DE102017115766A1

DE102017115766A1 - Verfahren und System zum Betreiben einer Speichereinheit

Info

Publication number: DE102017115766A1
Application number: DE102017115766.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Kohs; Heiner Schmeck
Original assignee: CTC cartech Co GmbH
Current assignee: Ct Battery De GmbH
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2019-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Speichereinheit (500), insbesondere einer Batterie oder eines Kondensators, mit einem lokalen Steuergerät (100) zum Steuern und/oder Regeln zumindest des Ladeverhaltens und/oder Entladeverhaltens der Speichereinheit (500), wobei das Steuergerät (100) sein Steuer- und/oder Regelverhalten abhängig von wenigstens einer aktuellen und/oder zu erwartenden gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft (SOB, SOH, RUL, SOV) der Speichereinheit (500) anpasst.Ferner betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Steuern und/oder Regeln des Ladeverhaltens und/oder Entladeverhaltens einer Speichereinheit, sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Speichereinheit, die in wenigstens einer speicherspezifischen Anwendung verwendet wird, sowie ein System und ein Steuergerät zur Ausführung eines solchen Verfahrens.
Es ist bekannt, dass Speichereinheiten, wie beispielsweise Lithium-IonenBatterien, wie sie heute im Fahrzeugbereich eingesetzt werden, einem Alterungsverhalten unterliegen, das sehr stark vom chemisch-physikalischen Aufbau der Speichereinheit sowie dem Einsatzprofil der Speichereinheit abhängt. Dazu kommen stochastische Vorgänge im chemischen System der Speichereinheit, welche von dem spezifischen Einzelfall abhängen und das Alterungsverhalten der Speichereinheit beeinflussen. Nicht direkt messbare Batteriezustandsgrößen, wie beispielsweise Alterungszustand oder Ladezustand sowie Innenwiderstand, beeinflussen wesentlich das Batterieverhalten und sind daher wichtige Parameter für eine Ladekontrolle und eine Entladeüberwachung. Der Ladezustand wird von der Batteriesteuerelektronik, dem Battery Management System (kurz: BMS) erfasst und stellt eine nützliche Information für den Anwender dar. So kann dieser sein Benutzerverhalten dem Ladezustand anpassen und auf diese Weise die Lebensdauer der Speichereinheit verlängern.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zu schaffen, welches das Betreiben einer Speichereinheit für wenigstens eine speicherspezifische Anwendung verbessert.
Eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen, ein System zur Ausführung eines solchen Verfahrens zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen, ein Steuergerät zur Ausführung eines solchen Verfahrens zu schaffen.
Die Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Es wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Speichereinheit mit einem lokalen Steuergerät zum Steuern und/oder Regeln des Ladeverhaltens und/oder Entladeverhaltens der Speichereinheit vorgeschlagen, wobei das Steuergerät sein Steuer- und/oder Regelverhalten abhängig von wenigstens einer aktuellen und/oder zu erwartenden gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft der Speichereinheit anpasst.
Die Speichereinheit kann insbesondere eine elektrische Speichereinheit, insbesondere eine Batterie, ein Superkondensator, oder ein elektrischer Kondensator sein.
Die gebrauchsrelevante Speichereigenschaft der Speichereinheit kann insbesondere wenigstens eine der Größen Speicherzustand, Alterungszustand, Restwert und Restlebensdauer der Speichereinheit umfassen. Der Speicherzustand kann bei einer elektrischen Speichereinheit wie einer Batterie auch als „State of Battery“, hier abgekürzt SOB, bezeichnet werden und soll eine allgemeine summarische Leistungsfähigkeit der Speichereinheit darstellen, die beispielsweise eine Batterie sein kann. Der Alterungszustand wird im allgemeinen Sprachgebrauch auch als „State of Health“, abgekürzt SOH, bezeichnet. Der Restwert wird im üblichen Sprachgebrauch auch als „State of Value“, abgekürzt SOV, bezeichnet. Die Restlebensdauer wird im üblichen Sprachgebrauch auch als „Remaining Useful Lifetime“, abgekürzt RUL, bezeichnet.
Der Batteriezustand SOB umfasst dabei insbesondere den Alterungszustand SOH. Welcher Alterungszustand für welche Anwendung der Speichereinheit akzeptabel oder noch akzeptabel ist, kann von der spezifischen Anwendung der Speichereinheit abhängen. Beispielsweise kann eine Batterie, welche nur noch 80% SOH aufweist, also nicht mehr die volle Leitungsfähigkeit aufweist, im Automobilbereich bereits zu einer Ausmusterung führen.
