DE102015103552A1 - Systeme und verfahren zum bestimmen der verschlechterung der leistungsfähigkeit eines batteriesystems - Google Patents

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Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Bestimmen der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems präsentiert. Bei bestimmten Ausführungsformen können die offenbarten Systeme und Verfahren ein Testen, Überwachen und/oder Modellieren der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems bei einer einzigen Batteriesystem-Betriebstemperatur umfassen. Die offenbarten Systeme und Verfahren können bestimmte Nutzeffekte gegenüber herkömmlichen Techniken zum Bestimmen der zyklischen Verschlechterung eines Batteriesystems bieten. Diese Nutzeffekte können ermöglichen, dass die offenbarten Systeme und Verfahren in Verbindung mit Echtzeit-Batteriezustandsschätzverfahren implementiert werden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Bestimmen der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, betreffen die hier offenbarten Systeme und Verfahren das Bestimmen der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems in Verbindung mit dem Modellieren des Lebenszyklus eines Batteriesystems und/oder mit der Zustandsschätzung eines Batteriesystems.
  • HINTERGRUND
  • Personenfahrzeuge enthalten oft elektrische Batterien, um Merkmale eines elektrischen Systems und eines Antriebsstrangsystems eines Fahrzeugs zu betreiben. Beispielsweise enthalten Fahrzeuge für gewöhnlich eine Bleisäure-Kraftfahrzeugbatterie mit 12 V, die ausgestaltet ist, um elektrische Energie an Fahrzeugstartersysteme (z. B. einen Startermotor), Beleuchtungssysteme und/oder Zündsysteme zu liefern. In Elektrofahrzeugen, Brennstoffzellenfahrzeugen (FC-Fahrzeugen) und/oder Hybridfahrzeugen kann ein Hochspannungsbatteriesystem (HV-Batteriesystem) (beispielsweise ein HV-Batteriesystem mit 360 V) verwendet werden, um elektrische Antriebsstrangkomponenten des Fahrzeugs (z. B. Elektroantriebsmotoren und dergleichen) mit Leistung zu versorgen. Beispielsweise kann ein wiederaufladbares HV-Energiespeichersystem (HV-ESS), das in einem Fahrzeug enthalten ist, verwendet werden, um elektrische Antriebsstrangkomponenten des Fahrzeugs mit Leistung zu versorgen.
  • Das Verständnis, wie sich die Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems im Lauf der Zeit und/oder durch Benutzung verschlechtern kann, kann das Modellieren von Batteriesystem-Lebenszyklen und/oder Zustandsschätztechniken verbessern. Die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit in einem Batteriesystem kann durch eine kalendarische Verschlechterung der Lebensdauer (d. h. kalendarisch) und/oder durch eine zyklische Verschlechterung der Lebensdauer (d. h. zyklisch) des Systems verursacht werden. Herkömmliche Verfahren zum Bestimmen der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems können das ausgiebige Testen des Batteriesystems umfassen, welches das Testen und die Analyse bei einer Vielzahl von Betriebstemperaturen des Batteriesystems erfordert. Ein derartiges Testen kann kostspielig sein, kann erhebliche zeitliche Investitionen umfassen und seine Verwendung in Verbindung mit Zustandsschätzverfahren während eines Betriebs in Echtzeit des Batteriesystems kann schwierig sein.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Hier offenbarte Systeme und Verfahren können eine verbesserte Bestimmung von Informationen im Hinblick auf die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems bereitstellen. Informationen im Hinblick auf die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems können in Verbindung mit einer Vielfalt von Anwendungen verwendet werden, die ohne Einschränkung die Modellierung von Batteriesystemslebenszyklen und/oder die Zustandsschätzung eines Batteriesystems umfassen.
  • In Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen kann das Testen, Überwachen und/oder Modellieren der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems bei einer einzigen Betriebstemperatur des Batteriesystems ausgeführt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems relativ unabhängig von der Betriebstemperatur des Systems sein. Folglich kann das Testen, Überwachen und/oder Modellieren der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit bei einer einzigen Betriebstemperatur des Batteriesystems bestimmte Nutzeffekte gegenüber dem Testen bei mehreren Betriebstemperaturen anbieten (z. B. Kosten, Verarbeitungs- und/oder zeitliche Nutzeffekte durch verringertes Testen, Überwachen und/oder Modellieren), wobei dennoch wertvolle Informationen zur Verwendung in Verbindung mit dem Bestimmen der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems bereitgestellt werden.
  • Bei bestimmten Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bestimmen einer zyklischen Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems umfassen, dass Informationen empfangen werden, welche die Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems über eine spezielle Zeitspanne anzeigen, und dass Informationen empfangen werden, die eine kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems bei mehreren Betriebstemperaturen anzeigen. Bei einigen Ausführungsformen können die Informationen, welche die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit anzeigen, kalendarische Verschlechterungsdaten bei Ladungsentleerung, kalendarische Verschlechterungsdaten bei Ladungserhaltung, kalendarische Verschlechterungsdaten bei einer Ruhebedingung des Batteriesystems und/oder kalendarische Verschlechterungsdaten bei einem Wiederaufladen des Batteriesystems umfassen.
  • Beruhend auf den Informationen, die eine Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems anzeigen, und auf den Informationen, die die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems anzeigen, kann eine Anzeige der zyklischen Verschlechterung des Batteriesystems über die spezielle Zeitspanne bestimmt werden. Beruhend auf der zyklischen Verschlechterung des Batteriesystems über die spezielle Zeitspanne kann eine zyklische Verschlechterungsrate bestimmt werden, und beruhend auf der zyklischen Verschlechterungsrate kann ein Zustand des Batteriesystems (z. B. ein Funktionszustand, ein Ladezustand usw.) geschätzt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Steuerungsmaßnahme des Batteriesystems (z. B. eine Auflade- und/oder Entlade-Steuerungsmaßnahme) auf der Grundlage der zyklischen Verschlechterungsrate und/oder des geschätzten Zustands des Batteriesystems ergriffen werden.
