DE102016000986A1 - Verfahren und Vorrichtung für Alterungstest an parallel verschalteten Batteriezellen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung für Alterungstest an parallel verschalteten Batteriezellen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Alterungszustands einer logischen Batteriezelle, die dadurch definiert ist, dass sie wenigstens n parallel verschaltete, wiederaufladbare Batteriezellen aufweist, wobei n gleich oder größer 2 ist, umfassend die Schritte: a) Durchführen einer Bestimmung des Innenwiderstands der logischen Batteriezelle mittels einer Pulsmessung, wobei der elektrische Strom im Vergleich zu einer einzelnen Batteriezelle um den Faktor n vergrößert wird, und/oder Durchführen einer Bestimmung der Kapazität, wobei die aufgeladene logische Batteriezelle bis zu einer vorgebbaren Entladeschlussspannung entladen wird (S1), b) Vergleichen des ermittelten Innenwiderstands und/oder der ermittelten Kapazität mit dem Innenwiderstand und/oder der Kapazität einer logischen Batteriezelle vom gleichen Typ oder der logischen Batteriezelle im Neuzustand oder in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen (S2), und d) Feststellen eines Alterungszustands der logischen Batteriezelle aufgrund eines erhöhten Innenwiderstands oder einer verringerten Kapazität bei der logischen Batteriezelle im Vergleich zu der logischen Batteriezelle vom gleichen Typ oder der logischen Batteriezelle im Neuzustand oder in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen (S3).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für Alterungstest an parallel verschalteten Batteriezellen einer logischen Batteriezelle, wobei eine logische Batteriezelle dadurch definiert ist, dass sie n parallel verschaltete, wiederaufladbare Batteriezellen aufweist, wobei n gleich oder größer 2 ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung.
  • Bei Kraftfahrzeugen mit einem (teil-)elektrischen Antriebsstrang werden derzeit fast ausschließlich Lithium-Ionen-Zellen für die Batteriepacks (d. h. wiederaufladbare Akkumulatoren, Batterien) verwendet, die u. a. als elektrische Energiespeicher für den Antriebsstrang dienen. Derartige wiederaufladbare Batteriezellen enthalten bekanntermaßen wenigstens zwei Elektroden, eine Anode und eine Kathode, die durch einen elektrolytgetränkten Separator elektrisch gegeneinander isoliert sind. Mehrere Lagen aus Anode, Separator und Kathode werden innerhalb einer Batteriezelle parallel verschaltet.
  • Üblicherweise werden mehrere Batteriezellen zu einem Batteriemodul zusammengefasst, wobei die Batteriezellen in einem Batteriemodul auf unterschiedliche Weise intern verschaltet sein können (seriell und/oder parallel). Mehrere der Batteriemodule werden dann regelmäßig zusammen mit weiteren elektrischen Komponenten zu einem Batteriepack zusammengefasst, wobei auch die Batteriemodule auf unterschiedliche Weise miteinander verschaltet sein können (seriell und/oder parallel).
  • Sowohl am Ende der Produktionslinie (End-of-Line/EOL) als auch im Betrieb im Feld muss erkannt werden, ob sich in den verbauten Batteriemodulen eine (oder mehrere) schlechte Batteriezellen befinden, die die Qualität des Batteriemoduls und damit auch des Batteriepacks herabsetzen. Dabei ist es hilfreich zu erkennen, in welchem Batteriemodul sich eine solche Batteriezelle befindet, um dieses beispielsweise gezielt austauschen zu können.