Der Restwert SOV der Speichereinheit dient der Entscheidung, in welcher Anwendung die Speichereinheit als neue Verwendung einen maximalen Restwert hat. Das Ziel der Restwertbestimmung der Batterie liegt in der Optimierung der Gesamtkosten „Total Cost of Ownership“ (kurz: TCO).
Aus den gewonnenen gebrauchsrelevanten Speichereigenschaften lässt sich vorteilhaft ableiten, ob die Speichereinheit zwar in der einen Anwendung, etwa als Traktionsbatterie in einem Fahrzeug, nicht mehr ökonomisch verwendbar ist, aber in einer anderen Anwendung, etwa im stationären Bereich, noch sinnvoll eingesetzt werden kann, was bei den hohen Preisen beispielsweise der Fahrzeugbatterien kosteneffizient ist.
Die Speichereinheit kann insbesondere eine Batterie sein, beispielsweise eine Traktionsbatterie. In einer anderen Ausgestaltung kann die Speichereinheit als Kondensator, insbesondere als Superkondensator ausgebildet sein. Das lokale Steuergerät kann vorzugsweise ein üblicherweise vorgesehenes Batteriesteuergerät sein, das häufig auch als Batteriemanagementsystem bezeichnet wird.
Vorteilhaft kann das lokale Steuergerät Betriebsparameter der Speichereinheit anwendungs- und situationsabhängig setzen. Dies wird ermöglicht durch Analyse des Lastprofils der Speichereinheit, insbesondere von einem oder mehreren externen Alterungsfaktoren, wie z.B. Entladerate, Laderate, Temperatur, Entladetiefe („Depth of Discharge“, abgekürzt DOD), Ladezustand („State of Charge“, abgekürzt SOC), insbesondere dem maximalen Ladezustand und/oder dem durchschnittlichen Ladezustand, und der Analyse des Batterieverhaltens auf Zellebene der Speichereinheit. Die Analyse kann mit einem einfachen Speichermodell erfolgen, das im lokalen Steuergerät ausgeführt werden kann.
Die externen Alterungsfaktoren betreffen die Einflüsse auf die Speichereinheit. Im Prinzip werden diese externen Alterungsfaktoren durch die Messungen aufgezeichnet. Das Verhalten der Speichereinheit, z.B. wie stark die Spannung unter Belastung einbricht und dergleichen, kann dann durch Speichermodelle, z.B. Batteriemodelle, modelliert werden. Dies ergibt die Parameter der Speichereinheit, z.B. Innenwiderstand, Relaxationszeiten der elektrochemischen Prozesse, Warburg-Impedanz (Diffusion) und dergleichen.
Vorteilhaft kann das Speichermodell, insbesondere Batteriemodell, selbstlernend sein. Daten werden im Labor erzeugt und daraus ein physikalisch-empirisches (Grund-) Modell entwickelt. Daten werden im Feld gemessen und dienen zur Verbesserung des Speichermodells, woraus ein erweitertes selbstlernendes Speichermodell gebildet wird.
Das lokale Steuergerät kann vorteilhaft in der Lage sein, erfasste Daten vorzukonditionieren. Beispielsweise können die erfassten Daten geglättet werden und Störungen herausgefiltert werden. Ebenso kann das Steuergerät dazu vorgesehen sein, eine intelligente Anpassung der Zykluszeit bei der Datenerfassung, etwa eine schnelle Zykluszeit bei einem dynamischen Lastprofil der Speichereinheit und eine langsame Zykluszeit in anderen Bereichen, z.B. bei konstanter Geschwindigkeit in der Ebene bei einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs, vorzunehmen. Das lokale Steuergerät kann vorteilhaft die Aufnahme und Vorkonditionierung der Messdaten dynamisch an eine Dynamik des Lastprofils anpassen. Auch kann eine Anpassung der Zykluszeit der Messungen anhand der Analyse von aufgenommenen Messdaten adaptiert werden, um die Aussagekraft der Messungen zu erhöhen.
Die Daten können dann an eine Zentraleinheit, etwa ein zentrales Serversystem z.B. mit Cloud-Technologie, gesendet werden. Dort können die Daten durch komplexe Algorithmen mittels einem oder mehreren zweiten Speichermodellen ausgewertet und zurückgesendet werden. Das lokale Steuergerät kann sich aufgrund dieses Vorgangs ständig neu adaptieren. Zudem können Aktualisierungen und Funktionshübe, also die Lade-/Entladehöhe an elektrischer Ladung pro Lade-/Entladevorgang, ebenfalls von Seiten der Zentraleinheit eingespielt werden. Das lokale Steuergerät kann also ständig online sein, Daten senden und kann permanent Parameter zur Einstellung des optimalen Betriebspunkts der Speichereinheit empfangen.