  • Bei weiteren Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bestimmen einer Gesamtverschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems umfassen, dass eine kalendarische Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems bei mehreren Betriebstemperaturen bestimmt wird. Eine zyklische Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems kann bei einer einzigen Betriebstemperatur bestimmt werden. Auf der Grundlage der kalendarischen Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit und der zyklischen Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit kann eine Gesamtverschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems bestimmt werden und ein Zustand des Batteriesystems (z. B. ein Funktionszustand, ein Ladezustand usw.) kann auf der Grundlage der Gesamtverschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit geschätzt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Steuerungsmaßnahme des Batteriesystems (z. B. eine Auflade- und/oder Entlade-Steuerungsmaßnahme) auf der Grundlage der Gesamtverschlechterungsrate und/oder des geschätzten Zustands des Batteriesystems ergriffen werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es werden nicht einschränkende und nicht erschöpfende Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben, welche verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung mit Bezug auf die Figuren umfassen, in denen:
  • 1 ein beispielhaftes System zum Bestimmen der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
  • 2 eine graphische Darstellung veranschaulicht, die eine beispielhafte kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit, eine beispielhafte zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit und eine Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit einer Batterie über die Zeit in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen zeigt.
  • 3A eine graphische Darstellung veranschaulicht, die eine beispielhafte Beziehung zwischen der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit einer Batterie und der Batteriebetriebstemperatur in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen zeigt.
  • 3B eine graphische Darstellung veranschaulicht, die eine beispielhafte Beziehung zwischen der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit einer Batterie und der Batteriebetriebstemperatur in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen zeigt.
  • 4 eine Konzeptzeichnung eines Verfahrens zum Bestimmen der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
  • 5 ein beispielhaftes System zum Implementieren bestimmter Ausführungsformen der hier offenbarten Systeme und Verfahren veranschaulicht.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Nachstehend wird eine genaue Beschreibung von Systemen und Verfahren in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Obwohl mehrere Ausführungsformen beschrieben werden, versteht es sich, dass die Offenbarung nicht auf eine beliebige Ausführungsform begrenzt ist, sondern stattdessen zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Äquivalente umfasst. Obwohl zahlreiche spezielle Details in der folgenden Beschreibung offengelegt werden, um ein gründliches Verständnis der hier offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen, können darüber hinaus einige Ausführungsformen ohne einige oder alle diese Details in die Praxis umgesetzt werden. Außerdem wurde der Klarheit halber bestimmtes technisches Material, das in dem zugehörigen technischen Gebiet bekannt ist, nicht im Detail beschrieben, um ein unnötiges Verschleiern der Offenbarung zu vermeiden.
  • Die Ausführungsformen der Offenbarung werden durch Bezugnahme auf die Zeichnungen am besten verstanden werden, bei denen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sein können. Die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, die hier in den Figuren allgemein beschrieben und veranschaulicht sind, können einer großen Vielfalt unterschiedlicher Konfigurationen angeordnet und konstruiert sein. Folglich ist die folgende genaue Beschreibung der Ausführungsformen der Systeme und Verfahren der Offenbarung nicht dafür gedacht, den beanspruchten Umfang der Offenbarung einzuschränken, sondern sie stellt lediglich mögliche Ausführungsformen der Offenbarung dar. Zudem müssen die Schritte eines Verfahrens nicht unbedingt in einer beliebigen speziellen Reihenfolge oder auch nur sequentiell ausgeführt werden, noch müssen die Schritte nur einmal ausgeführt werden, sofern es nicht anderweitig angegeben ist.
  • Hier offenbarte Systeme und Verfahren können für eine verbesserte Bestimmung von Informationen im Hinblick auf die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems sorgen. Informationen im Hinblick auf die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems können in Verbindung mit einer Vielfalt von Anwendungen genutzt werden, die ohne Einschränkung das Modellieren von Batteriesystemlebenszyklen und/oder die Schätzung von Batteriesystemzuständen umfassen. Beispielsweise können Informationen, die aus dem Testen, wie sich die Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems über die Zeit und/oder über verschiedene Auflade/Entlade-Zyklen hinweg verschlechtert, gewonnen werden, genutzt werden, um die Leistungsfähigkeit der Batterie über ihre Nutzungsdauer hinweg besser zu modellieren und/oder zu charakterisieren. Darüber hinaus kann das Wissen über die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems in Verbindung mit dem Verbessern des Schätzens eines Zustands des Batteriesystems, welches ohne Einschränkung einen Ladezustand (SOC) und/oder einen Funktionszustand (SOH) des Batteriesystems umfasst, verwendet werden. Eine genauere Schätzung von Batteriesystemszustandsinformationen kann verbesserte Verfahren zur Batteriediagnose und/oder Prognose und/oder verbesserte Steuerungs- und/oder Managemententscheidungen für das Batteriesystem ermöglichen.
  • Die Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems kann aus einer Vielfalt von Gründen schlechter werden. Beispielsweise kann eine chemische Verschlechterung und eine mechanische Verschlechterung eines Batteriesystems die Leistungsfähigkeit des Batteriesystems nachteilig beeinflussen. Eine chemische Verschlechterung kann unter anderem durch das Wachsen einer massiven Elektrolytschnittstellenschicht (SEI-Schicht, SEI von solid electrolyte interface) innerhalb des Batteriesystems verursacht werden. Das Wachsen einer SEI-Schicht in einem Batteriesystem und/oder die chemische Verschlechterung kann unter anderem mit Betriebstemperaturen des Batteriesystems über die Zeit, SOCs des Batteriesystems über die Zeit und/oder dergleichen in Beziehung stehen. Die chemische Verschlechterung kann eine Ursache der kalendarischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems sein – das heißt der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems, die über die Zeit stattfindet (z. B., wenn die Batterie altert).
