DE102016222126A1

DE102016222126A1 - Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems sowie entsprechendes maschinenlesbares Speichermedium, elektronische Steuereinheit und elektrisches Energiespeichersystem

Info

Publication number: DE102016222126A1
Application number: DE102016222126.4A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Behrendt; Bernd Schumann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2018-05-17
Also published as: CN108072840B; CN108072840A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems (1), umfassend eine Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten (3), beschrieben, welches nachstehend ausgeführte Schritte umfasst. Dabei wird für mindestens zwei elektrische Energiespeichereinheiten (3) jeweils mindestens eine erste Zustandsgröße ermittelt. Unter Berücksichtigung der jeweiligen mindestens einen ersten Zustandsgröße werden die mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten (3) in Cluster, d.h. Gruppen, eingeteilt. Für mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit (3) in mindestens einem der Cluster wird mindestens eine zweite Zustandsgröße ermittelt. Weiterhin werden ein entsprechendes maschinenlesbares Speichermedium, eine entsprechende elektronische Steuereinheit, ein entsprechendes elektrisches Energiespeichersystem sowie eine entsprechende Verwendung beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems, einem entsprechenden maschinenlesbaren Speichermedium, einer entsprechenden elektronischen Steuereinheit, einem entsprechenden elektrischen Energiespeichersystem sowie einer entsprechenden Verwendung.
Stand der Technik
Elektrische Energiespeichersysteme bestehen sehr häufig aus mehreren - häufig mehreren hundert - elektrischen Energiespeichereinheiten, beispielsweise Batteriezellen. Dies ist unter anderem bedingt durch die hohen Anforderungen an Kapazität, Stromstärke und Spannungsniveau der elektrischen Energiespeichersysteme. Aus diesem Grund werden die einzelnen Batteriezellen sehr häufig einzeln überwacht und entsprechende Kapazitäts-, Stromstärken- und Spannungswerte in Prädiktionsalgorithmen für jede einzelne elektrische Energiespeichereinheit berechnet, meist parallel oder quasi parallel. Dies ist bei einfachen, d.h. wenig rechenintensiven Algorithmen noch möglich. Zur besseren Abbildung der in einer elektrischen Energiespeichereinheit ablaufenden Prozesse werden jedoch zunehmend aufwändigere Verfahren beziehungsweise Algorithmen eingesetzt. Trotz der ebenfalls zunehmenden Rechenleistung ist eine Berechnung für jede einzelne elektrische Energiespeichereinheit nicht mehr in gleichem Maße möglich. Dennoch ist die Sicherheit und Einsatzfähigkeit der elektrischen Energiespeichersysteme auch weiterhin zu gewährleisten.
Die Druckschrift DE 10 2010 039 915 A1 beschreibt ein Verfahren zur Schätzung des Ladezustandes einer Batterie, wobei die Batterie mehrere elektrochemische Zellen umfasst und zur Schätzung des Ladezustandes nicht die gesamte Anzahl an elektrochemischen Zellen herangezogen wird.
Die Druckschrift DE 10 2010 030 491 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung eines Zustandes mehrerer Batteriezellen, wobei eine Teilmenge der mehreren Batteriezellen verwendet wird und ausgehend von der Teilmenge auf den Zustand von nicht zu der Teilmenge gehörenden Batteriezellen geschlossen wird.
Die Druckschrift DE 10 2008 041103 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Ladezustandes eines elektrischen Speichers, welcher mehr als zwei Speicherzellen umfasst und wobei eine höchste und/oder niedrigste Einzelzellspannung zur Ermittlung eines maximalen Ladezustandes und/oder eines minimalen Ladezustandes verwendet wird.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems, welches eine Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten umfasst, mit den nachstehend beschriebenen Schritten offenbart. Dabei wird für mindestens zwei elektrische Energiespeichereinheiten jeweils mindestens eine erste Zustandsgröße ermittelt, welche beispielsweise einen Alterungszustand oder einen Ladezustand repräsentiert. Unter Berücksichtigung der jeweiligen mindestens einen ersten Zustandsgröße werden die mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten in Cluster, d.h. Gruppen, eingeteilt. Für mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit mindestens eines der Cluster wird mindestens eine zweite Zustandsgröße ermittelt, welche beispielsweise einen Alterungszustand oder einen Ladezustand repräsentiert. Diese mindestens eine zweite Zustandsgröße steht zweckmäßigerweise bevorzugt in einer kausalen Verbindung zu der mindestens einen ersten Zustandsgröße. Die kausale Verbindung kann beispielsweise eine monokausale oder teilkausale beziehungsweise auch multikausale Verbindung sein. Eine kausale Verbindung kann hier eine physikalische und/oder chemische Gesetzmäßigkeit und/oder eine experimentell und/oder rein numerisch ermittelte Abhängigkeit sein. Bei einer teilkausalen Verbindung bedeutet dies, dass die zweite Zustandsgröße auch noch von anderen Zustandsgrößen abhängt, die den Zustand einer Energiespeichereinheit beschreiben. Ebenso kann eine multikausale Verbindung eine Beziehung einer ersten und/oder zweiten Zustandsgröße mit anderen ersten und/oder zweiten Zustandsgrößen sein, wie dies beispielsweise durch eine mathematische Funktion oder eine Differentialgleichung oder eine Integralgleichung oder auch andere Gleichungen mit mehreren Variablen in impliziter oder expliziter Form beschrieben wird.