Vorteilhaft kann das lokale Steuergerät den Nutzer der Speichereinheit über die Anpassung des Steuer- und/oder Regelverhaltens informieren und/oder über die Ergebnisse der Analyse der wenigstens einen gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft (SOB, SOH, RUL, SOV) der Speichereinheit in Kenntnis setzen. Optional kann, falls die Speichereinheit eine gemietete Fahrzeugbatterie ist, ein Vermieter der Fahrzeugbatterie über die wenigstens eine gebrauchsrelevante Speichereigenschaft der Fahrzeugbatterie informiert werden.
In der nicht vorveröffentlichen DE 102016107528 A1 sind ein System und ein Verfahren vorgeschlagen, welches vorteilhaft in der Zentraleinheit in Kombination mit dem vorgeschlagenen Verfahren eingesetzt werden kann. Das dort beschriebene System und Verfahren werden zur Bewertung eines Zustands und/oder eines Wertes einer Speichereinheit eingesetzt, die in wenigstens einer speicherspezifischen Anwendung verwendet wird. Dabei wird wenigstens ein Parameter des Alterungszustands der Speichereinheit zu einem ersten Zeitpunkt erfasst; die erfassten Parameter werden mit einem Batteriemodell zum Ableiten von Alterungsfaktoren abgeglichen, welche mit einem Betrieb in der speicherspezifischen Anwendung korreliert sind. Das Batteriemodell umfasst dabei ein Speichermodell und/oder ein empirisches Speichermodell. Wenigstens ein für die speicherspezifische Anwendung charakteristisches elektrisches Lastprofil eines oder mehrerer Speichereinheiten wird aus den Messdaten im Betrieb berechnet und in der Anwendung erfasst, wobei das erfasste Lastprofil für die Anwendung zum Analysieren der gegenseitigen Abhängigkeiten der bestimmbaren Parameter der Speichereinheit gewichtet wird. Der Zustand der Speichereinheit für die Anwendung wird auf der Basis der Alterungsfaktoren für einen zukünftigen Zeitpunkt prognostiziert.
Das in der DE 102016107528 A1 beschriebene Verfahren baut dabei auf mehreren Schritten auf. Basierend auf einem beispielsweise mit Hilfe statistisch geplanter Alterungsversuche im Labor entwickelten Batteriemodell gelingt eine Beschreibung der Alterung einer Speichereinheit in Abhängigkeit des Batteriezustands und externer Alterungsfaktoren durch Betrieb der Speichereinheit in ihrer spezifischen Anwendung. Wenigstens ein Prüfstand ist an einen zentralen Server mit einer Datenbank angebunden, auf dem das Batteriemodell zentral läuft. Die Datenbank kann vorteilhaft als selbstlernende Datenbank ausgeführt sein. Messwerte, die mit dem Prüfstand von einer Speichereinheit erzeugt werden, werden auf den Server geladen. Das Batteriemodell wird durch Verarbeitung der Messwerte adaptiert, etwa indem entsprechende Daten in einer selbstlernenden Datenbank erzeugt werden. In einem dritten Schritt kann auf diese Weise unter Bezug auf das adaptierte Batteriemodell eine Lebensdauer der Speichereinheit in einer spezifischen Anwendung prognostiziert werden. So kann das Batteriemodell mit hoher Genauigkeit erstellt werden, in dem eine Abwägung der gewünschten Genauigkeit gegen den benötigten Zeitaufwand getroffen wird. Der gegenwärtige Alterungszustand oder Wert der Speichereinheit kann relativ schnell, beispielsweise in einem Schnelltest bestimmt werden. Dann kann bei der Prognose über die weitere Alterung eine langfristige Vorhersage über die Entwicklung des weiteren Alterungszustands oder der Wertentwicklung getroffen werden.
Auf diese Weise ist in der DE 102016107528 A1 ein zuverlässiges Alterungsmodell der Speichereinheit für den Betrieb in einer spezifischen Anwendung ableitbar. Mit Hilfe des Speichermodells werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebrauchsrelevante Batterieparameter ermittelt. Aus der Veränderung dieser Parameter wird ein Batteriezustand SOB ermittelt. Die Einflüsse externer Alterungsfaktoren auf diese Parameter werden durch das empirische Batteriemodell modelliert. Der SOB lässt sich dann als Funktion der Zeit darstellen. Ein empirisch-physikalisches Modell der Speichereinheit weist dabei die Vorteile auf, dass es einen Bezug zur Physik hat, übertragbar auf unterschiedliche Batterietypen ist, statistisch abgesichert ist, Orthogonalität der Korrelationskoeffizienten beinhaltet und geringen Testaufwand durch statistische Versuchsplanung erfordert.