  • Eine mechanische Verschlechterung eines Batteriesystems kann unter anderem durch eine Partikelisolation, Mikrorisse in der SEI und neues Wachstum, Verlust der Haftfähigkeit eines Klebemittels, Delaminierung bzw. Ablösung, durch Diffusion induzierte Belastungen, und/oder andere Mechanismen, die im Batteriesystem stattfinden, verursacht werden. Die mechanische Verschlechterung kann unter anderem mit Betriebstemperaturen des Batteriesystems, SOCs des Batteriesystems, einer Ausgabeleistung des Batteriesystems, Arbeitszyklen des Batteriesystems, Auflade/Entlade-Zyklen des Batteriesystems und/oder dergleichen in Beziehung stehen. Sowohl die chemische als auch die mechanische Verschlechterung kann eine Ursache der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems sein – das heißt der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems, die bei einer Verwendung des Systems stattfindet (z. B. bei Auflade/Entlade-Zyklen des Batteriesystems).
  • Die Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems kann mit sowohl kalendarischen als auch zyklisch angetriebenen Verschlechterungsfaktoren verbunden sein. Informationen mit Hinblick auf die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems können durch empirisches Testen, Überwachen und/oder Modellieren eines Batteriesystems erhalten werden. In Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen können erhaltene Verschlechterungsinformationen ohne Einschränkung die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit über ein spezielles Zeitfenster hinweg, die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit während einer Zykluszeitspanne des Batteriesystems (z. B. ein Auflade/Entlade-Zyklus), die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit während einer Ruheperiode des Batteriesystems, die kalendarische Verschlechterung für eine Batterieaufladezeitspanne, die zyklische Verschlechterung während einer Zykluszeitspanne des Batteriesystems, und/oder eine normierte Verschlechterungsrate (z. B. d(Verschlechterung)/dt) umfassen. Bei bestimmten Ausführungsformen können derartige Informationen auf verschiedene Batteriesystemparameter (z. B. Betriebstemperaturen, RMS-Leistung, SOC und/oder SOH usw.) zugeschnitten und/oder damit auf andere Weise verbunden werden, was ermöglicht, dass bestimmt wird, wie ein zugehöriger Parameter die Leistungsfähigkeit des Batteriesystems beeinflussen kann. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Informationen auf Parameter zugeschnitten werden, die den Lebenszyklus einer Batterie beeinflussen können.
  • Das Beschaffen von Informationen zur Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems kann ein umfangreiches empirisches Testen, Überwachen und/oder Modellieren (z. B. ein simuliertes Modellieren) eines Batteriesystems beruhend auf einer Vielfalt von zugehörigen Batteriesystemparametern (z. B. SOCs, Betriebstemperaturen, Auflade/Entlade-Zyklen usw.) umfassen. Zum Beispiel kann die kalendarische und zyklische Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems getestet werden, um eine zugehörige Verschlechterung der Leistungsfähigkeit bei mehreren verschiedenen Betriebstemperaturen des Batteriesystems (z. B. 3–5 Betriebstemperaturen oder dergleichen) zu bestimmen. Das Testen, Überwachen und/oder Modellieren der kalendarischen und zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems bei mehreren Betriebstemperaturen kann relativ kostspielig sein, erhebliche Ressourcen zum Testen und/oder Verarbeiten (z. B. erhöhte Testzeiten und/oder Zyklen) einbeziehen und zur Beendigung relativ große Zeitinvestitionen benötigen. Darüber hinaus kann ein derartiges Verfahren zum Bestimmen der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems in Verbindung mit Verfahren zur Batteriezustandsschätzung in Echtzeit (BSE-Verfahren) zum Schätzen eines SOH eines Batteriesystems bei gegebenen Zeitbeschränkungen und/oder Verarbeitungsressourcen von zugehörigen Systemen zur Batteriesteuerung und/oder Überwachung schwierig zu implementieren sein.
  • In Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen kann das Testen, Überwachen und/oder Modellieren der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems bei einer einzigen Betriebstemperatur des Batteriesystems ausgeführt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems relativ unabhängig von einer Betriebstemperatur des Batteriesystems sein. Das heißt, die zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit kann durch die Betriebstemperatur eines zugehörigen Batteriesystems relativ wenig beeinflusst werden. Im Gegensatz dazu kann die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit durch die Betriebstemperatur eines zugehörigen Batteriesystems beeinflusst werden. Daher kann das Testen, Überwachen und/oder Modellieren der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit bei einer einzigen Betriebstemperatur bestimmte Nutzeffekte bieten (z. B. Kosten-, Verarbeitungs-, und/oder Zeit-Nutzeffekte durch verringertes Testen, Überwachen und/oder Modellieren), während es dennoch wertvolle Informationen zur Verwendung in Verbindung mit dem Bestimmen der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems bereitstellt. Bei einigen Ausführungsformen können derartige Nutzeffekte ermöglichen, dass Ausführungsformen der offenbarten Systeme und Verfahren zum Bestimmen der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems in Verbindung mit Echtzeit-BSE-Verfahren verwendet werden.
  • 1 veranschaulicht ein beispielhaftes System zum Bestimmen der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems 102 in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Batteriesystem 102 in einem Fahrzeug 100 enthalten sein. Das Fahrzeug 100 kann ein Kraftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Flugzeug und/oder eine beliebige andere Art von Fahrzeug sein und es kann einen Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine (ICE-Antriebsstrang), einen Antriebsstrang mit Elektromotoren, einen Antriebsstrang mit einer Hybridkraftmaschine, einen FC-Antriebsstrang und/oder einen beliebigen anderen Antriebsstrang enthalten, der geeignet ist, um die hier offenbarten Systeme und Verfahren einzubauen. Das Fahrzeug 100 kann ein Batteriesystem 102 enthalten, das bei bestimmten Ausführungsformen ein HV-Batteriesystem sein kann. Das HV-Batteriesystem kann verwendet werden, um elektrische Antriebsstrangkomponenten (wie beispielsweise in einem elektrischen, hybriden oder FC-Leistungssystem) mit Leistung zu versorgen. Bei weiteren Ausführungsformen kann das Batteriesystem 102 eine Niederspannungsbatterie sein (z. B. eine Bleisäure-Kraftfahrzeugbatterie mit 12 V) und es kann ausgestaltet sein, um elektrische Energie an eine Vielfalt von Systemen des Fahrzeugs 100 zu liefern, die beispielsweise Fahrzeugstartersysteme (z. B. einen Startermotor), Beleuchtungssysteme, Zündsysteme und/oder dergleichen umfassen.