Wenn beispielsweise für 50 elektrische Energiespeichereinheiten in einem elektrischen Energiespeichersystem drei erste Zustandsgrößen ermittelt werden, beispielsweise Ladezustand, Innenwiderstand und Ladeendspannung, können die resultierenden jeweils 50 Werte nach der Einteilung in Cluster in jeweils charakteristische Werte für die Cluster zusammengefasst werden, beispielsweise als Durchschnittswerte. Dies resultiert in nur noch jeweils 3 Werten, also insgesamt 9 Werten, die zur Berechnung komplexerer Eigenschaften der elektrischen Energiespeichereinheiten verwendet werden können. Somit kann beispielsweise eine sogenannte „virtuelle elektrische Durchschnittsenergiespeichereinheit“ eines Clusters betrachtet werden, wobei die Ermittlung der mindestens einen zweiten Zustandsgröße dieser „virtuellen elektrischen Durchschnittsenergiespeichereinheit“ unter Verwendung von Messdaten erfolgt, die beispielsweise durch Mittelwertbildung der Messdaten aller oder einer Untermenge der Energiespeichereinheiten des Clusters gebildet werden. Die genannte zweite Zustandsgröße für die mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit ist dann beispielsweise eine mit den in dem Beispiel genannten drei ersten Zustandsgrößen kausal in Verbindung stehende Größe, die aus einem komplexeren Modell für eine elektrische Energiespeichereinheit abgeleitet werden kann. Durch das Clustern wird eine erhebliche Reduktion in den zu betrachtenden elektrischen Energiespeichereinheiten durchgeführt, wodurch sich eine Vereinfachung und Komplexitätsreduktion in der Verfahrensausführung ergibt. Somit wird der Einsatz aufwendigerer beziehungsweise genauerer auf beispielsweise physikalischen und/oder chemischen Modellen basierender Verfahren zur Zustandsgrößenermittlung ermöglicht, da die aufwendige Ermittlung nicht für alle elektrischen Energiespeichereinheiten durchgeführt wird. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Schnellladeverfahren und eine größere Reichweite in einem Fahrzeug beziehungsweise allgemein zur Erreichung einer längeren Betriebsdauer eines elektrisch betriebenen Geräts relevant, da die Systemleistung ohne Austausch beziehungsweise Neuentwicklung von Bauteilen gesteigert werden kann, sondern beispielsweise einfach durch ein Softwareupdate.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zweckmäßigerweise wird mindestens ein Grenzwert für mindestens eine dritte Zustandsgröße des elektrischen Energiespeichersystems, beispielsweise eine Stromstärke oder ein Ladezustand, unter Berücksichtigung von mindestens einer der ersten Zustandsgrößen und/oder unter Berücksichtigung der mindestens einen zweiten Zustandsgröße ermittelt. Anschließend wird das elektrische Energiespeichersysteme derart angesteuert, dass der mindestens eine ermittelte Grenzwert von dem elektrischen Energiespeichersystem eingehalten wird. Somit wird gewährleistet, dass das elektrische Energiespeichersystem sicherheitsrelevante und/oder alterungsrelevante Grenzwerte, welche unter Berücksichtigung von bereits ermittelte Größen gewonnen werden, einhält, ohne dass die Leistungsfähigkeit des Energiespeichersystems über das notwendige Maß hinaus eingeschränkt wird.
Zweckmäßigerweise wird die mindestens eine zweite Zustandsgröße in die Basis der mindestens einen ersten Zustandsgröße transformiert. Wenn beispielsweise die mindestens eine zweite Zustandsgröße einen elektrochemischen Zustand, beispielsweise eine Lithiumkonzentration in einer Elektrode der elektrischen Energiespeichereinheit repräsentiert, ist diese Lithiumkonzentration nicht unmittelbar mit einer Ladezustandsgröße der elektrischen Energiespeichereinheit vergleichbar, da sie unterschiedliche physikalische Einheiten aufweisen und/oder mittels unterschiedlicher mathematischer Modelle ermittelt wurden. Der Transformationsprozess sorgt damit für eine Vergleichbarkeit der Größen und basiert bevorzugt auf den oben genannten kausalen Wirkzusammenhängen. Der Transformationsprozess kann, je nach Größen, auch in der umgekehrten Richtung stattfinden. Anschließend wird mindestens eine Differenzgröße zwischen der mindestens einen transformierten zweiten Zustandsgröße und der entsprechenden mindestens einen ersten Zustandsgröße ermittelt. Von einer elektrischen Energiespeichereinheit liegt also sowohl die transformierte zweite Zustandsgröße als auch die entsprechende erste Zustandsgröße vor, beispielsweise als erste Zustandsgröße der Ladezustand der elektrischen Energiespeichereinheit und als zweite Zustandsgröße eine lonenkonzentration in einer Elektrode der elektrischen Energiespeichereinheit. Die lonenkonzentration kann beispielsweise mittels eines elektrochemischen Modells oder mittels eines aus einem elektrochemischen Modell erzeugten Kennfeld ermittelt werden. Eine geeignetes elektrochemisches Modell wird beispielsweise in dem Zeitschriftenbeitrag „Algorithms for Advanced Battery-Management Systems", IEEE Control Systems Magazine, Bd. 30, Nr. 3, S. 49-68, Juni 2010 von N. Chaturvedi, R. Klein, J. Christensen, J. Ahmed, und A. Kojic beschrieben. Weiterhin kann im Zuge der Ermittlung der Zustandsgrößen ein Luenberger-Beobachter oder Kalman-Filter eingesetzt werden, wie dies beispielsweise in dem Zeitschriftenbeitrag „Electrochemical Model Based Observer Design for a Lithium-Ion Battery", IEEE Transactions on Control Systems Technology, Bd. 21, Nr. 2, S. 289-301, März 2013 von R. Klein, N. A. Chaturvedi, J. Christensen, J. Ahmed, R. Findeisen, und A. Kojic beschrieben wird. Anschließend wird mindestens ein Korrekturfaktor zur Korrektur der entsprechenden mindestens einen ersten Zustandsgröße unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen Differenzgröße ermittelt. Dieser Korrekturfaktor wird genutzt, um die entsprechende mindestens eine erste Zustandsgröße zu ändern, beispielsweise ebenfalls in Form eines Luenberger-Beobachters. Somit werden die unterschiedlichen Ermittlungsarten vorteilhaft genutzt, um eine Fehlerkorrektur innerhalb eines Verfahrens durchzuführen, was systematische Fehler innerhalb des Verfahrens verringert. Aufgrund der Einteilung in Cluster wird der Korrekturfaktor in vorteilhafter Weise beispielsweise nur für eine Energiespeichereinheit berechnet, kann dann anschließend aber für die übrigen Energiespeichereinheiten des Clusters ebenso zur Korrektur der ersten Zustandsgrößen eingesetzt werden. Prinzipiell sind die Verfahrensschritte auch unter Vertauschung der ersten Zustandsgröße und der zweiten Zustandsgröße durchführbar. Dies bedeutet weiterhin, dass die zweite Zustandsgröße einen Einfluss auf eine Steuerung beziehungsweise den Betrieb der elektrischen Energiespeichereinheit haben hat, beispielsweise bei der Ermittlung des Grenzwertes für die dritte Zustandsgröße und/oder einer Ermittlung einer ersten Zustandsgröße. Da die ersten Zustandsgrößen bevorzugt mittels einfacher Modelle, beispielsweise einem Ersatzschaltbildmodell, ermittelt werden, kann somit ohne Einsatz komplexer Algorithmen und/oder Modelle ein Betrieb einer Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten unter Berücksichtigung einer zweiten Zustandsgröße erfolgen, ohne dass für alle elektrischen Energiespeichereinheiten eine zweite Zustandsgröße ermittelt werden muss. Dies reduziert beispielsweise auf einem Steuergerät den Rechenzeitbedarf und den Speicherbedarf. Zweckmäßigerweise umfasst die erste Zustandsgröße eine elektrische Spannung, einen Ladezustand, eine Temperatur, einen elektrischen Widerstand, eine Kapazität und/oder daraus abgeleitete Zustände, beispielsweise eine Leerlaufspannung. Diese Zustandsgrößen lassen sich in vorteilhafter Weise einfach aus einem elektrischen Ersatzschaltbildmodell, wie es beispielsweise von H. He, R. Xiong, und J. Fan in dem Artikel „Evaluation of Lithium-Ion Battery Equivalent Circuit Models for State of Charge Estimation by an Experimental Approach", Energies, Bd. 4, Nr. 12, S. 582-598, März 2011 beschrieben wird, ermitteln oder sind messbar. Das Ersatzschaltbildmodell kann dazu beispielsweise innerhalb einer Beobachter- oder Filterstruktur, beispielsweise einem Kalman-Filter, eingesetzt werden, welche beispielsweise auf einem Steuergerät ausgeführt wird.
Zweckmäßigerweise umfasst die zweite Zustandsgröße ein elektrisches Potential, eine Stoffkonzentration, beispielsweise eine lonenkonzentration in Partikeln einer Elektrode, eine Temperatur, eine den Elektrodenaufbau und/oder den Elektrolyten kennzeichnende Kenngröße, beispielweise eine Elektrodenporosität oder eine elektrische Leitfähigkeit eines Elektrolyten, und/oder daraus abgeleitete Zustände, beispielsweise eine Leerlaufspannung in einer Elektrode. Diese Zustände lassen sich in vorteilhafter Weise einfach aus einem elektrochemischen Modell ermitteln oder sind messbar. Das elektrochemische Modell kann dazu beispielsweise innerhalb einer Beobachter- oder Filterstruktur, beispielsweise einem Kalman-Filter, eingesetzt werden, welche beispielsweise auf einem Steuergerät ausgeführt wird.
Zweckmäßigerweise repräsentieren der erste Zustand und der zweite Zustand nicht die gleichen Zustände. Somit werden vorhandene Ressourcen, beispielsweise Rechen- und/oder Speicherkapazität, effektiv eingesetzt.
Zweckmäßigerweise umfasst der dritte Zustand eine elektrische Spannung und/oder einen elektrischen Strom und/oder daraus abgeleitete Zustände, beispielsweise eine elektrische Leistung. Somit wird insbesondere sichergestellt, dass elektrische Grenzwerte eingehalten werden und die Sicherheit des elektrischen Energiespeichersystems gewährleistet ist beziehungsweise eine übermäßige Alterung verhindert wird. Ebenso kann unter Einsatz von komplexeren Algorithmen beziehungsweise Modellen eine Vorhersage beispielsweise eines Spannungswertes einer elektrischen Energiespeichereinheit in einem Cluster ermittelt werden, wobei anschließend ein Vergleich mit ermittelten beziehungsweise gemessenen Werten zur Änderung einer ersten und/oder zweiten und/oder dritten Zustandsgröße beziehungsweise eines Modellparameters eingesetzt werden kann. Dies kann in Abhängigkeit einer oder mehrerer elektrischer Energiespeichereinheiten eines Cluster erfolgen.
Zweckmäßigerweise wird für jede der elektrischen Energiespeichereinheiten in einem der Cluster mindestens eine zweite Zustandsgröße ermittelt. Anschließend erfolgt eine Ermittlung einer jeweiligen Abweichung der jeweiligen mindestens einen zweiten Zustandsgröße von einem Bezugswert, beispielsweise einem Mittelwert, der aus den zweiten Zustandsgrößen der elektrischen Energiespeichereinheiten in dem Cluster ermittelt wurde, beispielsweise durch Mittelwertbildung. Somit kann innerhalb des Clusters eine Reihenfolge der elektrischen Energiespeichereinheiten aufgebaut werden, beispielsweise durch Anordnen der Energiespeichereinheiten nach ihren Abweichungen von dem Bezugswert, und darüber hinaus bestimmt werden, welche Energiespeichereinheit möglicherweise bald ihre Clusterzuordnung ändert. Dies ist ein wichtiges Indiz für eine mögliche verfrühte Alterung. Insbesondere wenn die so bestimmten zweiten Zustandsgrößen und/oder Abweichungsgrößen samt ihrer Zuordnung zu den jeweiligen elektrischen Energiespeichereinheiten in einem Datenspeicher abgelegt werden, ist der Aufbau einer Entwicklungshistorie der elektrischen Energiespeichereinheiten möglich.