Parameter eines Alterungszustands der Speichereinheit können beispielsweise ein ohmscher Widerstand, oder eine elektrische Rest-Kapazität sein. Messdaten eines Spannungsverlaufs bei einem Rechteckpuls, oder eines Impedanzspektrums können mit einem physikalischen und/oder einem empirischen Batteriemodell abgeglichen und daraus die Alterungsparameter bestimmt werden. Dabei können Ersatzschaltbilder verwendet werden, beispielsweise unter Berücksichtigung einer, für Systeme gebräuchliche, Warburg-Impedanz zur verbesserten Beschreibung der Diffusion der Ladungsträger, einer Butler-Volmer-Gleichung für eine Ladungsübergangsreaktion, einer Nernst-Gleichung für die Überspannung an den Elektroden, einem zweiten Fick'schen Gesetz für die kugelförmige Diffusion an den Elektroden, sowie einer Faraday'schen Impedanz der Elektrodenoberflächen. Eine Messung der Effekte liefert so beispielsweise bei Lithium-Ionenbatterien die Auswirkung einer Li-Ionen-Konzentration auf das Elektrodenpotential, die Kapazitätsverteilung durch Elektrodenporosität, sowie das Wachstum einer Fest-Elektrolyt-Zwischenschicht, auch als „solid electrolyte interface“ (SEI)-Schicht bezeichnet, die bei Li-Ionen-Systemen auftreten kann.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Schritte vorgesehen sein (i) Erfassen von Betriebsdaten der Speichereinheit durch das lokale Steuergerät;
(ii) Analysieren der Betriebsdaten mit einem ersten Speichermodell; (iii) Erzeugen wenigstens eines Betriebsparameters aufgrund der analysierten Betriebsdaten der Speichereinheit; (iv) Einstellen wenigstens eines Betriebspunkts der Speichereinheit durch das lokale Steuergerät abhängig von dem wenigstens einen erzeugten Betriebsparameter. Dabei beeinflusst der Betriebsparameter das Ladeverhalten und/oder Entladeverhalten und/oder eine thermische Konditionierung der Speichereinheit.
Vorteilhaft kann der wenigstens eine Betriebsparameter das Ladeverhalten und/oder Entladeverhalten der Speichereinheit beeinflussen.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt kann das Analysieren der Betriebsdaten und/oder das Erzeugen des wenigstens einen Betriebsparameters wenigstens zeitweise im lokalen Steuergerät durchgeführt werden. Dies kann mit einem einfachen Algorithmus eines ersten Speichermodells erfolgen, der weniger komplex ist als ein Algorithmus eines zweiten Speichermodells, der beispielsweise in der Zentraleinheit eingesetzt werden kann. Dies ermöglicht ein Adaptieren des lokalen Steuergeräts auch dann, wenn keine Verbindung zur Zentraleinheit besteht oder herstellbar ist.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt können die Betriebsdaten wenigstens zeitweise an eine Zentraleinrichtung entfernt vom Einsatzort der Speichereinheit übermittelt werden und das Analysieren der Betriebsdaten und/oder das Erzeugen des wenigstens einen Betriebsparameters in der Zentraleinrichtung durchgeführt und der wenigstens eine Betriebsparameter an das lokale Steuergerät übermittelt werden.
Vorteilhaft kann die Zentraleinrichtung die übermittelten Daten mit komplexen Algorithmen eines oder mehrerer zweiter Speichermodelle auswerten und die wenigstens eine gebrauchsrelevante Speichereigenschaft der Speichereinheit ermitteln. Ebenso ist es möglich, aus den erhaltenen Daten und weiteren Parametern, etwa Erfahrungswerten anderer, vergleichbarer Speichereinheiten in einer vergleichbaren Einsatzumgebung, die Entwicklung der wenigstens einen gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft der Speichereinheit zumindest für eine gewisse Zeit zu prognostizieren. Daraus können Analysedaten generiert werden, die an das lokale Steuergerät übermittelt und dort zur Anpassung des Steuer- und/oder Regelverhaltens des Steuergeräts verwendet werden. Vorteilhaft können erste und/oder zweite Speichermodelle selbstlernend sein.