  • Das Batteriesystem 102 kann ein Batteriesteuerungssystem 104 umfassen. Das Batteriesteuerungssystem 104 kann ausgestaltet sein, um bestimmte Operationen des Batteriesystems 102 zu überwachen und zu steuern. Zum Beispiel kann das Batteriesteuerungssystem 104 ausgestaltet sein, um Auflade- und Entladeoperationen des Batteriesystems 102 zu überwachen und zu steuern. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Batteriesteuerungssystem 104 in Verbindung mit den hier offenbarten Verfahren verwendet werden, um die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems zu testen, zu überwachen und/oder auf andere Weise zu modellieren (z. B. die kalendarische und/oder die zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit). Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Batteriesteuerungssystem 104 mit einem oder mehreren Sensoren 106 (z. B. Spannungssensoren, Stromsensoren und/oder dergleichen usw.) und/oder anderen Systemen (z. B. einem Fahrzeugcomputersystem 108, einem externen Computersystem 110 usw.), die ausgestaltet sind, um zu ermöglichen, dass das Batteriesteuerungssystem 104 Operationen des Batteriesystems 102 überwacht und steuert und/oder bestimmte hier offenbarte Verfahren ausführt, kommunikationstechnisch gekoppelt sein. Beispielsweise können die Sensoren 106 das Batteriesteuerungssystem 104 mit Informationen versorgen, die verwendet werden, um einen SOC und/oder einen SOH zu schätzen, um eine Impedanz zu schätzen, um einen Strom zu messen, um die Spannung eines Batteriestapels 112 und/oder von Batteriezellen 114, aus denen sich dieser zusammensetzt, zu messen, und/oder mit beliebigen anderen Informationen, die in Verbindung mit den offenbarten Ausführungsformen genutzt werden können.
  • Das Batteriesteuerungssystem 104 kann ferner ausgestaltet sein, um Informationen an andere Systeme (z. B. das Fahrzeugcomputersystem 108), die in dem Fahrzeug 100 enthalten sind, zu liefern und/oder um von diesen Informationen zu empfangen. Beispielsweise das Batteriesteuerungssystem 104 mit einem fahrzeuginternen Computersystem 108 und/oder einem externen Computersystem 110 kommunikationstechnisch gekoppelt sein (z. B. über ein drahtgebundenes und/oder drahtloses Telekommunikationssystem oder dergleichen). Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Batteriesteuerungssystem 104 zumindest teilweise ausgestaltet sein, um Informationen im Hinblick auf das Batteriesystem 102 (z. B. Informationen, die von den Sensoren 106 gemessen werden und/oder durch das Steuerungssystem 104 bestimmt werden) an einen Anwender, Testpersonal, Wartungspersonal und/oder dergleichen des Fahrzeugs 100, an das Fahrzeugcomputersystem 108 und/oder das externe Computersystem 110 zu liefern. Derartige Informationen können Einschränkung Informationen zum SOC und/oder SOH der Batterie, Informationen zur Batteriebetriebszeit, Batteriezyklusinformationen, Informationen zur Betriebstemperatur der Batterie, und/oder beliebige andere Informationen im Hinblick auf das Batteriesystem 102, die in Verbindung mit dem Bestimmen der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems 102 verwendet werden können, umfassen.
  • Das Batteriesystem 102 kann einen oder mehrere Batteriestapel 112 umfassen, die geeignet dimensioniert sind, um elektrische Leistung für das Fahrzeug 100 bereitzustellen. Jeder Batteriestapel 112 kann eine oder mehrere Batteriezellen 114 enthalten. Die Batteriezellen 114 können eine beliebige geeignete Batterietechnologie oder eine Kombination daraus benutzen. Geeignete Batterietechnologien können beispielsweise Bleisäure, Nickel-Metallhydrid (NiMH), Lithium-Ionen (Li-Ion), Lithium-Ionen-Polymer, Zink-Luft, Lithium-Luft, Nickel-Cadmium (NiCad), ventilgeregelte Bleisäure (VRLA) mit absorbierendem Glasvlies (AGM), Nickel-Zink (NiZn), Salzschmelze (z. B. eine ZEBRA-Batterie) und/oder andere geeignete Batterietechnologien umfassen. Jede Batteriezelle 114 kann mit Sensoren 106 verbunden sein, die ausgestaltet sind, um einen oder mehrere Parameter (z. B. Spannung, Strom, Temperatur usw.) zu messen, die mit jeder Zelle 114 verbunden sind. Obwohl 1 separate Sensoren 106 veranschaulicht, die jeder Batteriezelle 114 zugeordnet sind, kann bei einigen Ausführungsformen auch ein Sensor benutzt werden, der ausgestaltet ist, um verschiedene elektrische Parameter zu messen, die mehreren Batteriezellen 114 zugeordnet sind.
  • Von den Sensoren 106 gemessene Informationen können an das Batteriesteuerungssystem 104 und/oder ein oder mehrere andere Systeme (z. B. das Fahrzeugcomputersystem 108 und/oder das externe Computersystem 110) geliefert werden. Unter Verwendung der Informationen können das Batteriesteuerungssystem 104 und/oder ein beliebiges anderes geeignetes System den Betrieb des Batteriesystems 102 koordinieren (z. B. Aufladeoperationen, Entladeoperationen, Ausgleichsoperationen usw.). Das Batteriesteuerungssystem 104, das Fahrzeugcomputersystem 108, das externe Computersystem 110 und/oder ein beliebiges weiteres geeignetes System können diese Informationen ferner in Verbindung mit den offenbarten Ausführungsformen verwenden, um die Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit, die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit und/oder die zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems 102 als Teil von Test-, Charakterisierungs-, Überwachungs- und/oder Modellierungsaktivitäten zu bestimmen. 2 veranschaulicht eine graphische Darstellung 200, die eine beispielhafte kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit, eine beispielhafte zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit und eine Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit der Batterie über die Zeit in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen zeigt. Die x-Achse 202 repräsentiert die Zeit und die y-Achse 204 repräsentiert die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems (z. B. die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit, die mit Bezug auf Q(t)/Q0 gemessen wird, wobei Q(t) die Kapazität zum Zeitpunkt t in Einheiten Ahr ist und Q0 die klassifizierte Kapazität der neuen Batterie ist). Wie vorstehend erörtert wurde, kann die Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems, die durch eine Linie 206 angezeigt ist, der Summe aus sowohl kalendarisch als auch zyklisch verursachten Verschlechterungsfaktoren, die jeweils durch Linien 208 und 210 angezeigt sind, zugeordnet sein.