Zweckmäßigerweise wird mindestens eine erste Zustandsgrößendifferenz für mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit ermittelt, wobei die erste Zustandsgrößendifferenz die Differenz zwischen zwei jeweiligen ersten Zustandsgrößen angibt, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelt wurden. Anschließend wird mindestens eine zweite Zustandsgröße für die jeweilige elektrische Energiespeichereinheit, deren zugehörige erste Zustandsgrößendifferenz einen vordefinierten Zustandsgrößendifferenzschwellenwert überschreitet, ermittelt. Vorzugsweise werden die ermittelten ersten und/oder zweiten Zustandsgrößen zur Ermittlung ihrer Änderung mit der Zeit in einem Datenspeicher abgelegt. Somit werden elektrische Energiespeichereinheiten, deren erster Zustand sich mit der Zeit übermäßig stark ändert, detektiert und einer genaueren Untersuchung anhand der zweiten Zustandsgröße zugeführt. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, entsprechende Kontrollmaßnahmen, beispielsweise eine vorübergehende Deaktivierung der entsprechenden elektrischen Energiespeichereinheit, durchzuführen.
Zweckmäßigerweise werden die entsprechenden ermittelten Größen in einem Datenspeicher abgelegt. Somit ist eine einfache Wiederverwendung einmal ermittelter Resultate beziehungsweise Größen möglich.
Zweckmäßigerweise wird zumindest ein Verfahrensschritt kontinuierlich und/oder nach vordefinierten Zeiträumen durchgeführt. Dadurch ist eine kontinuierliche beziehungsweise regelmäßige Überwachung des elektrischen Energiespeichersystems möglich, wodurch die Sicherheit beziehungsweise ein sachgemäßer Betrieb des elektrischen Energiespeichersystems gewährleistet wird.
Zweckmäßigerweise wird zur Ermittlung der ersten Zustandsgröße ein Ersatzschaltbildmodell und zur Ermittlung der zweiten Zustandsgröße ein elektrochemisches Modell verwendet. Realisierungen dieser Modelle sind beispielsweise in den oben genannten Artikel beschrieben. Somit kann die erste Zustandsgröße im Vergleich zur zweiten Zustandsgröße mit weniger Rechenzeit- und Speicherbedarf ermittelt werden, wohingegen für genauere Untersuchungen einer elektrischen Energiespeichereinheit beziehungsweise des elektrischen Energiespeichersystems ein detaillierteres elektrochemisches Modell zur Verfügung steht, was tiefergehende Informationen und Zustände bereitstellt.
Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, wobei das Computerprogramm eingerichtet ist, alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Somit ist eine einfache Verteilung des Verfahrens beziehungsweise sein Einsatz in Computersystemen möglich.
Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung eine elektronische Steuereinheit, die eingerichtet ist, alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Somit ist ein einfacher Einsatz des Verfahrens in elektrischen Energiespeichersystemen, beispielsweise in Fahrzeugen, realisierbar.
Weiterhin wird ein elektrisches Energiespeichersystem offenbart, welches eine Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten sowie eine erfindungsgemäße elektronische Steuereinheit umfasst. Somit erhält das elektrische Energiespeichersystem unmittelbar die Vorteile, welche für das erfindungsgemäße Verfahren genannt wurden. Zusätzlich ist eine optimale Abstimmung des Verfahrens auf das elektrische Energiespeichersystem möglich.
Weiterhin wird eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder des erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeichersystems in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen einschließlich Hybridfahrzeugen, in stationären elektrischen Energiespeicheranlagen sowie in elektrisch betriebenen Handwerkzeugen offenbart.
Alternativ oder zusätzlich zu den elektrischen beziehungsweise elektrochemischen Modellen können Kennfelder eingesetzt werden, die beispielsweise auf offline berechneten, d.h. im Voraus berechneten Modellen basieren. Somit kann ein Ermittlungsprozess beschleunigt werden, was insbesondere für einen Einsatz des Verfahrens in Fahrzeugen vorteilhaft ist, da dort Rechenzeit- und Speicherausstattung für eine Steuereinheit, auf der das Verfahren gegebenenfalls abläuft, begrenzt sind.
Unter einer elektrischen Energiespeichereinheit kann insbesondere eine elektrochemische Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul mit mindestens einer elektrochemischen Batteriezelle und/oder ein Batteriepack mit mindestens einem Batteriemodul verstanden werden. Zum Beispiel kann die elektrische Energiespeichereinheit eine lithiumbasierte Batteriezelle oder ein lithiumbasiertes Batteriemodul oder ein lithiumbasiertes Batteriepack sein. Insbesondere kann die elektrische Energiespeichereinheit eine Lithium-Ionen-Batteriezelle oder ein Lithium-Ionen-Batteriemodul oder ein Lithium-Ionen-Batteriepack sein. Weiterhin kann die Batteriezelle vom Typ Lithium-Polymer-Akkumulator, Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, Blei-Säure-Akkumulator, Lithium-Luft-Akkumulator oder Lithium-Schwefel-Akkumulator beziehungsweise ganz allgemein ein Akkumulator beliebiger elektrochemischer Zusammensetzung sein. Auch ein Kondensator ist als elektrische Energiespeichereinheit möglich.