Vorteilhaft kann weiter anhand von im Labor gewonnenen Messdaten ein erstes physikalisch-empirischen Basismodell, beispielsweise als erstes Speichermodell erstellt und parametriert werden. Anhand von im Feld gewonnenen Messdaten, beispielsweise von einer Flotte von Batterienutzern, beispielsweise Fahrzeugen, kann das Basismodell verbessert und Modellparameter angepasst werden. Bevorzugt kann eine solche Anpassung und Verbesserung des Speichermodells mit Hilfe selbstlernender Algorithmen erfolgen.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt können die Betriebsdaten wenigstens einen der folgenden Parameter der Speichereinheit umfassen: Laderate, Entladerate, Temperatur, maximaler Ladezustand, durchschnittlicher Ladezustand, Entladetiefe.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt kann das lokale Steuergerät direkt oder indirekt mit wenigstens einer entfernten Diagnoseeinrichtung kommunizieren, insbesondere drahtlos kommunizieren, wobei das lokale Steuergerät einen Diagnosemodus zur Diagnose der wenigstens einen aktuellen gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft der Speichereinheit ausführen kann, der durch die Diagnoseeinrichtung aktiviert wird. Dieser Verfahrensschritt kann optional einen eigenständigen Aspekt der Erfindung darstellen.
Vorteilhaft kann die wenigstens eine gebrauchsrelevante Speichereigenschaft der Speichereinheit beispielsweise bei einer Wartung etwa in einer Servicestelle oder Werkstatt geprüft werden, ohne dass die Speichereinheit im üblichen Gebrauch ist, beispielsweise bei einer Fahrzeugbatterie bei stillstehendem Fahrzeug, im ausgebauten Zustand oder dergleichen.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt kann die Speichereinheit im Diagnosemodus mit einem oder mehreren Lastprofilen beaufschlagt und die Reaktion der Speichereinheit vom lokalen Steuergerät erfasst werden. Hiermit kann eine gezielte Analyse der Speichereinheit erfolgen und Aussagen zur wenigstens einen gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft der Speichereinheit zuverlässiger werden.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt kann das lokale Steuergerät Messungen von mehreren Lastprofilen zusammenfassen und an die Zentraleinrichtung senden. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung der Analyse der wenigstens einen gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft der Speichereinheit. Vorteilhaft kann das lokale Steuergerät die Betriebsdaten der Speichereinheit erfassen und mit einem ersten Model analysieren.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt können Messungen mehrerer Lastprofile in zeitlichen Abständen vorgenommen werden, welche von einer Messdauer eines Lastprofils abweichend sind, und/oder wobei zur Messung Strompulse mit variierenden Abständen zueinander angelegt werden. Auf diese Weise lässt sich die zeitliche Auflösung der Messdaten verbessern und damit die Aussagekraft der Messungen erhöhen. Außerdem können auf diese Weise Messartefakte durch Aliasing-Effekte bei der Bestimmung von Frequenzspektren reduziert werden. Wird alternativ oder zusätzlich zur Messung mehrmalig ein gleicher Strompuls angelegt, kann durch die wiederholte Messung der Batterieantwort auf identische Strompulse mehrere Punkte des Verlaufs der Batterieantwort gemessen und damit die Abtastrate verbessert werden.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt kann das lokale Steuergerät ein Verhalten einzelner Zellen der Speichereinheit analysieren und Diagnosedaten an die Zentraleinrichtung senden. Damit können einzelne Zellen gezielt überwacht werden und beispielsweise ein Ladungsausgleich der Speichereinheit über mehrere Zellen initiiert werden. Dadurch lässt sich die Lebensdauer einzelner Zellen und damit der Speichereinheit verlängern.
Mit anderen Worten kann während des Diagnosemodus die Speichereinheit durch ein externes Ladesystem mit speziellen Lastprofilen belastet werden. Dabei werden beispielsweise Strompulse mit angelegt. Der Abstand zwischen den Strompulsen ist vorteilhaft nicht durch die Zykluszeit der Messung durch das lokale Steuergerät teilbar. Durch eine Variation des Abstands zwischen den Lastprofilen werden immer unterschiedliche Punkte im zeitlichen Verlauf der Batterieparameter gemessen. Durch mehrmaliges Abfahren des gleichen Lastprofils wird damit eine höhere Auflösung der Messung erreicht. Die Messergebnisse des Gesamttests, d.h. mehrerer Lastprofile, können dann vom lokalen Steuergerät gespeichert und mithilfe einfacher Algorithmen vorkonditioniert werden. Die vorkonditionierten Diagnosedaten können an die Zentraleinheit gesendet werden. Da spezielle Lastprofile angelegt wurden und die Auflösung der Tests durch das oben diskutierte Verfahren erhöht wurde, lassen sich Ergebnisse mit höherer Güte als bei der Online-Charakterisierung der Speichereinheit erzielen.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt kann die Zentraleinrichtung aus im Diagnosemodus erfassten Diagnosedaten der Speichereinheit Alterungszustand und/oder Restlebensdauer und/oder Restwert der Speichereinheit bewerten und Ergebnisdaten an das lokale Steuergerät senden. Dies kann mit höherer Genauigkeit und Aussagekraft als im lokalen Steuergerät erfolgen.