  • Aktuell wird dies in einem EOL-Test bzw. während der Diagnose anhand von Kapazitäts- und Innenwiderstands-Messungen durchgeführt, wobei Strom- und Spannungsverlauf für jede Batteriezelle vorhanden sein muss. Bei einer Parallelverschaltung von Batteriezellen als eine logische Batteriezelle soll der Einzel-Batteriezellstrom aber nicht mehr getrennt vermessen, sondern nur noch der Strom der logischen Batteriezelle ermittelt werden. Da der Stromteiler zwischen den parallel geschalteten Batteriezellen üblicherweise ebenfalls unbekannt ist, stellt die Bestimmung des Alterungszustands einer einzelnen Batteriezelle, bzw. des Zustands einer Batteriezelle an sich, eine schwierige Aufgabe dar: Weder kann die Kapazität der einzelnen Batteriezelle via Stromintegral ermittelt werden (weil der Strom unbekannt ist), noch kann der Innenwiderstand der Batteriezelle durch den Ansatz ΔV/ΔI ermittelt werden (weil ΔI unbekannt ist).
  • Die US 2009/0243548 A1 beschreibt ein System zum Laden einer Batterie umfassend: ein Batteriemodul mit wenigstens zwei seriell verschalteten Lithium-Ionen-Zellen; eine Steuereinrichtung, die die Änderungsrate der elektrischen Spannung in Bezug auf einen Ladungszustand (dV/dSOC) des Batteriemoduls auf Grundlage eines berechneten dV/dSOC ermittelt, der das gesamte Batteriemodul repräsentiert, ohne individuelle Berechnung des dV/dSOC auf Basis der einzelnen Zellen und wobei das Laden beendet wird, wenn der dV/dSOC einen vorbestimmten Wert erreicht. Diese Offenlegungsschrift beschreibt auch eine entsprechende Batterieladeeinrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum Laden eines Batteriemoduls.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Nachteile des Stands zumindest teilweise zu überwinden. Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1, die Vorrichtung gemäß Anspruch 4 und die Verwendung nach Anspruch 5. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und der Verwendung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Bestimmung des Alterungszustands einer logischen Batteriezelle vorgeschlagen, wobei die logische Batteriezelle dadurch definiert ist, dass sie wenigstens n parallel verschaltete, wiederaufladbare Batteriezellen aufweist, wobei n gleich oder größer 2 ist, umfassend die Schritte:
    • a) Durchführen einer Bestimmung des Innenwiderstands der logischen Batteriezelle mittels einer Pulsmessung, wobei der elektrische Strom im Vergleich zu einer einzelnen Batteriezelle um den Faktor n vergrößert wird, und/oder Durchführen einer Bestimmung der Kapazität der logischen Batteriezelle, wobei die aufgeladene logische Batteriezelle bis zu einer vorgebbaren Entladeschlussspannung entladen wird,
    • b) Vergleichen des ermittelten Innenwiderstands und/oder der ermittelten Kapazität mit dem Innenwiderstand und/oder der Kapazität einer logischen Batteriezelle vom gleichen Typ oder der logischen Batteriezelle im Neuzustand oder in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen, und
    • d) Feststellen eines Alterungszustands der logischen Batteriezelle aufgrund eines erhöhten Innenwiderstands oder einer verringerten Kapazität bei der logischen Batteriezelle im Vergleich zu der logischen Batteriezelle vom gleichen Typ oder der logischen Batteriezelle im Neuzustand oder in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen.
  • Eine Alterung der logischen Batteriezelle wird erfindungsgemäß in Bezug auf die gesamte logische Batteriezelle definiert. Wie sich die Alterung auf die n vorhandenen Batteriezellen verteilt, spielt erfindungsgemäß keine Rolle. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass keine Einzelspannungen mehr gemessen werden müssen und auch der elektrische Strom einer einzelnen Batteriezelle nicht bestimmt werden muss.
  • Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird/werden in einem Vorverfahren bei einer logischen Batteriezelle vom selben Typ oder der logischen Batteriezelle mit n parallel verschalteten Batteriezellen im Neuzustand der Innenwiderstand mittels einer Pulsmessung, wobei der elektrische Strom im Vergleich zu einer einzelnen Batteriezelle um den Faktor n vergrößert wird, und/oder die Kapazität mittels einer Entladung bis zu einer vorgebbaren Entladeschlussspannung ermittelt und der ermittelte Innenwiderstand als Norm-Innenwiderstand und/oder die ermittelte Kapazität als Norm-Kapazität der logischen Batteriezelle festgelegt.