  • Das Bestimmen der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems kann umfassen, dass sowohl die kalendarische als auch die zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Systems unter Verwendung eines empirischen Testens, Überwachens und/oder Modellierens des Systems bestimmt werden. In Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen kann das Testen, Überwachen und/oder Modellieren eines Batteriesystems in Verbindung mit dem Bestimmen der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit bei einer einzigen Betriebstemperatur des Batteriesystems ausgeführt werden. Die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit kann bei mehreren Betriebstemperaturen des Batteriesystems getestet, überwacht und/oder modelliert werden, da die kalendarische Verschlechterung von der Betriebstemperatur stärker abhängen kann. Das Testen, Überwachen und/oder Modellieren der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit bei einer einzigen Betriebstemperatur in Verbindung mit dem Bestimmen der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems kann bestimmte Nutzeffekte bieten. Bei einigen Ausführungsformen können die Nutzeffekte ermöglichen, dass Ausführungsformen der offenbarten Systeme und Verfahren in Verbindung mit Echtzeit-BSE-Verfahren verwendet werden.
  • 3A veranschaulicht eine graphische Darstellung 300, die eine beispielhafte Beziehung zwischen der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit einer Batterie und einer Betriebstemperatur der Batterie in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen zeigt. Die x-Achse 304 repräsentiert die Betriebstemperatur des Batteriesystems und die y-Achse 306 repräsentiert die Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems.
  • Wie veranschaulicht ist, kann die Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems, die durch eine Linie 308 angezeigt ist, von der Betriebstemperatur des Systems abhängen. Wie vorstehend erörtert wurde, kann die Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems mit einer Summe von sowohl kalendarisch als auch zyklisch verursachten Verschlechterungsfaktoren verbunden sein. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Abhängigkeit der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems von der Betriebstemperatur primär auf den kalendarisch verursachten Verschlechterungsfaktoren beruhen, da zyklisch verursachte Faktoren relativ unabhängig von der Betriebstemperatur des Batteriesystems sein können. Folglich können in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen zyklisch verursachte Verschlechterungsfaktoren in Verbindung mit dem Bestimmen der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems bei einer einzigen Betriebstemperatur getestet, überwacht und/oder modelliert werden, und kalendarisch verursachte Verschlechterungsfaktoren können bei mehreren Betriebstemperaturen getestet, überwacht und/oder modelliert werden.
  • 3B veranschaulicht eine graphische Darstellung 302, die eine beispielhafte Beziehung zwischen der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit einer Batterie und einer Betriebstemperatur der Batterie in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen zeigt. Die x-Achse 304 repräsentiert die Betriebstemperatur des Batteriesystems und die y-Achse 310 repräsentiert die zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems. Wie veranschaulicht ist, kann die zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems, die durch eine Linie 312 angezeigt ist, relativ unabhängig von einer Betriebstemperatur des Systems sein. Aufgrund ihrer relativen Unabhängigkeit kann die zyklische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems mit vernünftiger Genauigkeit bei einer einzigen Betriebstemperatur getestet, überwacht und/oder modelliert werden. Das Testen, Überwachen und/oder Modellieren der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit bei einer einzigen Betriebstemperatur in Verbindung mit dem Bestimmen der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems kann bestimmte Nutzeffekte im Hinblick auf Kosten, Verarbeitung und/oder Zeit bieten, was ermöglicht, dass einige Ausführungsformen der offenbarten Systeme und Verfahren in Verbindung mit Echtzeit-BSE-Verfahren verwendet werden können.
  • 4 veranschaulicht ein Konzeptblockdiagramm eines Verfahrens 400 zum Bestimmen der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen. Bei bestimmten Ausführungsformen kann ein oder können mehrere der veranschaulichten Elemente des Verfahrens 400 von einem Batteriesteuerungssystem, einem Fahrzeugcomputersystem, einem externen Computersystem und/oder einem beliebigen anderen System oder einer Kombination aus Systemen, die ausgestattet sind, um die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems zu testen, zu überwachen, zu modellieren und/oder auf andere Weise zu charakterisieren, ausgeführt und/oder durch diese implementiert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das veranschaulichte Verfahren 400 in Verbindung mit dem Bestimmen der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems unter Ausschluss der kalendarischen Verschlechterung beim zyklischen Fahren verwendet werden (z. B. eine normierte zyklische Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit, die den kalendarischen Effekt ausschließt). Das veranschaulichte Verfahren 400 kann beispielsweise in Verbindung mit dem Bestimmen einer zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems auf der Grundlage von Informationen verwendet werden, welche die Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit und die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit betreffen.
  • Eine Vielfalt von Daten 408 kann in Verbindung mit dem Bestimmen der zyklischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit verwendet werden. Die Daten 408 können Zeitdaten, Daten bezüglich einer geschätzten Kerntemperatur, geschätzte SOC-Daten, Temperaturdaten, Stromdaten, Spannungsdaten, Daten die mit diesen verbunden sind und/oder beliebige andere relevante Daten umfassen. Bei einigen Ausführungsformen können die Daten 408 Kennliniendaten 402 umfassen. Die Kennliniendaten 402 können Zeitdaten, Temperaturdaten, Stromdaten, Spannungsdaten, SOC-Daten, Daten, die mit diesen in Verbindung stehen und/oder andere Daten umfassen, die bei einigen Ausführungsformen unabhängig von einem speziellen Batteriesystem sein können, das unter Verwendung der Systeme und Verfahren, die hier offenbart sind, gerade getestet, überwacht, modelliert und/oder anderweitig charakterisiert wird.
