festgestellt. Es war lokal mittig in der Batteriezelle eine starke Schädigung der Elektrode feststellbar.As mentioned above, the peaks become 1 . 2 - whose existence and height can be determined by known mathematical methods - flatter with advancing cyclization. The curve shown in the figure at the 15th checkup corresponds to the "end-of-life" state of the battery cell. In the subsequent diagnosis of the battery cell with the dV / dSOC curves of FIG. A strong, due to lithium plating, inhomogeneity was determined with respect to the location dependence of the aging state of the electrode by a local degradation analysis. It was found locally in the middle of the battery cell a strong damage to the electrode.

Wird durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass sich die Höhe des oder der Peaks 1, 2 bei einem Checkup im Vergleich zu der Höhe bei einer neuen bzw. jüngeren Batteriezelle (d. h. einer mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen) verringert hat, kann somit festgestellt werden, dass bei einer Komponente der Batteriezelle ein inhomogener Alterungszustand vorliegt, dass bei der. Batteriezelle somit grundsätzlich von einem entsprechender Degradationsstatus bzw. -zustand ausgegangen werden muss.If it is determined by the method according to the present invention that the height of the peak (s) 1 . 2 has been reduced in a checkup compared to the height of a new or younger battery cell (ie, one with fewer charging and / or discharging operations), it can thus be determined that a component of the battery cell is inhomogeneous aging state that in. Battery cell thus basically must be assumed by a corresponding Degradationsstatus or state.

Wird das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Batteriezellentyp durchgeführt, bei der die hier betrachtete Kurve mehr als einen Peak 1, 2 aufweist (wie bei dem in Fig. gezeigten Beispiel einer Lithium-Ionen-Batteriezelle mit Graphitanode), kann entweder nur einer der Peaks, mehrere oder alle Peaks in die Feststellung einer Degradation einbezogen werden. Hierbei kann bspw. eine geeignete Gewichtung der verschiedenen Peaks 1, 2 oder eine Mittelwertbildung über die verschiedenen Peaks 1, 2 vorgenommen werden.When the method according to the present invention is performed on a battery cell type in which the curve under consideration is more than one peak 1 . 2 (as in the example of a lithium ion battery cell with graphite anode shown in FIG. 1), either only one of the peaks, several or all peaks can be included in the detection of a degradation. In this case, for example, a suitable weighting of the different peaks 1 . 2 or averaging over the different peaks 1 . 2 be made.

Auch kann aufgrund der eingetretenen Abflachung des/der Peaks 1, 2 eine Berechnung oder Abschätzung des Degradationsgrads (Grad der Inhomogenität) durchgeführt werden.Also, due to the occurred flattening of the peak (s) 1 . 2 a calculation or estimation of the degree of degradation (degree of inhomogeneity) are carried out.

Sind in dem ersten Datensatz kein(e) Peak(s) 1, 2 feststellbar, so wird in Schritt c) des Verfahrens festgestellt, dass der/die Peak(s) 1, 2 die Größe Null angenommen hat/haben.Are there no (s) peaks in the first record? 1 . 2 ascertainable, it is determined in step c) of the method that the peak (s) 1 . 2 has assumed size zero.

Für die Feststellung einer Degradation und/oder Berechnung oder Abschätzung eines Degradationsgrads kann auf bekannte Verfahren und Modelle zurückgegriffen werden, etwa unter Verwendung eines Kennfelds, einer Kennlinie, eines elektrischen Batteriezellmodell, bspw. eines elektrisches Lithium-Ionen-Batteriezellmodells, eines elektrischen Ersatzschaltbildmodells, einer wissensbasierten Methode, einer Support-Vector-Methode, eines künstlichen neuronalen Netzwerks und/oder eines Fuzzy-Systems. Diese Verfahren und Modelle können einzeln oder in Kombination angewandt werden. Die Parametrisierung der Kennfelder, des Zellmodells oder die Durchführung einer Lernphase bei wissensbasierten Ansätzen kann bspw. im Vorfeld der Applikationssoftware-Entwicklung anhand von Labordaten durchgeführt werden.For determining a degradation and / or calculation or estimation of a degree of degradation can be made to known methods and models, such as using a map, a characteristic, an electric battery cell model, for example, a lithium-ion electric battery cell model, an electrical equivalent circuit model, a knowledge-based method, a support vector method, an artificial neural network and / or a fuzzy system. These methods and models can be used individually or in combination. The parameterization of the maps, the cell model or the implementation of a learning phase in knowledge-based approaches can be carried out, for example, in advance of the application software development on the basis of laboratory data.