  • Ebenso ist es von Vorteil, wenn bei dem Verfahren für die logische Batteriezelle als wiederaufladbare Batteriezellen n Lithium-Ionen-Batteriezellen (bspw. Lithium-Ionen-Batteriezellen mit Graphitanode) verwendet werden, wobei n gleich oder größer 2 ist.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer seiner vorteilhaften Weiterbildungen bei einer logischen Batteriezelle mit n parallel verschalteten Batteriezellen, wobei n gleich oder größer 2 ist.
  • Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:
    • a) eine Einrichtung zur Bestimmung des Innenwiderstands der logischen Batteriezelle mittels einer Pulsmessung, wobei der elektrische Strom im Vergleich zu einer einzelnen Batteriezelle um den Faktor n vergrößert wird, und/oder eine Einrichtung zur Bestimmung der Kapazität der logischen Batteriezelle mittels eines Entladevorgangs, bei der die logische Batteriezelle bis zu einer vorgebbaren Entladeschlussspannung entladen wird,
    • b) eine Speichereinrichtung, in der b1) für eine logische Batteriezelle vom gleichen Typ oder von der logischen Batteriezelle ein Norm-Innenwiderstand und/oder eine Norm-Kapazität gespeichert ist, und/oder b2) für eine logische Batteriezelle vom gleichen Typ oder von der logischen Batteriezelle ein Innenwiderstand und/oder eine Kapazität in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen gespeichert ist, und
    • c) eine Recheneinrichtung, mit der ein Alterungszustand aufgrund c1) eines größeren Innenwiderstands und/oder einer geringeren Kapazität der logischen Batteriezelle im Vergleich zum Norm-Innenwiderstand und/oder zur Norm-Kapazität und/oder c2) eines größeren Innenwiderstands und/oder einer geringeren Kapazität der logischen Batteriezelle im Vergleich zu dem Innenwiderstand und/oder der Kapazität in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen festgestellt werden kann.
  • 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.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines seiner vorteilhaften Weiterbildungen und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder eine ihrer vorteilhaften Weiterbildungen bei einer Einrichtung, die wenigstens eine logische Batteriezelle mit n parallel verschalteten Batteriezellen aufweist, wobei n gleich oder größer 2 ist, insbesondere im Bereich von Kraftfahrzeugen, stationären Speichereinrichtungen für elektrische Energie, Einrichtungen der Unterhaltungselektronik, mobilen elektronischen Einrichtungen oder des Modellbaus.
  • 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 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.
  • Dabei zeigt die einzige Fig. einen beispielhaften Ablauf des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in der Fig. gezeigt ist, wird bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung in einem ersten Verfahrensschritt S1 eine Bestimmung des Innenwiderstands einer logischen Batteriezelle mit n parallel verschalteten Batteriezellen mittels einer Pulsmessung durchgeführt, wobei n gleich oder größer 2 ist und wobei der elektrische Strom im Vergleich zu einer einzelnen Batteriezelle um den Faktor n vergrößert wird. Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch eine Bestimmung der Kapazität der logischen Batteriezelle durchgeführt werden, wobei die aufgeladene logische Batteriezelle bis zu einer vorgebbaren Entladeschlussspannung entladen wird.
  • Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung des Innenwiderstands sowie der Kapazität von einzelnen, wiederaufladbaren Batteriezellen sind Fachleuten allgemein bekannt, so dass in der vorliegenden Anmeldung hierauf nicht näher eingegangen zu werden braucht. Auf diese Verfahren und Vorrichtungen kann für die vorliegende Erfindung zurückgegriffen werden.