  • Die Daten 408 können ferner Zellenkerntemperaturdaten 404 und SOC-Daten 406 umfassen. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Temperaturdaten 404 von einem Temperaturschätzmodul bereitgestellt werden, das Batteriesystemtemperaturdaten 404 auf der Grundlage eines tatsächlich gemessenen und/oder eines modellierten Batteriesystems erzeugt. Analog können die SOC-Daten 406 von einem Batteriezustandsschätzmodul bereitgestellt werden, das die SOC-Daten 406 auf der Grundlage eines geschätzten Batteriesystemzustands erzeugt, der aus tatsächlichen Batteriesystemmessungen und/oder einem modellierten Batteriesystem erzeugt wird.
  • Die Daten 408 können an ein Modusseparationsmodul 410 geliefert werden. Auf der Grundlage eines Typs der Batteriesystemanwendung (z. B. Anwendungen in reinen Hybridfahrzeugen, in reinen Elektrofahrzeugen, in Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeugen, in Elektrofahrzeug mit vergrößerter Reichweite (EREV) usw.), eines geschätzten SOC und/oder beobachteter Stromdaten von dem Batteriesystem kann das Modusseparationsmodul 410 Ladungsentleerungsdaten (CD-Daten) 412, Ladungserhaltungsdaten (CS-Daten) 414, Ruhedaten 416 und/oder Wiederaufladungsdaten 418 für das Batteriesystem erzeugen. Beruhend auf den Daten 408 und den Daten 412–418 können CD-Zeit über Temperatur und/oder SOC-Daten 420, CS-Zeit über Temperatur und/oder SOC-Daten 422, Ruhezeit über Temperatur und/oder SOC-Daten 424 und/oder Wiederaufladezeit über Temperatur und/oder SOC-Daten 426 erzeugt werden.
  • Rohe Daten 436 zur Verschlechterung der Leistungsfähigkeit (z. B. Daten, die durch Testen, Überwachen, Modellieren und/oder anderweitiges Charakterisieren der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems erhalten wurden) können verwendet werden, um einen Verschlechterungszustand 438 am Beginn einer speziellen Zeitspanne (z. B. eines speziellen Tags) zu bestimmen. Der Verschlechterungszustand 438, die CD-Zeit über Temperatur und/oder SOC-Daten 420, die CS-Zeit über Temperatur und/oder SOC-Daten 422, die Ruhezeit über Temperatur und/oder SOC-Daten 424 und/oder die Wiederaufladezeit über Temperatur und/oder SOC-Daten 426 können eine Reihe von Modulen 428–434 geliefert werden, die ausgestaltet sind, um bestimmte kalendarische Verschlechterungsfaktoren aus dem Verschlechterungszustand 438 zu entfernen. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Module 428–434 ferner Informationen von einem Verschlechterungsmodell 442 empfangen. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Verschlechterungsmodell 442 von einem anfänglichen Verschlechterungszustand und einer inkrementellen Zeit abhängen und es kann gemäß dem folgenden ausgedrückt werden:
    Figure DE102015103552A1_0002
    wobei
    Dj ein aktueller oder augenblicklicher Kapazitätszustand ist,
    a der zeitabhängige Exponent einer augenblicklichen Bedingung j ist,
    Lj das Lebensdauerende in Jahren für eine X%-Verschlechterung für die Bedingung j ist,
    Δt ein kleines Zeitinkrement (in der Größenordnung 1 Sekunde) in der Einheit von Jahren ist.
  • Es ist festzustellen, dass das Verschlechterungsmodul 442 in einer Vielzahl anderer Weisen in Verbindung mit den offenbarten Ausführungsformen ausgedrückt werden kann. Bei weiteren Ausführungsformen können Testdaten zur kalendarischen Lebensdauer und/oder Daten, welche die Temperatur über den SOC eines getesteten, überwachten und/oder modellierten Batteriesystems 440 abbilden, an die Module 428–434 zur Verwendung in Verbindung mit den offenbarten Ausführungsformen geliefert werden.
  • Das Modul 428 kann eine kalendarische CD-Verschlechterung aus dem Verschlechterungszustand 238 entfernen, das Modul 430 kann eine kalendarische CS-Verschlechterung aus dem Verschlechterungszustand 238 entfernen, das Modul 432 kann eine kalendarische Ruheverschlechterung aus dem Verschlechterungszustand 238 entfernen und das Modul 434 kann eine kalendarische Wiederaufladeverschlechterung aus dem Verschlechterungszustand 238 entfernen. Die Ausgabe 444 der Module 428–434 kann eine Anzeige der zyklischen Verschlechterung am Ende der Zeitspanne (z. B. ein Tag) umfassen (z. B. eine periodische Verschlechterungsrate), die mit dem Verschlechterungszustand 438 verbunden ist. Die zyklische Verschlechterung 444 am Ende der Zeitspanne kann verwendet werden, um eine normierte Rate der zyklischen Verschlechterung 446 für das Batteriesystem zu bestimmen (z. B. d(Verschlechterung)/dt). Bei bestimmten Ausführungsformen kann die normierte Verschlechterungsrate 446 ausgedrückt werden, gemäß:
    Figure DE102015103552A1_0003
    wobei dDeg / dt die normierte Verschlechterungsrate ist, DT die Gesamtverschlechterung ist, DCD die kalendarische CD-Verschlechterung ist, DCS die kalendarische CS-Verschlechterung ist, DR die kalendarische Ruheverschlechterung ist, DRC die kalendarische Wideraufladeverschlechterung ist und Arbeitszyklus der Arbeitszyklus ist, der der Zeitspanne zugeordnet ist, die dem Verschlechterungszustand 238 zugeordnet ist.
  • Es ist festzustellen, dass eine Anzahl von Veränderungen an der Architektur und Beziehungen der Elemente, die in Verbindung mit 4 präsentiert sind, innerhalb des Umfangs der erfinderischen Arbeit durchgeführt werden kann. Es ist folglich festzustellen, dass die Architektur und die Beziehungen der Elemente, die in 4 veranschaulicht sind, zur Veranschaulichung und Erläuterung, nicht aber zur Einschränkung bereitgestellt sind.