Nach einem günstigen Verfahrensschritt kann das lokale Steuergerät die Ergebnisdaten an die Diagnoseeinrichtung senden. Die Diagnoseeinrichtung kann die Ergebnisse der Diagnose darstellen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät 100 zum Steuern und/oder Regeln des Ladeverhaltens und/oder Entladeverhaltens einer Speichereinheit vorgeschlagen, wobei das Steuergerät 100 ausgebildet ist, sein Steuer- und/oder Regelverhalten abhängig von wenigstens einer aktuellen und/oder zu erwartenden gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft der Speichereinheit 500 anzupassen.
Das lokale Steuergerät kann vorteilhaft in der Lage sein, erfasste Daten vorzukonditionieren. Beispielsweise können die erfassten Daten geglättet werden und Störungen herausgefiltert werden. Ebenso kann das Steuergerät dazu vorgesehen sein, eine intelligente Anpassung der Zykluszeit bei der Datenerfassung, etwa eine schnelle Zykluszeit bei einem dynamischen Lastprofil der Speichereinheit und eine langsame Zykluszeit in anderen Bereichen, z.B. bei konstanter Geschwindigkeit in der Ebene bei einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs, vorzunehmen. Das lokale Steuergerät kann vorteilhaft die Aufnahme und Vorkonditionierung der Messdaten dynamisch an eine Dynamik des Lastprofils anpassen.
Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Steuergerät dazu ausgebildet sein, Betriebsdaten der Speichereinheit zu erfassen und mit einem ersten Speichermodell zu analysieren. So lässt sich eine erste Aussage über den Zustand der Speichereinheit im laufenden Betrieb direkt an der Speichereinheit gewinnen und daraus die Betriebsparameter anpassen.
Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Steuergerät dazu ausgebildet sein, mit einer Zentraleinheit wenigstens zeitweise in Kommunikationsverbindung zu stehen. Dies kann über übliche Kommunikationswege und Standards, wie Bluetooth, W-LAN, Mobilfunk und dergleichen erfolgen.
Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Steuergerät dazu ausgebildet sein, wenigstens zeitweise mit einer Diagnosevorrichtung gekoppelt zu werden und in einen Diagnosemodus zur Analyse der Speichereinheit gebracht zu werden. Dies ermöglicht eine Diagnose der Speichereinheit unabhängig von der üblichen Nutzung derselben. Die Diagnosevorrichtung kann beispielsweise in einer Werkstatt vorgesehen sein.
Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Steuergerät dazu ausgebildet sein, zur Durchführung der Analyse im Diagnosemodus eine Kopplung der Speichereinheit mit einem externen Ladesystem zu ermöglichen. Dies erlaubt eine gezielte Durchführung der Diagnose beispielsweise durch Aufprägen von definierten Strompulsen, Lastprofilen und dergleichen. Insbesondere kann ein Betriebsverhalten einzelner Zellen der Speichereinheit analysierbar und steuerbar und/oder regelbar sein.
Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Steuergerät dazu ausgebildet sein, ein Betriebsverhalten einzelner Zellen der Speichereinheit zu analysieren und zu steuern und/oder zu regeln. Damit können einzelne Zellen gezielt überwacht werden und beispielsweise ein Ladungsausgleich der Speichereinheit über mehrere Zellen initiiert werden. Dadurch lässt sich die Lebensdauer einzelner Zellen und damit der Speichereinheit verlängern.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, umfassend eine Zentraleinrichtung und wenigstens ein lokales Steuergerät zum Steuern und/oder Regeln des Ladeverhaltens und/oder Entladeverhaltens einer Speichereinheit, wobei das Steuergerät ausgebildet ist, sein Steuer- und/oder Regelverhalten abhängig von wenigstens einer aktuellen und/oder zu erwartenden wenigstens eine gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft der Speichereinheit anzupassen.
Nach einer günstigen Ausgestaltung kann die Zentraleinrichtung mit dem wenigstens einen lokalen Steuergerät wenigstens zeitweise in Kommunikationsverbindung gebracht werden. Dies ermöglicht einen Austausch von Daten zwischen Zentraleinrichtung und lokalem Steuergerät zur Analyse der wenigstens einen gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft der Speichereinheit wie auch die Durchführung und Analyse von Diagnosetests.