Wird ein Degradationsstatus der Batteriezelle (aufgrund einer inhomogenen Alterung) festgestellt, ist es von Vorteil, wenn zum Schutz der wiederaufladbaren Batteriezelle vor einer weiteren erhöhten Schädigung die Betriebsgrenzen zumindest für die betreffende Batteriezelle entsprechend angepasst werden. Bei einem Verbund aus mehreren Batteriezellen, wie sie für eine Batterie typisch sind, kann es erforderlich sein, die Betriebsgrenzen für mehrere, d. h. auch von solchen wiederaufladbaren Batteriezellen, die von keiner erhöhten Schädigung betroffen sind, anzupassen, um so insgesamt eine möglichst lange Lebensdauer der Batterie zu erreichen.If a degradation status of the battery cell is determined (due to an inhomogeneous aging), it is advantageous if, for the purpose of protecting the rechargeable battery cell against further increased damage, the operating limits are adapted accordingly at least for the relevant battery cell. In a composite of several battery cells, as they are typical for a battery, it may be necessary, the operating limits for several, d. H. Also to adapt by such rechargeable battery cells that are not affected by any increased damage, so as to achieve the longest possible lifetime of the battery.

Die Anpassung der Betriebsgrenzen kann bspw. eine Anpassung, d. h. eine Verringerung der maximalen Lade- und Entladeströme in Abhängigkeit von der Temperatur und der Zeit, die der elektrische Strom anliegt umfassen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch die Kühlungsregelung angepasst werden. Da wie einleitend bereits erwähnt wurde, bspw. Lithium-Plating aufgrund eines Temperaturgradienten über die Elektrode hinweg verursacht oder begünstigt wird, kann es bei Feststellung eines Degradationszustands von Vorteil sein, den Zuschaltzeitpunkt für die Kühlung zu höheren Temperaturen hin zu verschieben, um das Auftreten eines Temperaturgradienten über die Elektrode hinweg aufgrund einer (evtl. nicht optimal ausgelegten) Kühlung möglichst zu vermeiden. Um eine Zuschaltung einer Kühlung möglichst zu vermeiden, kann es weiter von Vorteil sein, wenn die maximal abgebbare Leistung der wiederaufladbaren Batteriezelle verringert wird, um eine übermäßige Erwärmung der wiederaufladbaren Batteriezelle aufgrund von Verlustwärme zu verhindern.The adaptation of the operating limits can, for example, an adaptation, d. H. a reduction of the maximum charging and discharging currents depending on the temperature and the time that the electric current is applied. Alternatively or additionally, the cooling control can be adjusted. As already mentioned in the introduction, for example, lithium plating is caused or favored due to a temperature gradient across the electrode, it may be advantageous to determine the degradation time for the cooling to higher temperatures to determine the occurrence of a Degradationszustands Avoid temperature gradients across the electrode due to a (possibly not optimally designed) cooling as possible. In order to avoid a connection of cooling as possible, it may also be advantageous if the maximum deliverable power of the rechargeable battery cell is reduced in order to prevent excessive heating of the rechargeable battery cell due to heat loss.

Die Anpassung der Betriebsgrenzen erfolgt in bevorzugter Weise in Abhängigkeit von dem berechneten oder abgeschätzten Degradationsgrad (Grad der Inhomogenität) der Batteriezelle.The adaptation of the operating limits is preferably carried out as a function of the calculated or estimated degree of degradation (degree of inhomogeneity) of the battery cell.

Durch die genannten Maßnahmen kann das Fortschreiten einer inhomogenen Alterung bei der betroffenen Batteriezelle verzögert oder sogar gestoppt werden.By the measures mentioned, the progression of inhomogeneous aging in the affected battery cell can be delayed or even stopped.