  • Wie oben bereits erwähnt, ist im Vergleich zur Bestimmung des Innenwiderstands einer einzelnen Batteriezelle gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich der elektrische Strom zu ver-n-fachen, d. h. bei einer logischen Batteriezelle mit 2 parallel verschalteten Batteriezellen ist der elektrische Strom zu verdoppeln, bei einer logischen Batteriezelle mit 3 parallel verschalteten Batteriezellen ist der elektrische Strom zu verdreifachen, etc.
  • Der Platzhalter „n” steht für wenigstens 2 Batteriezellen. Eine Obergrenze für „n” kann nicht zahlenmäßig festgelegt werden, da die Anzahl an parallel verschalteten Batteriezellen in einer logischen Batteriezelle je nach Art der Batterie, für die die logische Batteriezelle verwendet werden soll, ganz unterschiedlich sein kann.
  • Eine logische Batteriezelle kann Bestandteil eines Batteriemoduls sein oder ein Batteriemodul ausbilden.
  • Wird alternativ oder ergänzend zu einer Bestimmung des Innenwiderstands auch eine Kapazitätsbestimmung durchgeführt, kann die (Entlade)Kapazität mittels x·C-Entladung mit der Norm-Kapazität C der logischen Batteriezelle ermittelt werden. Üblicherweise wird für einen Kapazitätstest x = 1 verwendet. Es wird somit bei einer Kapazitätsbestimmung die C-Rate auf die Kapazität der logischen Batteriezelle angepasst.
  • Der Gesamtwiderstand der logischen Batteriezelle wird durch den Ansatz ΔV/ΔI ermittelt. Die Gesamtkapazität der logischen Batteriezelle über das Stromintegral.
  • Wurde im Schritt S1 der Innenwiderstand der logischen Batteriezelle und/oder die Kapazität der logischen Batteriezelle ermittelt, so erfolgt in einem zweiten Schritt S2 ein Vergleichen des ermittelten Innenwiderstands und/oder der ermittelten Kapazität mit dem Innenwiderstand und/oder der Kapazität einer logischen Batteriezelle vom gleichen Typ oder der logischen Batteriezelle im Neuzustand oder in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen.
  • Der Innenwiderstand und/oder die Kapazität einer logischen Batteriezelle im Neuzustand kann beispielsweise von dem Hersteller der logischen Batteriezelle, des Batteriemoduls mit der logischen Batteriezelle oder der Batterie mit dem Batteriemodul etwa in einem Vorverfahren bei einer logischen Batteriezelle vom selben Typ oder der logischen Batteriezelle mit n parallel verschalteten Batteriezellen bestimmt werden, wobei der Innenwiderstand mittels einer Pulsmessung (bei der der elektrische Strom im Vergleich zu einer einzelnen Batteriezelle um den Faktor n vergrößert wird), und/oder die Kapazität mittels einer Entladung bis zu einer vorgebbaren Entladeschlussspannung ermittelt wird, und der/die ermittelten Wert(e) kann/können dann als Norm-Innenwiderstand und/oder als Norm-Kapazität der logischen Batteriezelle dem weiteren Verfahren zugrunde gelegt werden.
  • Der Begriff „Neuzustand” ist vorliegend so zu verstehen, dass er die logische Batteriezelle beschreibt, bei deren Einzelzellen noch kein Lade- und/oder Entladevorgang vorgenommen wurde, oder lediglich eine ganz kleine Anzahl an Lade- und/oder Entladevorgängen (beispielsweise 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10) durchgeführt wurde.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht zwingend erforderlich, dass der Innenwiderstand und/oder die Kapazität bei einer logischen Batteriezelle im Neuzustand erfasst wird/werden. Prinzipiell können das Verfahren und die Vorrichtung auch bei logischen Batteriezellen zum Einsatz kommen, bei denen bereits eine Anzahl an Lade- bzw. Entladevorgänge durchgeführt wurde. In einem solchen Fall kann dann in der Folge jedoch nur ein Alterungszustand der logischen Batteriezelle bezogen auf diesen bereits „gealterten Zustand” festgestellt (abgeschätzt oder berechnet) werden.