Nach einer günstigen Ausgestaltung kann wenigstens eine Diagnoseeinrichtung vorgesehen sein, welche mit dem lokalen Steuergerät koppelbar ist, um einen Diagnosemodus zur Analyse der Speichereinheit im lokalen Steuergerät auszulösen. Die Diagnose kann unabhängig von üblichen Einsatzbedingungen der Speichereinheit erfolgen.
Nach einer günstigen Ausgestaltung kann die Speichereinheit zur Durchführung der Analyse im Diagnosemodus mit einem externen Ladesystem verbindbar sein. Die Speichereinheit kann gezielt mit definierten Lastprofilen beaufschlagt werden.
Die Speichereinheit kann für eine speicherspezifische Anwendung vorgesehen sein. Eine speicherspezifische Anwendung soll verstanden werden als eine Anwendung, für welche die Speichereinheit ausgelegt ist, beispielsweise als Traktionsbatterie zum Antrieb eines Fahrzeugs, als Hybridbatterie für den Antrieb eines Hybridfahrzeugs mit einer wenigstens zweiten Antriebsquelle für das Fahrzeug, als stationäre Batterie zur Versorgung stationärer Verbraucher. Typischerweise unterscheiden sich die Anforderungen an die Speichereinheit bei verschiedenen Anwendungen deutlich, was in die Auslegung der Speichereinheit eingeht. Ein Einsatz der Speichereinheit in einer Anwendung, die für die Speichereinheit nicht spezifisch, d.h. nicht vorgesehen, ist, kann mit Leistungseinbußen und insbesondere mit Lebensdauereinbußen einhergehen bis hin zur Zerstörung der Batterie.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen beispielhaft:

1 ein Verfahrensablauf mit Kommunikation zwischen einem lokalen Steuergerät und einer Zentraleinheit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 einen weiterer Verfahrensablauf nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Kommunikation zwischen einer lokalen Steuergerät, einer Diagnoseeinrichtung und einer Zentraleinheit;
3 ein Blockdiagramm eines Systems mit lokalem Steuergerät mit Speichereinheit und einer entfernten Zentraleinheit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das ein Verfahren nach 1 durchführen kann;
4 ein Blockdiagramm eines Systems mit lokalem Steuergerät mit Speichereinheit und einer entfernten Zentraleinheit sowie einer Diagnoseeinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ein Verfahren nach 2 durchführen kann;
5 ein Blockdiagramm zur Entwicklung eines selbstlernenden Speichermodells.

Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
Die 1 und 3 zeigen einen Verfahrensablauf (1) und ein Blockdiagramm eines Systems (3) nach Ausführungsbeispielen der Erfindung. Das System kann ein Verfahren zur online-Charakterisierung einer Speichereinheit 500 nach 1 durchführen.
Ein lokales Steuergerät 100 dient zum Steuern und/oder Regeln einer Speichereinheit 500, zum Beispiel einer Traktionsbatterie in einer Anwendung 10, zum Beispiel einem Fahrzeug. Das lokale Steuergerät 100 regelt oder steuert das Ladeverhalten und das Entladeverhalten der Speichereinheit 500.
In einem ersten Schritt S110 (S110: Daten erfassen) erfasst das lokale Steuergerät 100 vorzugsweise automatisiert und intelligent bestimmte Messdaten aus dem Betrieb der Speichereinheit 500, zum Beispiel während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs 10.
Im Schritt S114 (S114: Daten analysieren) analysiert das lokale Steuergerät 100 die Daten mit relativ einfachen Algorithmen, insbesondere das Lastprofil, mit dem die Speichereinheit 500 belastet wird, und das Verhalten der Speichereinheit 500 auf Zellebene hinsichtlich Strom, Spannung und Temperatur der einzelnen Zellen. Die Analysedaten können im lokalen Steuergerät 100 gespeichert werden und zur Anpassung des Steuer- und/oder Regelverhaltens des lokalen Steuergeräts 100 dienen.
Im Schritt S116 (S116: Daten vorkonditionieren) konditioniert das lokale Steuergerät 100 die Daten vor. Beispielsweise können die erfassten Daten geglättet werden und Störungen herausgefiltert werden. Ebenso kann das Steuergerät 100 dazu vorgesehen sein, eine intelligente Anpassung der Zykluszeit bei der Datenerfassung, etwa eine schnelle Zykluszeit bei einem dynamischen Lastprofil der Speichereinheit und eine langsame Zykluszeit in anderen Bereichen, z.B. bei konstanter Geschwindigkeit auf der Ebene des Fahrzeugs 10, vorzunehmen. Das lokale Steuergerät 100 kann vorteilhaft die Aufnahme und Vorkonditionierung der Messdaten dynamisch an eine Dynamik des Lastprofils anpassen.