Figurenliste
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher ausgeführt.
Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform;
4 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform;
5 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer fünften Ausführungsform;
6 ein elektrisches Energiespeichersysteme gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
7 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer sechsten Ausführungsform.

Ausführungsformen der Erfindung
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten oder gleiche Verfahrensschritte.
1 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform. Dabei wird in einem ersten Schritt S1 jeweils eine Widerstandsgröße für mindestens zwei elektrische Energiespeichereinheiten ermittelt. Auch eine daraus abgeleitete Größe, beispielsweise ein Quotient aus der Widerstandsgröße und einem Normbezugswert, beispielsweise einem Widerstandswert einer nicht gealterten neuen elektrischen Energiespeichereinheit, - im Englischen wird dieser Quotient auch „state of health“ genannt - ist möglich. In einem zweiten Schritt S2 werden die mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten unter Berücksichtigung der jeweiligen ermittelten ersten Widerstandsgröße in Cluster, d.h. Gruppen, eingeteilt. Dies kann beispielsweise bei der Widerstandsgröße über vordefinierte Bereiche für die Widerstandsgröße erfolgen, welche dann die Cluster charakterisieren, ähnlich einem Histogramm. In einem dritten Schritt S3 wird dann für mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit aus einem der Cluster eine SEI-Widerstandsgröße ermittelt, welche Aufschluss gibt über den Widerstand der Solid Electrolyte Interface Schicht an Anode und/oder Kathode der elektrischen Energiespeichereinheit. Dies kann beispielsweise unter Verwendung eines elektrochemischen Modells, beispielsweise des Modells von Doyle, Fuller und Newman oder Abwandlungen davon wie in den genannten Artikeln beschrieben, erfolgen. Beispielsweise beschreiben S. J. Moura, N. A. Chaturvedi, und M. Krstić in dem Artikel „Adaptive Partial Differential Equation Observer for Battery State-of-Charge/State-of-Health Estimation Via an Electrochemical Model", Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Bd. 136, Nr. 1, S. 011015-011015-11, Okt. 2013 eine entsprechendes Vorgehen, womit eine als SEI-Widerstandsgröße interpretierbare Größe ermittelt werden kann. Dadurch kann die elektrische Energiespeichereinheit genauer charakterisiert und ihr Alterungszustand besser eingeschätzt werden, wodurch der Betrieb des elektrischen Energiespeichersystems lebensdaueroptimiert erfolgen kann.
2 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform. Dabei wird in einem ersten Schritt S1a jeweils eine Ladezustandsgröße für mindestens zwei Lithiumionenzellen unter Verwendung eines elektrischen Ersatzschaltbildmodells ermittelt. In einem zweiten Schritt S2a werden die mindestens zwei Lithiumionenzellen unter Berücksichtigung der jeweiligen ermittelten Ladezustandsgröße in Cluster eingeteilt. Dies kann beispielsweise in Abhängigkeit ermittelter minimaler beziehungsweise maximaler Ladezustandsgrößen erfolgen, da diese maßgeblich die Betriebsgrenzen des elektrischen Energiespeichersystems bestimmen. In einem dritten Schritt S3a werden dann für mindestens eine Lithiumionenzelle aus einem der Cluster elektrische Potenziale sowie Lithiumkonzentrationen in Anode, Kathode und Elektrolyt, beispielsweise unter Verwendung eines elektrochemischen Modells wie in den genannten Zeitschriftenbeiträgen und Artikeln beschrieben, ermittelt. In einem vierten Schritt S4 wird unter Verwendung mindestens eines Teils der ermittelten Größen, der elektrischen Potenziale und Lithiumkonzentrationen, ein maximaler beziehungsweise minimaler Grenzwert für einen elektrischen Strom ermittelt, der der mindestens einen Lithiumionenzelle entnommen beziehungsweise zugeführt werden kann. Der so ermittelte Grenzwert dient dazu, das elektrische Energiespeichersystem in einem fünften Schritt S5 derart anzusteuern, dass dieser Grenzwert eingehalten wird. Somit kann insbesondere eine vorzeitige Alterung oder übermäßige Erhitzung der Lithiumionenzelle verhindert werden.
3 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Verfahrensschritte Sla, S2a und S3a entsprechen den zu 2 beschriebenen Verfahrensschritten. An den dritten Verfahrensschritt S3a schließt sich der vierte Schritt S6 an, in dem eine der Lithiumkonzentrationen in Anode oder Kathode in die Basis der in dem ersten Schritt S1a ermittelten Ladezustandsgrößen umgerechnet wird. Dies kann beispielsweise unter Verwendung einer Bezugsgröße einer Lithiumkonzentration sowie einer räumlichen Mittelung der berechneten Lithiumkonzentrationen erfolgen, da in elektrochemischen Modellen für Lithiumionenzellen die entsprechenden Größen oft räumlich verteilt sind, d.h. durch partielle Differenzialgleichungen beschrieben werden. Die räumliche Mittelung dient nun dazu, eine einzelne Ladezustandsgröße zu berechnen, wie sie typischerweise aus einem elektrischen Ersatzschaltbild gewonnen wird. Entsprechende Realisierungen sind in dem Artikel von Moura et al. und dem Zeitschriftenbeitrag von Klein et al. in den IEEE Transactions on Control Systems Technology zu finden. Sofern für die Lithiumionenzelle, deren Lithiumkonzentrationen berechnet wurden, bereits eine Ladezustandsgröße vorliegt und diese in einem gewissen zeitlichen Zusammenhang zu den ermittelten Lithiumkonzentration steht, das heißt beispielsweise dieselben Messwerte verwendet, wird in einem fünften Schritt S7 eine Differenzgröße zwischen der transformierten Lithiumkonzentration und der Ladezustandsgröße ermittelt. Andernfalls wird die entsprechende Ladezustandsgröße ermittelt, beispielsweise unter Verwendung derselben Messwerte, und damit die Differenzgröße in dem fünften Schritt S7 ermittelt. Anschließend wird in einem sechsten Schritt S8 ein Korrekturfaktor zur Korrektur der Ladezustandsgröße, d.h. der aus dem elektrischen Ersatzschaltbild ermittelten Größe, ermittelt, wobei die Differenzgröße berücksichtigt wird. Dies kann beispielsweise mittels eines Luenberger-Beobachters oder eines Kalman-Filters erfolgen. In einem siebten Schritt S9 wird anschließend die in dem ersten Schritt S1a ermittelte Ladezustandsgröße mittels des Korrekturfaktors geändert. Es ist beispielsweise auch möglich, den Korrekturfaktor zur Korrektur aller verfügbaren Ladezustandsgrößen eines Clusters zu verwenden, um die Genauigkeit der Ladezustandsgrößenermittlung mittels des elektrischen Ersatzschaltbildmodells zu verbessern.
