DE102016202572A1 - Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems und Batteriemanagementsystem - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems in einem Fahrzeug, welches mehreren Batterieeinheiten (10) aufweist, umfassend folgende Schritte: – Klassifizierung eines aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten (10), – erste Zuordnung (Z1) der Batterieeinheiten (10) zu aktuellen Alterungsklassen (A1, A2, A3, A4, A5) in Abhängigkeit von ihrem aktuellen Alterungszustand, – Prädiktion eines künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten (10) für einen zukünftigen Zeitpunkt, – zweite Zuordnung der Batterieeinheiten (10) zu künftigen Alterungsklassen in Abhängigkeit von ihrem künftigen Alterungszustand, – Ermittlung eines optimalen Zeitpunkts zum Austausch von Batterieeinheiten (10) anhand einer Kostenfunktion unter Berücksichtigung der aktuellen Alterungsklassen (A1, A2, A3, A4, A5) und der künftigen Alterungsklassen. Die Erfindung betrifft auch ein Batteriemanagementsystem, welches zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems in einem Fahrzeug, welches mehrere Batterieeinheiten aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren dient dabei der Ermittlung eines optimalen Zeitpunkts zum Austausch von Batterieeinheiten. Die Erfindung betrifft ferner ein Batteriemanagementsystem, welches zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
  • Stand der Technik
  • Heutige Batteriesysteme in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen weisen mehrere Batteriemodule auf, und jedes Batteriemodul weist mehrere Batteriezellen auf. Die Batteriesysteme sind derart ausgelegt, dass die einzelnen Batteriezellen in Serie miteinander verschaltet sind, um die nötige Hochvoltspannung von ca. 400V bereitstellen zu können. Fällt eine Batteriezelle aus, so kann das Batteriesystem keine Spannung mehr liefern und das Fahrzeug bleibt liegen.
  • Bei einem Ausfall einer Batteriezelle muss in heutigen Konzepten das komplette Batteriesystem getauscht und durch ein neues Batteriesystem ersetzt werden. Ein Wechsel von einzelnen Batteriemodulen oder von einzelnen Batteriezellen ist aufgrund des Montageprozesses des Batteriesystem nicht oder nur verhältnismäßig aufwendig durchführbar. Mit veränderten Montageprozessen ist für die Zukunft zu erwarten, dass auch ein Austausch einzelner Batteriemodule oder einzelner Batteriezellen möglich sein wird. Ein Austausch einzelner Batteriemodule oder einzelner Batteriezellen ist wirtschaftlich meistens günstiger als der Austausch des gesamten Batteriesystems.
  • Batteriesysteme umfassen auch ein Batteriemanagementsystem, welches mittels geeigneter Software in der Lage ist, unterschiedliche Ladezustände aller Batteriezellen zu erkennen und eine Klassifizierung des Alterungszustandes der einzelnen Batteriezellen vorzunehmen. Als defekt erkannte Batteriezellen der Batteriemodule können so angezeigt und im Rahmen von Wartungsarbeiten an dem Fahrzeug ausgetauscht werden.
  • Werden immer nur defekte Batteriemodule oder Batteriezellen ausgetauscht, so führt dies, insbesondere bei älteren Batteriesystemen, zu häufigen Werkstattbesuchen und somit zu hohen Kosten für Wartungsarbeiten. Die Kosten können reduziert werden, wenn weitere Batteriemodule oder Batteriezellen ausgetauscht werden, die einen kritischen Alterungszustand aufweisen, und welche wahrscheinlich in naher Zukunft ausfallen werden. Ferner kann es ökonomisch und ökologisch sinnvoller sein, das gesamte Batteriesystem anstelle einzelner Batteriemodule oder Batteriezellen auszutauschen.
  • Wünschenswert wäre eine optimierte Strategie zum Austausch von gealterten Batteriemodulen oder Batteriezellen in einem Batteriesystem oder des ganzen Batteriesystems auf Grundlage von ökonomischen sowie ökologischen Gesichtspunkten.
  • Das Dokument US 9,056,556 B1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems in einem Fahrzeug sowie ein Batteriemanagementsystem. Das Batteriemanagementsystem beinhaltet dabei Funktionen zur Modellierung und Prädiktion der Leistungsfähigkeit sowie zum Betrieb von Batteriemodulen des Batteriesystems.