  • Ergibt der Vergleich des aktuell ermittelten Innenwiderstands und/oder der aktuell ermittelten Kapazität mit dem/den zu einem jüngeren Zustand (beispielsweise im Neuzustand) der logischen Batteriezelle oder einer logischen Batteriezelle vom gleichen Typ ermittelten Wert(en), dass der aktuelle Innenwiderstand höher ist als der frühere Innenwiderstand und/oder dass die aktuelle Kapazität kleiner ist als die frühere Kapazität, so wird in einem dritten Verfahrensschritt S3 festgestellt, dass die logische Batteriezelle einen Alterungszustand aufweist.
  • Je nach dem Grad der festgestellten Alterung können dann geeignete Maßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise kann die betroffene logische Batteriezelle in dem Batterie-Modul ausgetauscht werden, es kann das betroffene Batterie-Modul ausgetauscht werden, es kann das Batterie-Modul oder die Batterie einer Klasse einer vorgegebenen Klassifikation zugeordnet werden (wodurch das Batterie-Modul oder die Batterie beispielsweise nur noch für bestimmte Anwendungen verwendet werden darf), etc.
  • Auch kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Überprüfung dahin dienen, ob eine aktive Kühleinrichtung die parallelverschalteten Zellen der logischen Batteriezelle, dem Batteriemodul oder dem Batteriepack gleichmäßig und homogen kühlt.
  • Durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann – wie für einen Fachmann offensichtlich ist – nicht nur ein Alterungszustand einer logischen Batteriezelle ermittelt werden, sondern auch die Kapazität und der Innenwiderstand der logischen Batteriezelle durch Messung des elektrischen Stroms und der elektrischen Spannung der logischen Batteriezelle.
  • 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 logische Batteriezelle mit wenigstens zwei parallel verschalteten wiederaufladbaren Batteriezellen aufweist. 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.
  • Bezugszeichenliste
    • S1
      Verfahrensschritt 1
      S2
      Verfahrensschritt 2
      S3
      Verfahrensschritt 3
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2009/0243548 A1 [0006]

Claims (6)

  1. Verfahren zur Bestimmung des Alterungszustands einer logischen Batteriezelle, die dadurch definiert ist, dass sie wenigstens n parallel verschaltete, wiederaufladbare Batteriezellen aufweist, wobei n gleich oder größer 2 ist, umfassend die Schritte: a) Durchführen einer Bestimmung des Innenwiderstands der logischen Batteriezelle mittels einer Pulsmessung, wobei der elektrische Strom im Vergleich zu einer einzelnen Batteriezelle um den Faktor n vergrößert wird, und/oder Durchführen einer Bestimmung der Kapazität, wobei die aufgeladene logische Batteriezelle bis zu einer vorgebbaren Entladeschlussspannung entladen wird (S1), b) Vergleichen des ermittelten Innenwiderstands und/oder der ermittelten Kapazität mit dem Innenwiderstand und/oder der Kapazität einer logischen Batteriezelle vom gleichen Typ oder der logischen Batteriezelle im Neuzustand oder in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen (S2), und d) Feststellen eines Alterungszustands der logischen Batteriezelle aufgrund eines erhöhten Innenwiderstands oder einer verringerten Kapazität bei der logischen Batteriezelle im Vergleich zu der logischen Batteriezelle vom gleichen Typ oder der logischen Batteriezelle im Neuzustand oder in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen (S3).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in einem Vorverfahren bei einer logischen Batteriezelle vom selben Typ oder der logischen Batteriezelle mit n parallel verschalteten Batteriezellen im Neuzustand der Innenwiderstand mittels einer Pulsmessung, wobei der elektrische Strom im Vergleich zu einer einzelnen Batteriezelle um den Faktor n vergrößert wird, und/oder die Kapazität mittels einer Entladung bis zu einer vorgebbaren Entladeschlussspannung ermittelt wird und der ermittelte Innenwiderstand als Norm-Innenwiderstand und/oder die ermittelte Kapazität als Norm-Kapazität der logischen Batteriezelle festgelegt wird/werden.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem für die logische Batteriezelle als wiederaufladbare Batteriezellen n Lithium-Ionen-Batteriezellen verwendet werden, wobei n gleich oder größer 2 ist.