4 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform. Die Verfahrensschritte Sl, S2 und S3 entsprechen den zu 1 beschriebenen Verfahrensschritten. In einem vierten Schritt S10 wird die SEI-Widerstandsgröße für jede der elektrischen Energiespeichereinheiten in dem Cluster ermittelt, beispielsweise analog zu den in den genannten Artikeln und Zeitschriftenbeiträgen beschriebenen Verfahren. Anschließend erfolgt in einem fünften Schritt S11 die Ermittlung einer Abweichung für jede der ermittelten SEI-Widerstandsgrößen von einem Mittelwert, der durch eine Mittelwertberechnung aus den ermittelten SEI-Widerstandsgrößen berechnet wurde. Beispielsweise kann auch eine andere Größe als die in dem dritten Schritt S3 ermittelte SEI-Widerstandsgröße ermittelt werden. Durch die Ermittlung der Abweichung kann insbesondere abgeschätzt werden, ob eine der elektrischen Energiespeichereinheiten in absehbarer Zeit einem anderen Cluster zugeordnet werden muss. Diese kann dann gegebenenfalls genauer untersucht werden.
5 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer fünften Ausführungsform. Die Verfahrensschritte Sl, S2 und S3 entsprechen den zu 1 beschriebenen Verfahrensschritten. In einem vierten Schritt S12 wird eine Widerstandsgrößendifferenz für mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit aus einem der Cluster ermittelt, wobei die Widerstandsgrößendifferenz die Differenz zwischen zwei Werten der Widerstandsgröße angibt, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelt wurden. Falls die Widerstandsgrößendifferenz einen vordefinierten Widerstandsgrößendifferenzschwellenwert überschreitet, wird in einem fünften Schritt S13 für diese elektrische Energiespeichereinheiten eine SEI-Widerstandsgröße, beispielsweise mittels eines elektrochemischen Modells wie von Moura et al. in dem oben genannten Artikel beschrieben, ermittelt. Diese Verfahrensschritte werden bevorzugt auf die elektrischen Energiespeichereinheiten an den Clusterrändern, inbesondere auf die die Clusterränder definierenden elektrischen Energiespeichereinheiten beziehungsweise auf die ersten zwei oder drei elektrischen Energiespeichereinheiten am jeweiligen Clusterrand angewandt, da diese die Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichersystems in besonderer Weise bestimmen.
6 zeigt ein elektrisches Energiespeichersystem 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Eine Vielzahl von elektrischen Energiespeichereinheiten 3 ist in Reihenschaltung miteinander elektrisch leitend verbunden, um eine elektrische Last 2 mit elektrischer Energie zu versorgen. Über einen Analog-Digital-Konverter 4 werden verschiedene Messdaten, die beispielsweise Spannungen, Ströme und/oder Temperaturen repräsentieren, eingelesen und einer elektronischen Steuereinheit 9 zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt. Unter der elektronischen Steuereinheit kann insbesondere ein elektronisches Steuergerät, welches beispielsweise einen Mikrocontroller und/oder einen applikationsspezifischen Hardwarebaustein, z.B. einen ASIC, umfasst, verstanden werden, aber ebenso kann darunter ein Personalcomputer oder eine speicherprogrammierbare Steuerung fallen. Auf dieser elektronischen Steuereinheit 9 laufen die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ab. In Block 5 sind die Verfahrensschritte betreffend eine erste Zustandsgröße implementiert. Beispielsweise ist in Block 51 die Ermittlung der jeweils mindestens einen ersten Zustandsgröße für mindestens zwei elektrische Energiespeichereinheiten 3 implementiert. In Block 52 erfolgt die Einteilung in Cluster unter Berücksichtigung der jeweiligen mindestens einen ermittelten ersten Zustandsgröße. In Block 6 sind die Verfahrensschritte implementiert, die eine zweite Zustandsgröße ermitteln und weiterverarbeiten. In Block 61 wird beispielsweise die mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit 3 in mindestens einem der Cluster ausgewählt, für die eine zweite Zustandsgröße ermittelt wird. Alternativ kann auch ein ganzes Cluster oder eine Untermenge an elektrischen Energiespeichereinheiten eines Clusters ausgewählt werden, welche dann eine sogenannten „virtuelle Durchschnittsenergiespeichereinheit“ bilden, wobei die im Schritt 62 verwendeten Messdaten für diese virtuelle Durchschnittsenergiespeichereinheit beispielsweise durch Mittelwertbildung der Messdaten der entsprechenden Energiespeichereinheiten zusammengeführt werden. Die Ermittlung geschieht in Block 62 unter zumindest teilweiser Verwendung der Messdaten, die mittels des Analog-Digital-Konverters 4 eingelesen wurden. In einem Block 63 erfolgt die Transformation der mindestens einen zweiten Zustandsgröße in die Basis der ersten Zustandsgröße und in einem Block 64 eine Ermittlung mindestens eines Grenzwertes einer dritte Zustandsgröße, beispielsweise für den elektrischen Strom, der durch die elektrischen Energiespeichereinheiten 3 fließen kann, ohne diese übermäßig altern zu lassen oder gar zu schädigen. In einem Block 7 werden die Ergebnisse aus den Blöcken 5, 6 gegebenenfalls kombiniert beziehungsweise auf Plausibilität geprüft und dann zur Steuerung einer Leistungselektronik 8 verwendet.