  • Das Dokument US 2006/0284617A1 offenbart ein Verfahren zur Klassifizierung einer Batterie nach ihrem Alterungszustand. Ferner ist eine Prädiktion eines künftigen Alterungszustandes der Batterie vorgesehen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, wobei das Batteriesystem mehrere Batterieeinheiten aufweist. Das Batteriesystem weist dabei mehrere Batteriemodule auf, und jedes Batteriemodul weist mehrere Batteriezellen auf. In Abhängigkeit von der Bauweise des Batteriesystems können bei Wartungsarbeiten an dem Fahrzeug einzelne Batteriemodule oder auch einzelne Batteriezellen getauscht werden. Als Batterieeinheit werden im folgenden Batteriemodule sowie Batteriezellen bezeichnet, welche als Einheit bei Wartungsarbeiten an dem Fahrzeug getauscht werden können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei folgende Schritte:
    Zunächst wird eine Klassifizierung eines aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten durchgeführt. Bei der Klassifizierung des aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten werden verschiedene Parameter bestimmt und auch bewertet, wie beispielsweise die Kapazität der einzelnen Batterieeinheiten. Durch die Klassifizierung des aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten wird somit der Ist-Zustand der einzelnen Batterieeinheiten des Batteriesystems ermittelt.
  • Anschließend wird eine erste Zuordnung der einzelnen Batterieeinheiten zu aktuellen Alterungsklassen in Abhängigkeit von dem jeweiligen aktuellen Alterungszustand der einzelnen Batterieeinheiten durchgeführt. Dazu sind in einem Batteriemanagementsystem entsprechende aktuelle Alterungsklassen definiert, wobei jede aktuelle Alterungsklasse eine Alterungsstufe für die Batterieeinheiten des Batteriesystems repräsentiert. Nach der ersten Zuordnung der einzelnen Batterieeinheiten zu den aktuellen Alterungsklassen ergibt sich eine bestimmte Distribution der Batterieeinheiten des Batteriesystems innerhalb der aktuellen Alterungsklassen.
  • Danach wird eine Prädiktion eines künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten für einen zukünftigen Zeitpunkt durchgeführt. Durch die Prädiktion des künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten wird somit der wahrscheinliche künftige Zustand der einzelnen Batterieeinheiten des Batteriesystems ermittelt.
  • Anschließend wird eine zweite Zuordnung der Batterieeinheiten zu künftigen Alterungsklassen in Abhängigkeit von ihrem künftigen Alterungszustand durchgeführt. Dazu sind in dem Batteriemanagementsystem entsprechende künftige Alterungsklassen definiert, wobei jede künftige Alterungsklasse eine Alterungsstufe für die Batterieeinheiten repräsentiert. Nach der zweiten Zuordnung der einzelnen Batterieeinheiten zu den künftigen Alterungsklassen ergibt sich eine bestimmte Distribution der Batterieeinheiten innerhalb der künftigen Alterungsklassen.
  • Dann wird eine Ermittlung eines optimalen Zeitpunkts zum Austausch von Batterieeinheiten durchgeführt. Die Ermittlung des optimalen Zeitpunkts zum Austausch von Batterieeinheiten erfolgt dabei anhand einer Kostenfunktion unter Berücksichtigung der aktuellen Alterungsklassen und der künftigen Alterungsklassen. Dabei wird auch ermittelt, welche Batterieeinheiten auszutauschen sind, sowie, ob es sinnvoller ist, das ganze Batteriesystem auszutauschen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden vor der ersten Zuordnung der Batterieeinheiten zu den aktuellen Alterungsklassen die aktuellen Alterungsklassen als historische Alterungsklassen gespeichert. Insbesondere werden dabei die historischen Alterungsklassen nicht verworfen sondern nach jeder ersten Zuordnung der Batterieeinheiten zu den aktuellen Alterungsklassen beibehalten. Somit sind historische Alterungsklassen für jeden Zeitpunkt vorhanden, an welchem eine Klassifizierung des Alterungszustandes der Batterieeinheiten durchgeführt wurde. Die besagten historischen Alterungsklassen können somit bis zur Herstellung des Batteriesystems zurück reichen.