Da einem Fachmann die für die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erforderlichen oder geeigneten Bauelemente, Einrichtungen, Vorrichtungen, Hard- und Software-Komponenten sowie deren mögliches Zusammenwirken bekannt sind, braucht in dieser Anmeldung hierauf nicht näher eingegangen zu werden.Since a person skilled in the art for the device according to the present invention required or suitable components, devices, devices, hardware and software components and their possible interaction are known in this application will not be discussed further.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können ohne besondere Einschränkung bei jeder Einrichtung verwendet werden, die wenigstens eine wiederaufladbare Batteriezelle aufweist, bei der eine dV/dSOC- oder dV/dQ-Kurve, insbesondere im Neuzustand, mit wenigstens einem (charakteristischen) Peak 1, 2 so wie er hier in der vorliegenden Anmeldung beschrieben ist, erhalten werden kann. Als einige nicht abschließend zu verstehende Beispiele, in denen die vorliegende Erfindung Verwendung finden kann, seien erwähnt der Bereich der Kraftfahrzeuge, der stationären Speichereinrichtungen für elektrische Energie, der Unterhaltungselektronik, der mobilen elektronischen Einrichtungen (allgemeiner ausgedrückt der Bereich der „Consumer electronic”) oder des Modellbaus.The method according to the present invention and / or the device according to the present invention may be used without any particular restriction in any device which has at least one rechargeable battery cell in which a dV / dSOC or dV / dQ curve, in particular when new, with at least one (characteristic) peak 1 . 2 as described herein in the present application can be obtained. As some non-exhaustive examples in which the present invention may be used, mention may be made of the field of motor vehicles, stationary electrical energy storage devices, consumer electronics, mobile electronic devices (more generally the consumer electronic sector) of model making.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Peakspeaks
22
Peakspeaks

Claims (10)