7 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer sechsten Ausführungsform. In einem ersten Schritt S71 werden Messdaten eines elektrischen Energiespeichersystems, welches mehrere elektrische Energiespeichereinheiten umfasst, eingelesen, unter anderem Spannungsmesswerte, Strommesswerte und Temperaturmesswerte. In einem zweiten Schritt S72 werden für alle elektrischen Energiespeichereinheiten mehrere erste Zustandsgrößen, umfassend eine Ladezustandsgröße und eine Innenwiderstandsgröße, ermittelt, beispielsweise mittels eines Ersatzschaltbildmodells, einer geeigneten Beobachterstruktur und einem geeigneten Algorithmus zur Parameterbestimmung, beispielsweise Recursive Least Squares. In einem dritten Schritt S73 werden unter Berücksichtigung dieser Zustandsgrößen unterschiedliche Cluster für die elektrischen Energiespeichereinheiten gebildet. Ein Cluster kann dabei beispielsweise eine elektrische Energiespeichereinheit, zwei elektrische Energiespeichereinheiten oder, je nach Anzahl der elektrischen Energiespeichereinheiten in dem Energiespeichersystem, auch mehrere zehn oder mehrere hundert elektrische Energiespeichereinheiten umfassen. In einem vierten Schritt S74 wird ein Cluster ausgewählt und je nach Anzahl der elektrischen Energiespeichereinheiten eine, mehrere oder alle elektrischen Energiespeichereinheiten innerhalb des Clusters ausgewählt. Die zu den ausgewählten elektrischen Energiespeichereinheiten gehörenden Messdaten werden dann beispielsweise durch Mittelwertbildung so aufbereitet, dass sie zur Berechnung einer sogenannten virtuellen Durchschnittsenergiespeichereinheit verwendet werden können. In einem fünften Schritt S75 werden dann mittels der aufbereiteten Messdaten für die virtuelle Durchschnittsenergiespeichereinheit verschiedene zweite Zustandsgrößen, darunter elektrische Potenziale und Lithiumkonzentrationen innerhalb der Elektroden und eines Elektrolyten, ermittelt. Dazu kann ein elektrochemisches Modell mit einer entsprechenden Beobachterstruktur verwendet werden. Anschließend werden in einem sechsten Schritt S76 unter Berücksichtigung der ermittelten zweiten Zustandsgrößen erste Grenzwerte für Strom und/oder Spannung für den Betrieb des elektrischen Energiespeichersystems beziehungsweise einer einzelnen elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. In einem siebten Schritt S77 werden die ermittelten zweiten Zustandsgrößen transformiert beziehungsweise dahingehend interpretiert, dass sie anschließend mit den ermittelten ersten Zustandsgröße vergleichbar sind. Dies kann beispielsweise wie nachstehend für eine Lithiumkonzentration in der Anode und den Ladezustand beschrieben durchgeführt werden, siehe auch der Zeitschriftenbeitrag von Klein et al. in den IEEE Transactions on Control Systems Technology: $S O C = \frac{1}{L} \int_{0}^{L} \frac{c_{s} (x)}{c_{s, m a x}} d x,$
wobei hier L die Dicke einer Anodenlage in Metern, c_s(x) die Lithiumkonzentration innerhalb der Anodenlage in Mol pro Kubikmeter und c_s,max eine maximal mögliche Lithiumkonzentration beziehungsweise allgemein eine Bezugslithiumkonzentration in Mol pro Kubikmeter darstellt. Anschließend werden in einem achten Schritt S78 unter Berücksichtigung der ermittelten ersten Zustandsgröße zweite Grenzwerte für Strom und/oder Spannung für den Betrieb des elektrischen Energiespeichersystems beziehungsweise einer einzelnen elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Anschließend werden die ermittelten ersten Grenzwerte und die ermittelten zweiten Grenzwerte zusammengeführt, wobei beispielsweise nur die niedrigsten beziehungsweise die unkritischsten Grenzwerte berücksichtigt werden, sodass das elektrische Energiespeichersystem mit sehr großer Wahrscheinlichkeit innerhalb der zulässigen Grenzwerte betrieben wird. Anschließend wird das elektrische Energiespeichersystem derart über eine Leistungselektronik angesteuert, dass die zusammengeführten Grenzwerte, das heißt Strom- und/oder Spannungsgrenzwerte, von dem elektrischen Energiespeichersystem beziehungsweise den elektrischen Energiespeichereinheiten eingehalten werden. Alternativ kann die Berechnung der ersten Zustandsgrößen und der zweiten Zustandsgrößen beispielsweise auch parallel erfolgen. Das Clustern ermöglicht somit unter anderem den Einsatz rechenintensiver Algorithmen, da beispielsweise ein elektrisches Energiespeichersystem mit 200 elektrischen Energiespeichereinheiten nur drei Cluster aufweist, für die jeweils nur drei virtuelle Energiespeichereinheiten mit rechenintensiven Algorithmen berechnet werden müssen im Gegensatz zu 200 elektrischen Energiespeichereinheiten bei einer Einzelbetrachtung. Anstatt einer virtuellen Energiespeichereinheit pro Cluster können auch direkt ein oder mehrere elektrische Energiespeichereinheiten pro Cluster betrachtet werden, wodurch eine Aufbereitung und Mittelwertbildung der entsprechenden Messdaten nicht mehr unbedingt erforderlich ist.