  • Vorzugsweise werden zur Prädiktion des künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten des Batteriesystems die historischen Alterungsklassen und die aktuellen Alterungsklassen berücksichtigt. Insbesondere werden zur Prädiktion des künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten des Batteriesystems alle vorhandenen und gespeicherten historischen Alterungsklassen berücksichtigt. Durch Berücksichtigung mehrerer historischen Alterungsklassen ist die besagte Prädiktion des künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten präziser durchführbar.
  • Die Kostenfunktion, anhand welcher die Ermittlung des optimalen Zeitpunkts zum Austausch von Batterieeinheiten durchgeführt wird, definiert vorzugsweise einen Zusammenhang zwischen für den Austausch zu erwartenden Wartungskosten in Abhängigkeit von einer noch erzielbaren Reichweite des Fahrzeugs. Darüber hinaus lassen sich noch weitere Relationen für die Kostenfunktion definieren. Die besagte Kostenfunktion gestattet dabei eine Ermittlung einer Nutzenschwelle, welche auch als Break-Even-Point bezeichnet wird. Die Nutzenschwelle gibt dabei insbesondere an, ob und wann ein Austausch von einzelnen Batterieeinheiten des Batteriesystems oder des gesamten Batteriesystems wirtschaftlich sinnvoller ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Klassifizierung des aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten in festen und/oder in variablen Zeitinterwallen. Die nachfolgenden Schritte werden demnach auch in festen und/oder in variablen Zeitinterwallen insbesondere periodisch durchgeführt.
  • Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Klassifizierung des aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten nach einer festen und/oder einer variablen Laufleistung des Fahrzeugs. Die nachfolgenden Schritte werden demnach auch jeweils nach einer festen und/oder variablen Laufleistung des Fahrzeugs insbesondere periodisch durchgeführt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt nach der ersten Zuordnung der Batterieeinheiten zu den aktuellen Alterungsklassen eine Anzeige der Batterieeinheiten des Batteriesystems, die der jeweiligen aktuellen Alterungsklasse zugeordnet sind. Insbesondere erfolgt eine Anzeige der Batterieeinheiten des Batteriesystems, die einer kritischen aktuellen Alterungsklasse zugeordnet sind.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt nach der zweiten Zuordnung der Batterieeinheiten zu den künftigen Alterungsklassen eine Anzeige der Batterieeinheiten des Batteriesystems, die der jeweiligen künftigen Alterungsklasse zugeordnet sind. Insbesondere erfolgt eine Anzeige der Batterieeinheiten des Batteriesystems, die einer kritischen künftigen Alterungsklasse zugeordnet sind.
  • Die Anzeige der Batterieeinheiten des Batteriesystems, die einer kritischen aktuellen Alterungsklassen oder einer kritischen künftigen Alterungsklasse zugeordnet sind, erfolgt an einem dafür geeigneten Ausgabegerät. Ein solches geeignetes Ausgabegerät ist beispielsweise eine Mobiltelefon, ein Tablet, ein Notebook, ein Bordcomputer des Fahrzeugs, ein Infotainmentsystem des Fahrzeugs oder ein spezielles Diagnosegerät, welches in einer Wartungswerkstatt vorgesehen ist.