  • 5 veranschaulicht ein beispielhaftes System 500 zum Implementieren bestimmter Ausführungsformen der hier offenbarten Systeme und Verfahren. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Computersystem 500 ein Personalcomputersystem, ein Server-Computersystem, ein fahrzeugeigener Fahrzeugcomputer, ein Batteriesteuerungssystem, ein externes Computersystem und/oder eine beliebige andere Art von System sein, das zum Implementieren der offenbarten Systeme und Verfahren geeignet ist. Bei weiteren Ausführungsformen kann das Computersystem 500 ein beliebiges tragbares elektronisches Computersystem oder eine elektronische Vorrichtung sein, die beispielsweise einen Notebookcomputer, ein Smartphone und/oder einen Tablet-Computer umfasst.
  • Wie dargestellt, kann das Computersystem 500 unter anderem einen oder mehrere Prozessoren 502, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 504, eine Kommunikationsschnittstelle 506, eine Anwenderschnittstelle 508 und ein nicht vorübergehendes computerlesbares Massenspeichermedium 510 umfassen. Der Prozessor 502, das RAM 504, die Kommunikationsschnittstelle 506, die Anwenderschnittstelle 808 und das computerlesbare Massenspeichermedium 510 können miteinander kommunikationstechnisch über einen gemeinsamen Datenbus 512 gekoppelt sein. Bei einigen Ausführungsformen können die verschiedenen Komponenten des Computersystems 500 unter Verwendung von Hardware, Software, Firmware und/oder einer beliebigen Kombination daraus implementiert sein.
  • Die Anwenderschnittstelle 508 kann eine beliebige Anzahl von Vorrichtungen umfassen, die ermöglichen, dass ein Anwender mit dem Computersystem 500 interagiert. Beispielsweise kann die Anwenderschnittstelle 508 verwendet werden, um eine interaktive Schnittstelle für einen Anwender anzuzeigen. Die Anwenderschnittstelle 508 kann ein separates Schnittstellensystem sein, das mit dem Computersystem 500 kommunikationstechnisch gekoppelt ist, oder sie kann alternativ ein integriertes System sein, wie etwa eine Anzeigeschnittstelle für einen Laptop oder eine andere ähnliche Vorrichtung. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Anwenderschnittstelle 508 auf der Anzeige eines berührungsempfindlichen Bildschirms erzeugt werden. Die Anwenderschnittstelle 508 kann außerdem eine beliebige Anzahl anderer Eingabevorrichtungen umfassen, die beispielsweise Tastatur-, Trackball- und/oder Zeigervorrichtungen umfassen.
  • Die Kommunikationsschnittstelle 506 kann eine beliebige Schnittstelle sein, die in der Lage ist, mit anderen Computersystemen, peripheren Vorrichtungen und/oder anderen Geräten zu kommunizieren, die mit dem Computersystem 500 kommunikationstechnisch gekoppelt sind. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 506 ermöglichen, dass das Computersystem 500 mit anderen Computersystemen kommuniziert (z. B. Computersystemen, die mit externen Datenbanken und/oder dem Internet verbunden sind), wodurch die Übertragung sowie der Empfang von Daten von diesen Systemen ermöglicht wird. Die Kommunikationsschnittstelle 506 kann unter anderem ein Modem, ein Satellitendaten-Übertragungssystem, eine Ethernet-Karte und/oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung umfassen, die ermöglicht, dass das Computersystem 500 sich mit Datenbanken und Netzwerken wie etwa LANs, MANs. WANs und dem Internet verbindet.
  • Der Prozessor 502 kann einen oder mehrere Universalprozessoren, anwendungsspezifische Prozessoren, programmierbare Mikroprozessoren, Mikrocontroller, digitale Signalprozessoren, FPGAs, andere kundenspezifische oder programmierbare Verarbeitungsvorrichtungen und/oder beliebige andere Vorrichtungen oder Anordnungen von Vorrichtungen umfassen, die in der Lage sind, die hier offenbarten Systeme und Verfahren zu implementieren.
  • Der Prozessor 502 kann ausgestaltet sein, um computerlesbare Anweisungen auszuführen, die in dem nicht vorübergehenden computerlesbaren Massenspeichermedium 510 gespeichert sind. Das computerlesbare Massenspeichermedium 510 kann nach Wunsch andere Daten oder Informationen speichern. Bei einigen Ausführungsformen können die computerlesbaren Anweisungen von einem Computer ausführbare Funktionsmodule 514 umfassen. Beispielsweise können die computerlesbaren Anweisungen ein oder mehrere Funktionsmodule umfassen, die ausgestaltet sind, um die gesamte oder einen Teil der Funktionalität der vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren zu implementieren. Spezielle Funktionsmodelle, die in den computerlesbaren Massenspeichermedium 510 gespeichert sein können, können Module zum Testen, zum Überwachen und/oder zum Modellieren der Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems, der kalendarischen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems, und/oder der zyklischen Verschlechterung eines Batteriesystems und/oder ein oder mehrere beliebige andere Module umfassen, die ausgestaltet sind, um die hier offenbarten Systeme und Verfahren zu implementieren.
  • Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können unabhängig von der Programmiersprache implementiert sein, die verwendet wird, um die computerlesbaren Anweisungen zu erzeugen und/oder unabhängig von einem beliebigen Betriebssystem, das auf dem Computersystem 500 arbeitet. Beispielsweise können die computerlesbaren Anweisungen in einer beliebigen geeigneten Programmiersprache geschrieben sein, wobei Beispiele dafür umfassen, aber nicht beschränkt sind auf C, C++, Visual C++ und/oder Visual Basic, Java, Perl oder eine beliebige andere geeignete Programmiersprache. Ferner können die computerlesbaren Anweisungen und/oder Funktionsmodule in der Form einer Sammlung separater Programme oder Module und/oder eines Programmmoduls innerhalb eines größeren Programms oder eines Abschnitts eines Programmmoduls vorliegen. Das Verarbeiten von Daten durch das Computersystem 500 kann in Ansprechen auf Anwenderbefehle, auf Ergebnisse einer vorherigen Verarbeitung oder auf eine Anforderung erfolgen, die von einer anderen Verarbeitungsmaschine gestellt wird. Es ist festzustellen, dass das Computersystem 500 ein beliebiges geeignetes Betriebssystem verwenden kann, einschließlich von beispielsweise Unix, DOS, Android, Symbian, Windows, iOS, OSX, Linux und/oder dergleichen.