Verfahren zum Feststellen einer Degradation einer wiederaufladbaren Batteriezelle, umfassend die Schritte: a) Erfassen der Klemmspannung (V) der wiederaufladbaren Batteriezelle während wenigstens eines Lade- und/oder Entladevorgangs der wiederaufladbaren Batteriezelle, bevorzugt während wenigstens eines Lade- und/oder Entladevorgangs mit konstantem elektrischem Strom oder konstanter elektrischer Leistung, b) mathematisches Ableiten der Klemmspannung nach dem Ladezustand (SOC) oder der während des wenigstens einen Lade- und/oder Entladevorgangs der wiederaufladbaren Batteriezelle geflossenen elektrischen Ladung (Q) und Bilden eines ersten entsprechenden Datensatzes, c) Ermitteln der Höhe von wenigstens einem Peak (1, 2) in dem ersten Datensatz, d) Vergleichen der Höhe des wenigstens einen in dem ersten Datensatz ermittelten Peak (1, 2) mit der Höhe des wenigstens einen entsprechenden Peak (1, 2) im für den gleichen wiederaufladbaren Batteriezellentyp oder die wiederaufladbare Batteriezelle in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen als im Schritt a), bevorzugt im Neuzustand gebildeten, entsprechenden zweiten Datensatz, und e) Feststellen eines Degradationsstatus und/oder Berechnen oder Abschätzen eines Degradationsgrads der wiederaufladbaren Batteriezelle auf Grundlage einer durch den Vergleich in Schritt d) festgestellten geringeren Höhe des wenigstens einen im ersten Datensatz ermittelten Peak (1, 2) gegenüber der Höhe des wenigstens einen entsprechenden Peak (1, 2) im zweiten Datensatz.A method for determining a degradation of a rechargeable battery cell, comprising the steps of: a) detecting the terminal voltage (V) of the rechargeable battery cell during at least one charging and / or discharging operation of the rechargeable battery cell, preferably during at least one charging and / or discharging operation with constant electrical Current or constant electrical power, b) mathematically deriving the terminal voltage according to the state of charge (SOC) or the electric charge (Q) which has flowed during the at least one charging and / or discharging operation of the rechargeable battery cell and forming a first corresponding data record, c) determining the Height of at least one peak ( 1 . 2 ) in the first data set, d) comparing the height of the at least one peak determined in the first data set ( 1 . 2 ) with the height of the at least one corresponding peak ( 1 . 2 ) in the same rechargeable battery cell type or the rechargeable battery cell in a state with fewer charging and / or discharging operations than in step a), preferably in the new state formed, corresponding second data set, and e) detecting a Degradationsstatus and / or calculating or estimating a Degradation degree of the rechargeable battery cell based on a determined by the comparison in step d) lower level of the at least one in the first record determined peak ( 1 . 2 ) relative to the height of the at least one corresponding peak ( 1 . 2 ) in the second record. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in einem Vorverfahren bei der wiederaufladbaren Batteriezelle oder einem gleichen Batteriezellentyp bei wenigstens einem der ersten Lade- und/oder Entladevorgänge, bevorzugt während wenigstens einer der ersten Lade- und/oder Entladevorgänge mit konstantem elektrischem Strom oder konstanter elektrischer Leistung, die Klemmspannung erfasst, die Klemmspannung mathematisch nach dem Ladezustand (SOC) oder der während einer der ersten Lade- und/oder Entladevorgänge der wiederaufladbaren Batteriezelle geflossenen elektrischen Ladung (Q) abgeleitet, ein entsprechender zweiter Datensatz gebildet und in einer Speichereinrichtung abgespeichert wird.The method of claim 1, wherein in a pre-process in the rechargeable battery cell or a same battery cell type in at least one of the first charging and / or discharging operations, preferably during at least one of the first charging and / or discharging operations with constant electric current or constant electric power , the clamping voltage detected, the clamping voltage mathematically derived according to the state of charge (SOC) or the flow during one of the first charging and / or discharging the rechargeable battery cell electric charge (Q), formed a corresponding second data set and stored in a memory device. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem als wiederaufladbare Batteriezelle eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, bevorzugt eine Lithium-Ionen-Batteriezelle mit Graphitanode, verwendet wird.Method according to Claim 1 or 2, in which the rechargeable battery cell used is a lithium-ion battery cell, preferably a graphite-anode lithium-ion battery cell. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem zum Feststellen des Degradationsstatus und/oder Berechnen oder Abschätzen des Degradationsgrads der wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batteriezelle mit Graphitanode die Höhe der beiden Peaks (1, 2) im ersten und zweiten Datensatz einer solchen Lithium-Ionen-Batteriezelle verwendet wird.A method according to claim 3, wherein determining the degradation status and / or calculating or estimating the degree of degradation the rechargeable lithium-ion battery cell with graphite anode the height of the two peaks ( 1 . 2 ) is used in the first and second data sets of such a lithium-ion battery cell. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens ein Kennfeld, eine Kennlinie, ein elektrisches Batteriezellmodell, ein elektrisches Ersatzschaltbildmodell, eine wissensbasierte Methode, eine Support-Vector-Methode, ein künstliches neuronales Netzwerk und/oder ein Fuzzy-System zum Feststellen eines Degradationsstatus und/oder zum Berechnen oder Abschätzen eines Degradationsgrads einer wiederaufladbaren Batteriezelle verwendet wird/werden.Method according to one of the preceding claims, wherein at least one characteristic map, a characteristic curve, a battery cell electrical model, an electrical equivalent circuit model, a knowledge-based method, a support vector method, an artificial neural network and / or a fuzzy system for determining a degradation status and / or used to calculate or estimate a degree of degradation of a rechargeable battery cell. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach Feststellen eines Degradationsstatus, bevorzugt in Abhängigkeit vom berechneten oder abgeschätzten Degradationsgrad der wiederaufladbaren Batteriezelle weiter – die maximalen Lade- und Entladeströme in Abhängigkeit von der Temperatur und der Zeit, die der elektrische Strom anliegt, und/oder – die Kühlungsregelung angepasst wird/werden.Method according to one of the preceding claims, upon detection of a degradation status, preferably in dependence on the calculated or estimated degree of degradation of the rechargeable battery cell - The maximum charge and discharge currents in dependence on the temperature and the time that the electric current is applied, and / or - the cooling control is / are adjusted. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie beinhaltet: a) eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Klemmspannung (V) einer wiederaufladbaren Batteriezelle während wenigstens eines Lade- und/oder eines Entladevorgangs der wiederaufladbaren Batteriezelle, b) eine Speichereinrichtung, in der ein zweiter Datensatz des wiederaufladbaren Batteriezellentyps oder der wiederaufladbaren Batteriezelle in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen als im Schritt a), bevorzugt im Neuzustand gespeichert ist, der erhalten wurde durch Erfassen der Klemmspannung bei wenigstens einem Lade- und/oder Entladevorgang der wiederaufladbaren Batteriezelle oder einer wiederaufladbaren Batteriezelle vom gleichen Typ, dem mathematischen Ableiten der Klemmspannung nach dem Ladezustand (SOC) oder der während einer der ersten Lade- und/oder Entladevorgänge der wiederaufladbaren Batteriezelle geflossenen elektrischen Ladung (Q) und Bilden eines entsprechender Datensatzes, und c) eine Recheneinrichtung c1) zur mathematischen Ableitung der Klemmspannung nach dem Ladezustand (SOC) oder der geflossenen elektrischen Ladung (Q) während des wenigstens einen Lade- und/oder Entladevorgangs der wiederaufladbaren Batteriezelle, c2) zur Bildung eines ersten entsprechenden Datensatzes, c3) zur Ermittlung der Höhe von wenigstens einem Peak (1, 2) in dem ersten Datensatz, c4) zum Vergleichen der Höhe des wenigstens einen in dem ersten Datensatz ermittelten Peak (1, 2) mit der Höhe des wenigstens einen entsprechenden Peak (1, 2) im für den gleichen wiederaufladbaren Batteriezellentyp oder die wiederaufladbare Batteriezelle im Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen, bevorzugt im Neuzustand gebildeten zweiten Datensatz, und c5) zum Feststellen einer Degradation und/oder zum Berechnen oder Abschätzen eines Degradationsgrads der wiederaufladbaren Batteriezelle auf Grundlage einer durch den Vergleich in Schritt c4) festgestellten geringeren Höhe des wenigstens einen ermittelten Peak (1, 2) im ersten Datensatz gegenüber der Höhe des wenigstens einen entsprechenden Peak (1, 2) der wiederaufladbaren Batteriezelle im zweiten Datensatz.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises: a) a detection device for detecting the terminal voltage (V) of a rechargeable battery cell during at least one charging and / or discharging operation of the rechargeable battery cell, b) a memory device in which a second data set of the rechargeable battery cell type or the rechargeable battery cell is stored in a state with fewer charging and / or discharging operations than in step a), preferably in the new state, which was obtained by detecting the terminal voltage in at least one charging state and / or discharging the rechargeable battery cell or a rechargeable battery cell of the same type, mathematically deriving the terminal voltage according to the state of charge (SOC) or the electrical charge which has flowed during one of the first charging and / or discharging operations of the rechargeable battery cell (Q) and forming a corresponding data record, and c) a computing device c1) for mathematically deriving the terminal voltage according to the state of charge (SOC) or the electric charge (Q) during the at least one charging and / or discharging operation of the rechargeable battery cell, c2 ) for forming a first corresponding data record, c3) for determining the height of at least one peak ( 1 . 2 in the first data set, c4) for comparing the height of the at least one peak determined in the first data record ( 1 . 2 ) with the height of the at least one corresponding peak ( 1 . 2 ) in the second data set formed for the same rechargeable battery cell type or the rechargeable battery cell in the state of less charging and / or discharging, preferably in the new state, and c5) for determining a degradation and / or for calculating or estimating a degree of degradation of the rechargeable battery cell based on a lower level of the at least one detected peak as determined by the comparison in step c4) ( 1 . 2 ) in the first data set relative to the height of the at least one corresponding peak ( 1 . 2 ) of the rechargeable battery cell in the second record. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter eine Steuerungseinrichtung umfasst, mittels der bei Feststellung einer Degradation, bevorzugt in Abhängigkeit vom berechneten oder abgeschätzten Degradationsgrad der Batteriezelle – die maximalen Lade- und Entladeströme in Abhängigkeit von der Temperatur und der Zeit, die der elektrische Strom anliegt, und/oder – die Kühlungsregelung angepasst wird/werden.Device according to claim 7, characterized in that it further comprises a control device, by means of which, upon detection of a degradation, preferably in dependence on the calculated or estimated degree of degradation of the battery cell - the maximum charge and discharge currents in dependence on the temperature and the time electrical current is applied, and / or - the cooling control is / are adjusted. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8 bei einer, wenigstens eine wiederaufladbare Batteriezelle aufweisenden Einrichtung.Use of the method according to one of claims 1 to 6 and / or the device according to one of claims 7 or 8 in a device having at least one rechargeable battery cell. Verwendung gemäß Anspruch 9 im Bereich von Kraftfahrzeugen, stationären Speichereinrichtungen für elektrische Energie, Einrichtungen der Unterhaltungselektronik, mobilen elektronischen Einrichtungen oder des Modellbaus.Use according to claim 9 in the field of motor vehicles, stationary storage devices for electrical energy, consumer electronics, mobile electronic devices or model making.
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