  • Es wird ferner ein Batteriemanagementsystem vorgeschlagen, welches zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Das erfindungsgemäße Batteriemanagementsystem weist dazu insbesondere geeignete Speicherbereiche auf, in welchen die aktuellen Alterungsklassen, die künftigen Alterungsklassen sowie gegebenenfalls historische Alterungsklassen speicherbar sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV), in einem leichten Elektrofahrzeug (LEV) oder in einem e-Bike. Auch ein erfindungsgemäßes Batteriemanagementsystem findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV), in einem leichten Elektrofahrzeug (LEV) oder in einem e-Bike.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäß Verfahren gestattet eine Ermittlung einer optimierten Strategie zum Austausch von gealterten Batterieeinheiten in einem Batteriesystem auf Grundlage von ökonomischen sowie ökologischen Gesichtspunkten. Insbesondere ist es möglich, einen optimalen Zeitpunkt zu ermitteln, zu welchem einzelne Batterieeinheiten oder auch das ganze Batteriesystem auszutauschen ist. Besagte Optimierung findet dabei vorzugsweise hinsichtlich der für den Austausch der Batterieeinheiten oder des Batteriesystems zu erwartenden Wartungskosten in Abhängigkeit von einer noch erzielbaren Reichweite des Fahrzeugs statt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, eine Vorhersage treffen zu können, welche Batterieeinheiten des Batteriesystems innerhalb einer bestimmten Zeit wahrscheinlich ausfallen werden. Somit können diese Batterieeinheiten bei Austausch ausgefallener Batterieeinheiten gleich mit getauscht werden. Dadurch können die Wartungskosten für den Austausch der Batterieeinheiten vorteilhaft verringert werden. Ebenfalls kann eine Vorhersage dahingehend getroffen werden, ob es wirtschaftlich sinnvoller ist, das gesamte Batteriesystem auszutauschen anstatt einzelner Batterieeinheiten. Auch kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens verhindert werden, dass unnötigerweise Batterieeinheiten ausgetauscht werden, die wahrscheinlich bis zu einer nächsten Wartung des Fahrzeugs noch betrieben werden können.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung einer ersten Zuordnung von Batterieeinheiten zu aktuellen Alterungsklassen,
  • 2: eine schematische Darstellung einer zweiten Zuordnung von Batterieeinheiten zu künftigen Alterungsklassen und
  • 3: eine beispielhafte Kostenfunktion.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Zuordnung Z1 von Batterieeinheiten 10 zu aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5. Die Batterieeinheiten 10 sind vorliegend Batteriemodule eines Batteriesystems eines Fahrzeugs und weisen selbst mehrere seriell verschaltete Batteriezellen auf. Die Batterieeinheiten 10 können alternativ auch Batteriezellen darstellen. In der hier beschriebenen Ausführungsform sind beispielhaft fünf aktuelle Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 vorgesehen. Die Anzahl der aktuellen Alterungsklassen ist jedoch variabel. Es können also auch mehr als fünf oder weniger als fünf aktuelle Alterungsklassen vorgesehen sein.
  • Erfindungsgemäß erfolgt zunächst eine Klassifizierung eines aktuellen Alterungszustandes aller Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems. Bei der Klassifizierung des aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten 10 werden verschiedene Parameter bestimmt und auch bewertet, wie insbesondere die Kapazität der einzelnen Batterieeinheiten 10. Durch die Klassifizierung des aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten 10 wird somit der Ist-Zustand der einzelnen Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems ermittelt.
  • Anschließend findet die erste Zuordnung Z1 der einzelnen Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems zu den aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 statt. Die erste Zuordnung Z1 erfolgt in Abhängigkeit von dem jeweiligen aktuellen Alterungszustand der jeweiligen Batterieeinheit 10.
  • Dazu sind in einem Batteriemanagementsystem vorliegend eine erste aktuelle Alterungsklasse A1, eine zweite aktuelle Alterungsklasse A2, eine dritte aktuelle Alterungsklasse A3, eine vierte aktuelle Alterungsklasse A4 und eine fünfte aktuelle Alterungsklassen A5 definiert. Jede der aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 stellt eine Alterungsstufe für die Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems dar. Wie bereits erwähnt, können auch mehr als fünf oder weniger als fünf aktuelle Alterungsklassen definiert sein.
  • Bevor die erste Zuordnung Z1 der Batterieeinheiten 10 zu den aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 stattfindet, werden die aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 als historische Alterungsklassen gespeichert. Bereits vorhandene historische Alterungsklassen werden dabei nicht verworfen sondern nach jeder ersten Zuordnung Z1 der Batterieeinheiten 10 zu den aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 beibehalten. Somit sind historische Alterungsklassen für jeden Zeitpunkt vorhanden, an welchem eine Klassifizierung des Alterungszustandes der Batterieeinheiten 10 durchgeführt wurde. Die historischen Alterungsklassen reichen bis zur Herstellung des Batteriesystems zurück.
  • In der Darstellung nach 1 wird beispielhaft eine der Batterieeinheiten 10 mittels der als Pfeil dargestellten ersten Zuordnung Z1 der dritten aktuellen Alterungsklasse A3 zugeordnet. Nach der ersten Zuordnung Z1 der einzelnen Batterieeinheiten 10 zu den aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 ergibt sich somit eine Distribution der Batterieeinheiten 10 innerhalb der definierten aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5, welche in 1 ebenfalls dargestellt ist.