  • Obwohl das Vorstehende in einigem Detail zum Zweck der Klarheit beschrieben wurde, ist festzustellen, dass bestimmte Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne die Prinzipien desselben zu verlassen. Es wird angemerkt, dass es viele alternative Weisen zum Implementieren sowohl der Prozesse als auch der Systeme gibt, die hier beschrieben sind. Folglich sollen die vorliegenden Ausführungsformen als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung betrachtet werden, und die Erfindung soll nicht auf die hier gegebenen Details begrenzt sein, sondern sie kann im Umfang und in den Äquivalenten der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.
  • Die vorstehende Beschreibung wurde mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Der Fachmann auf dem Gebiet wird jedoch feststellen, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Beispielsweise können verschiedene Verarbeitungsschritte sowie Komponenten zum Ausführen von Verarbeitungsschritten auf alternative Weisen in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung oder bei Berücksichtigung einer beliebigen Anzahl von Kostenfunktionen, die mit dem Betrieb des Systems verbunden sind, implementiert werden. Folglich kann ein oder können mehrere beliebige der Schritte gelöscht, modifiziert oder mit anderen Schritten kombiniert werden. Ferner soll diese Offenbarung als Veranschaulichung statt als Einschränkung aufgefasst werden und alle derartigen Modifikationen sollen im Umfang derselben enthalten sein. Analog wurden Nutzen, andere Vorteile und Lösungen für Probleme vorstehend im Hinblick auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Jedoch dürfen Nutzen, Vorteile, Lösungen für Probleme und beliebige Elemente, die bewirken können, dass ein beliebiger Nutzen, ein beliebiger Vorteil, oder eine Lösung auftritt oder deutlicher hervorgehoben wird, nicht als kritische, notwendige oder essentielle Merkmale oder Elemente aufgefasst werden.
  • Die Begriffe ”umfasst” und ”enthält” und beliebige andere Variationen derselben sollen, so wie sie hier verwendet werden, eine nicht exklusive Inklusion abdecken, so dass ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel oder eine Vorrichtung, der/die/das eine Liste von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente umfasst, sondern andere Elemente umfassen kann, die nicht explizit aufgelistet sind oder für einen derartigen Prozess, ein derartiges Verfahren, ein derartiges System, einen derartigen Artikel oder eine derartige Vorrichtung naturgegeben sind. Außerdem sollen die Begriffe ”gekoppelt”, ”koppeln” und beliebige andere Variationen derselben, so wie sie hier verwendet werden, eine physikalische Verbindung, eine elektrische Verbindung, eine magnetische Verbindung eine optische Verbindung, eine Kommunikationsverbindung, eine Funktionsverbindung und/oder eine beliebige andere Verbindung abdecken.
  • Der Fachmann auf dem Gebiet wird feststellen, dass viele Veränderungen an den Details der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne von den zugrundeliegenden Prinzipien der Erfindung abzuweichen. Daher soll der Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt sein.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Bestimmen einer zyklischen Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems, wobei das Verfahren umfasst, dass: Informationen empfangen werden, die eine Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems über eine spezielle Zeitspanne anzeigen; Informationen empfangen werden, die eine kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems bei mehreren Betriebstemperaturen anzeigen; eine zyklische Verschlechterung des Batteriesystems über die spezielle Zeitspanne auf der Grundlage der Informationen, welche die Gesamtverschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems anzeigen, und der Informationen, welche die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems anzeigen, bestimmt wird; eine zyklische Verschlechterungsrate auf der Grundlage der zyklischen Verschlechterung des Batteriesystems über die spezielle Zeitspanne bestimmt wird; und ein Zustand des Batteriesystems auf der Grundlage der zyklischen Verschlechterungsrate geschätzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zustand des Batteriesystems einen Funktionszustand des Batteriesystems umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zustand des Batteriesystems einen Ladezustand des Batteriesystems umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Informationen, welche die kalendarische Verschlechterung der Leistungsfähigkeit anzeigen, kalendarische Ladungsentleerungs-Verschlechterungsdaten, kalendarische Ladungserhaltungs-Verschlechterungsdaten, kalendarische Ruhebedingungs-Verschlechterungsdaten des Batteriesystems und kalendarische Wiederauflade-Verschlechterungsdaten des Batteriesystems umfassen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der zyklischen Verschlechterung des Batteriesystems über die spezielle Zeitspanne ferner auf einem Modell der Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems beruht.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner umfasst, dass auf der Grundlage der bestimmten zyklischen Verschlechterungsrate mindestens eine Batteriesystem-Steuerungsmaßnahme implementiert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Steuerungsmaßnahme eine Maßnahme umfasst, die mit Aufladeoperationen des Batteriesystems verbunden ist.
  8. Verfahren zum Bestimmen einer Gesamtverschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine kalendarische Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems bei mehreren Betriebstemperaturen bestimmt wird; eine zyklische Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit eines Batteriesystems bei einer einzigen Betriebstemperatur bestimmt wird; eine Gesamtverschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit des Batteriesystems auf der Grundlage der kalendarischen Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit und der zyklischen Verschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit bestimmt wird; und ein Zustand des Batteriesystems auf der Grundlage der Gesamtverschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit geschätzt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Zustand des Batteriesystems einen Funktionszustand des Batteriesystems und/oder einen Ladezustand des Batteriesystems umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren ferner umfasst, dass beruhend auf der bestimmten Gesamtverschlechterungsrate der Leistungsfähigkeit mindestens eine Batteriesystem-Steuerungsmaßnahme implementiert wird.
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