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

DE 102010039915 A1 [0003]
DE 102010030491 A1 [0004]
DE 102008041103 A1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Algorithms for Advanced Battery-Management Systems“, IEEE Control Systems Magazine, Bd. 30, Nr. 3, S. 49-68, Juni 2010 von N. Chaturvedi, R. Klein, J. Christensen, J. Ahmed, und A. Kojic [0010]
„Electrochemical Model Based Observer Design for a Lithium-Ion Battery“, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Bd. 21, Nr. 2, S. 289-301, März 2013 von R. Klein, N. A. Chaturvedi, J. Christensen, J. Ahmed, R. Findeisen, und A. Kojic [0010]
H. He, R. Xiong, und J. Fan in dem Artikel „Evaluation of Lithium-Ion Battery Equivalent Circuit Models for State of Charge Estimation by an Experimental Approach“, Energies, Bd. 4, Nr. 12, S. 582-598, März 2011 [0010]
S. J. Moura, N. A. Chaturvedi, und M. Krstić in dem Artikel „Adaptive Partial Differential Equation Observer for Battery State-of-Charge/State-of-Health Estimation Via an Electrochemical Model“, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Bd. 136, Nr. 1, S. 011015-011015-11, Okt. 2013 [0028]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems (1), umfassend eine Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten (3), umfassend folgende Schritte: a) Ermitteln jeweils mindestens einer ersten Zustandsgröße für mindestens zwei elektrische Energiespeichereinheiten (3); b) Einteilen der mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten (3) in Cluster unter Berücksichtigung der jeweiligen mindestens einen ermittelten ersten Zustandsgröße; c) Ermitteln mindestens einer zweiten Zustandsgröße für mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit (3) mindestens eines der Cluster.
Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend folgende Schritte: d) Ermitteln mindestens eines Grenzwertes für mindestens eine dritte Zustandsgröße des elektrischen Energiespeichersystems (1) unter Berücksichtigung von mindestens einer der ersten Zustandsgrößen und/oder unter Berücksichtigung der mindestens einen zweiten Zustandsgröße; e) Ansteuern des elektrischen Energiespeichersystems (1) derart, dass der mindestens eine ermittelte Grenzwert für die mindestens eine dritte Zustandsgröße von dem elektrischen Energiespeichersystem (1) eingehalten wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend folgenden Schritt: f) Transformieren der mindestens einen zweiten Zustandsgrößen in die Basis der mindestens einen ersten Zustandsgröße; g) Ermitteln mindestens einer Differenzgröße zwischen der mindestens einen transformierten zweiten Zustandsgröße und der entsprechenden mindestens einen ersten Zustandsgröße; h) Ermitteln mindestens eines Korrekturfaktors zur Korrektur der entsprechenden mindestens einen ersten Zustandsgröße unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen Differenzgröße; i) Ändern der entsprechenden mindestens einen ersten Zustandsgröße mittels des Korrekturfaktors.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine erste Zustandsgröße eine elektrische Spannung, einen Ladezustand, eine Temperatur, einen elektrischen Widerstand, eine Kapazität und/oder daraus abgeleitete Zustände umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine zweite Zustandsgröße ein elektrisches Potential, eine Stoffkonzentration, eine Temperatur, eine den Elektrodenaufbau und/oder den Elektrolyten kennzeichnende Kenngröße und/oder daraus abgeleitete Zustände umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine erste Zustandsgröße und die mindestens eine zweite Zustandsgröße nicht die gleichen Zustände repräsentieren.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine dritte Zustandsgröße eine elektrische Spannung und/oder einen elektrischen Strom und/oder daraus abgeleitete Zustände umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend folgende Schritte: j) Ermitteln mindestens einer zweiten Zustandsgröße für jede der elektrischen Energiespeichereinheiten (3) in einem der Cluster; k) Ermitteln einer jeweiligen Abweichung der jeweiligen mindestens einen zweiten Zustandsgröße von einem Bezugswert, der aus den zweiten Zustandsgrößen der elektrischen Energiespeichereinheiten (3) in dem Cluster ermittelt wurde.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend folgende Schritte: I) Ermitteln mindestens einer ersten Zustandsgrößendifferenz für mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit (3) aus einem der Cluster, wobei die erste Zustandsgrößendifferenz die Differenz zwischen zwei Werten der ersten Zustandsgröße angibt, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelt wurden; m) Ermitteln mindestens einer zweiten Zustandsgröße für die jeweilige elektrische Energiespeichereinheit (3), deren zugehörige erste Zustandsgrößendifferenz einen vordefinierten Zustandsgrößendifferenzschwellenwert überschreitet.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die entsprechenden ermittelten Größen in einem Datenspeicher abgelegt werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Verfahrensschritt kontinuierlich und/oder nach vordefinierten Zeiträumen durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ermittlung der ersten Zustandsgröße ein Ersatzschaltbildmodell und zur Ermittlung der zweiten Zustandsgröße ein elektrochemisches Modell verwendet wird.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, wobei das Computerprogramm eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.
Elektronische Steuereinheit (9), die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.
Elektrisches Energiespeichersystem (1), umfassend eine Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten (3) und eine elektronische Steuereinheit (9) gemäß Anspruch 14.
Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 oder eines elektrischen Energiespeichersystems (1) gemäß Anspruch 15 in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen einschließlich Hybridfahrzeugen, in stationären elektrischen Energiespeicheranlagen sowie in elektrisch betriebenen Handwerkzeugen.