  • Nach der ersten Zuordnung Z1 der Batterieeinheiten 10 zu den aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 findet eine Prädiktion eines künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten 10 auf Basis von beispielsweise Reichweite, Betriebsstunden, Ladezyklen etc. für einen zukünftigen Zeitpunkt statt. Durch die Prädiktion des künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten 10 wird der wahrscheinliche künftige Zustand der einzelnen Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems ermittelt.
  • Zur Prädiktion des künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems werden die historischen Alterungsklassen und die aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 berücksichtigt. Vorzugsweise werden dabei alle vorhandenen und gespeicherten historischen Alterungsklassen berücksichtigt.
  • Anschließend wird eine zweite Zuordnung Z2 der Batterieeinheiten 10 zu künftigen Alterungsklassen K1, K2, K3, K4, K5 in Abhängigkeit von ihrem prädizierten künftigen Alterungszustand durchgeführt. 2 zeigt eine schematische Darstellung der zweiten Zuordnung Z2 der Batterieeinheiten 10 zu den künftigen Alterungsklassen K1, K2, K3, K4, K5. In der hier beschriebenen Ausführungsform sind beispielhaft fünf künftige Alterungsklassen K1, K2, K3, K4, K5 vorgesehen. Die Anzahl der künftigen Alterungsklassen ist jedoch variabel. Es können also auch mehr als fünf oder weniger als fünf künftige Alterungsklassen vorgesehen sein.
  • Dazu sind in einem Batteriemanagementsystem vorliegend eine erste künftige Alterungsklasse K1, eine zweite künftige Alterungsklasse K2, eine dritte künftige Alterungsklasse K3, eine vierte künftige Alterungsklasse K4 und eine künftige aktuelle Alterungsklassen K5 definiert. Jede der künftige Alterungsklassen K1, K2, K3, K4, K5 stellt eine Alterungsstufe für die Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems dar. Wie bereits erwähnt, können auch mehr als fünf oder weniger als fünf aktuelle Alterungsklassen definiert sein.
  • In der Darstellung nach 2 werden beispielhaft mehrere der Batterieeinheiten 10 mittels der als Pfeil dargestellten zweiten Zuordnung Z2 der fünften künftigen Alterungsklasse K5 zugeordnet. Nach der zweiten Zuordnung Z2 der einzelnen Batterieeinheiten 10 zu den künftigen Alterungsklassen K1, K2, K3, K4, K5 ergibt sich somit eine bestimmte Distribution der Batterieeinheiten 10 innerhalb der künftigen Alterungsklassen K1, K2, K3, K4, K5, welche in 2 ebenfalls dargestellt ist.
  • Dann erfolgt eine Ermittlung eines optimalen Zeitpunkts zum Austausch von Batterieeinheiten 10. Die Ermittlung des optimalen Zeitpunkts zum Austausch von Batterieeinheiten 10 erfolgt anhand einer Kostenfunktion F, welche beispielhaft in 3 dargestellt ist. Dabei werden die aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 und die künftigen Alterungsklassen K1, K2, K3, K4, K5 berücksichtigt.
  • Die Kostenfunktion F stellt dabei einen Zusammenhang zwischen für den Austausch zu erwartenden Wartungskosten W in Abhängigkeit von einer noch erzielbaren Reichweite R des Fahrzeugs dar. Die Kostenfunktion F gestattet eine Ermittlung einer Nutzenschwelle N, welche auch als Break-Even-Point bezeichnet wird.
  • Die Nutzenschwelle N gibt an, ob und wann ein Austausch von einzelnen Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems oder des gesamten Batteriesystems wirtschaftlich sinnvoller ist. Die Nutzenschwelle N dient dabei als Richtwert für den Kunden sowie für eine Werkstatt, um zu bewerten, ob ein Wechsel der Batterieeinheiten 10 sinnvoll ist. Dies kann dabei auch von weiteren, hier nicht erwähnten, individuellen und fahrzeugspezifischen Faktoren abhängen, welche in die Berechnung bzw. Betrachtung mit einfließen.
  • Vorliegend erfolgen die Klassifizierung des aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten 10 sowie die nachfolgenden Schritte in festen oder in variablen Zeitinterwallen und können somit periodisch durchgeführt werden.
  • Alternativ kann die Klassifizierung des aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten 10 auch nach einer festen oder nach einer variablen Laufleistung des Fahrzeugs durchgeführt werden und kann somit ebenfalls periodisch durchgeführt werden.