  4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 bei einer logischen Batteriezelle mit n parallel verschalteten Batteriezellen, wobei n gleich oder größer 2 ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: a) eine Einrichtung zur Bestimmung des Innenwiderstands der logischen Batteriezelle mittels einer Pulsmessung, wobei der elektrische Strom im Vergleich zu einer einzelnen Batteriezelle um den Faktor n vergrößert wird, und/oder eine Einrichtung zur Bestimmung der Kapazität der logischen Batteriezelle mittels eines Entladevorgangs, bei dem die logische Batteriezelle bis zu einer vorgebbaren Entladeschlussspannung entladen wird, b) eine Speichereinrichtung, in der b1) für eine logische Batteriezelle vom gleichen Typ oder von der logischen Batteriezelle ein Norm-Innenwiderstand und/oder eine Norm-Kapazität gespeichert ist, und/oder b2) für eine logische Batteriezelle vom gleichen Typ oder von der logischen Batteriezelle ein Innenwiderstand und/oder eine Kapazität in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen gespeichert ist, und c) eine Recheneinrichtung, mit der ein Alterungszustand aufgrund c1) eines größeren Innenwiderstands und/oder einer geringeren Kapazität der logischen Batteriezelle im Vergleich zum Norm-Innenwiderstand und/oder zur Norm-Kapazität und/oder c2) eines größeren Innenwiderstands und/oder einer geringeren Kapazität der logischen Batteriezelle im Vergleich zu dem Innenwiderstand und/oder der Kapazität in einem Zustand mit weniger Lade- und/oder Entladevorgängen festgestellt werden kann.
  5. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und/oder der Vorrichtung gemäß Anspruch 4 bei einer Einrichtung, die wenigstens eine logische Batteriezelle mit n parallel verschalteten Batteriezellen aufweist, wobei n gleich oder größer 2 ist.
  6. Verwendung gemäß Anspruch 5 im Bereich von Kraftfahrzeugen, stationären Speichereinrichtungen für elektrische Energie, Einrichtungen der Unterhaltungselektronik, mobilen elektronischen Einrichtungen oder des Modellbaus.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110927606A (zh) * 2019-11-05 2020-03-27 腾讯科技（深圳）有限公司 电池状态监测方法、装置
CN111175664A (zh) * 2018-11-09 2020-05-19 大众汽车有限公司 确定电池的老化状态的方法以及控制器和交通工具

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090243548A1 (en) 2008-03-31 2009-10-01 A123 Systems, Inc. Method For Detecting Cell State-Of-Charge and State-Of-Discharge Divergence Of A Series String of Batteries Or Capacitors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090243548A1 (en) 2008-03-31 2009-10-01 A123 Systems, Inc. Method For Detecting Cell State-Of-Charge and State-Of-Discharge Divergence Of A Series String of Batteries Or Capacitors

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111175664A (zh) * 2018-11-09 2020-05-19 大众汽车有限公司 确定电池的老化状态的方法以及控制器和交通工具
CN111175664B (zh) * 2018-11-09 2023-04-11 大众汽车有限公司 确定电池的老化状态的方法以及控制器和交通工具
CN110927606A (zh) * 2019-11-05 2020-03-27 腾讯科技（深圳）有限公司 电池状态监测方法、装置
CN110927606B (zh) * 2019-11-05 2022-01-25 腾讯科技（深圳）有限公司 电池状态监测方法、装置

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