  • Nach der ersten Zuordnung Z1 der Batterieeinheiten 10 zu den aktuellen Alterungsklassen A1, A2, A3, A4, A5 erfolgt eine Anzeige der Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems, die der fünften aktuellen Alterungsklasse A5 zugeordnet sind. Vorliegend stellt die fünfte aktuelle Alterungsklasse A5 eine kritische aktuelle Alterungsklasse dar.
  • Nach der zweiten Zuordnung Z2 der Batterieeinheiten 10 zu den künftigen Alterungsklassen K1, K2, K3, K4, K5 erfolgt eine Anzeige der Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems, die der fünften künftigen Alterungsklasse K5 zugeordnet sind. Vorliegend stellt die fünfte künftige Alterungsklasse K5 eine kritische aktuelle Alterungsklasse dar.
  • Die Anzeige der Batterieeinheiten 10 des Batteriesystems, die der fünften aktuellen Alterungsklassen A5 oder der fünften künftigen Alterungsklasse A5 zugeordnet sind, erfolgt vorliegend an einem Bordcomputer des Fahrzeugs. Auch eine Anzeige an einem Werkstatt-Tester, an einem Mobiltelefon, an einem Tablet, an einem Notebook oder an einem Infotainmentsystem des Fahrzeugs ist denkbar.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
  • 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 9056556 B1 [0007]
    • US 2006/0284617 A1 [0008]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems in einem Fahrzeug, welches mehreren Batterieeinheiten (10) aufweist, umfassend folgende Schritte: – Klassifizierung eines aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten (10), – erste Zuordnung (Z1) der Batterieeinheiten (10) zu aktuellen Alterungsklassen (A1, A2, A3, A4, A5) in Abhängigkeit von ihrem aktuellen Alterungszustand, – Prädiktion eines künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten (10) für einen zukünftigen Zeitpunkt, – zweite Zuordnung (Z2) der Batterieeinheiten (10) zu künftigen Alterungsklassen (K1, K2, K3, K4, K5) in Abhängigkeit von ihrem künftigen Alterungszustand, – Ermittlung eines optimalen Zeitpunkts zum Austausch von Batterieeinheiten (10) anhand einer Kostenfunktion (F) unter Berücksichtigung der aktuellen Alterungsklassen (A1, A2, A3, A4, A5) und der künftigen Alterungsklassen (K1, K2, K3, K4, K5).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor der ersten Zuordnung (Z1) der Batterieeinheiten (10) zu den aktuellen Alterungsklassen (A1, A2, A3, A4, A5) die aktuellen Alterungsklassen (A1, A2, A3, A4, A5) als historische Alterungsklassen gespeichert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei zur Prädiktion des künftigen Alterungszustandes der Batterieeinheiten (10) die historischen Alterungsklassen und die aktuellen Alterungsklassen (A1, A2, A3, A4, A5) berücksichtigt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kostenfunktion (F) einen Zusammenhang zwischen für den Austausch der Batterieeinheiten (10) zu erwartenden Wartungskosten (W) in Abhängigkeit von einer noch erzielbaren Reichweite (R) des Fahrzeugs definiert.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Klassifizierung des aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten (10) in festen und/oder in variablen Zeitinterwallen erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Klassifizierung des aktuellen Alterungszustandes der Batterieeinheiten (10) nach einer festen und/oder variablen Laufleistung des Fahrzeugs erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei nach der ersten Zuordnung (Z1) der Batterieeinheiten (10) zu den aktuellen Alterungsklassen (A1, A2, A3, A4, A5) eine Anzeige der Batterieeinheiten (10) erfolgt, die der jeweiligen aktuellen Alterungsklasse (A1, A2, A3, A4, A5) zugeordnet sind. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei nach der zweiten Zuordnung (Z2) der Batterieeinheiten (10) zu den künftigen Alterungsklassen (K1, K2, K3, K4, K5) eine Anzeige der Batterieeinheiten (10) erfolgt, die der jeweiligen künftigen Alterungsklasse (K1, K2, K3, K4, K5) zugeordnet sind.
  8. Batteriemanagementsystem, eingerichtet zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  9. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder eines Batteriemanagementsystems nach Anspruch 9 in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV), in einem leichten Elektrofahrzeug (LEV) oder in einem e-Bike.
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