In Schritt S118 (S118: Daten senden)) sendet das lokale Steuergerät 100 die vorkonditionierten Messdaten an die Zentraleinheit 200. Diese kann insbesondere entfernt von der Anwendung 10 angesiedelt sein. Optional können auch die Analysedaten, die im lokalen Steuergerät 100 generiert wurden, mit übermittelt werden.
Die Zentraleinheit 200 empfängt die übermittelten Daten in Schritt S200 (S200: Daten empfangen).
In Schritt S202 (S202: Daten analysieren) analysiert die Zentraleinheit 200 die Daten, wobei die Algorithmen zur Auswertung komplexer sein können als die in dem lokalen Steuergerät 100. Bei der Analyse werden mittels geeigneter Speichermodelle externe Alterungsfaktoren aus dem Lastprofil bestimmt. Solche Speichermodelle sind beispielsweise aus der DE DE102016107528 A1 bekannt. Mittels der Analyse können ebenso Alterung, Restlebensdauer und Restwert der Speichereinheit bestimmt werden. Die Analysedaten können in der Zentraleinheit 200 gespeichert werden und optional zur Verfeinerung der Speichermodelle und Algorithmen in der Zentraleinheit 200 auch für weitere Speichereinheiten eingesetzt werden.
In Schritt S204 (S204: Analysedaten senden) sendet die Zentraleinheit 200 die Analysedaten an das lokale Steuergerät 100.
Das lokale Steuergerät 100 empfängt die Daten in Schritt S120.
In Schritt S122 (S122: Regel-/Steuerverhalten anpassen) wird das Regel- und/oder Steuerverhalten des lokalen Steuergeräts 100 angepasst, sofern die Analyse der Zentraleinheit 200 entsprechende Betriebsparameter vorgibt, welche eine solche Anpassung erfordern. Damit kann die Betriebsstrategie der Speichereinheit 500 auf der Basis der Alterung und des Lastprofils angepasst werden. Beispielsweise kann die Fahrstrategie des Fahrzeugs 10 angepasst werden. Insbesondere kann ein Fokus auf der Lebensdaueroptimierung und/oder der Leistungsoptimierung der Speichereinheit 500 liegen.
In Schritt S124 (S124: Information senden) liefert das lokale Steuergerät 100 eine Information über den Zustand, insbesondere wenigstens einer gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft SOB, SOH, RUL, SOV der Speichereinheit 500 und gegebenenfalls über die geänderte Strategie. Die Information kann an den Nutzer gehen, optional kann auch ein Leasinggeber der Fahrzeugbatterie informiert werden.
Die 2 und 4 zeigen einen Verfahrensablauf (2) und ein Blockdiagramm eines Systems (4) nach Ausführungsbeispielen der Erfindung. Das System kann ein Verfahren nach 2 zur externen Diagnose der wenigstens einen gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft SOB, SOH, RUL, SOV einer Speichereinheit 500, beispielsweise in einer Werkstatt, durchführen. Diese Ausführungsbeispiele können auch einen eigenständigen Aspekt der Erfindung bilden.
Ein lokales Steuergerät 100 dient zum Steuern und/oder Regeln einer Steuereinheit 500, zum Beispiel einer Fahrzeugbatterie in einer Anwendung 10, zum Beispiel einem Fahrzeug. Das lokale Steuergerät 100 regelt oder steuert das Ladeverhalten und das Entladeverhalten der Steuereinheit 500.
Das lokale Steuergerät 100 kann wenigstens zeitweise mit einer entfernten Zentraleinheit 200 kommunizieren. Weiterhin ist eine Diagnoseeinrichtung 300 vorgesehen, die einen Diagnosetest an der Speichereinheit 500 durchführen kann. Die Diagnoseeinrichtung 300 umfasst ein Ladesystem 400, das die Speichereinheit 500 bei Bedarf mit Lastprofilen beaufschlagen kann.
Das Fahrzeug 10 mit der Speichereinheit 500 wird beispielsweise in eine Werkstatt mit Diagnoseeinrichtung 300 gebracht.
Die Diagnoseeinrichtung 300 sendet in Schritt S300 eine Diagnoseanforderung an das lokale Steuergerät 100 der Speichereinheit 500.
In Schritt S100 (S100: Diagnoseanforderung empfangen) empfängt das lokale Steuergerät 100 die Diagnoseanforderung. Ist die Speichereinheit 500 in einem Zustand, der eine Diagnose erlaubt, sendet das lokale Steuergerät 100 in Schritt S102 (S102: Diagnoseanforderung bestätigen) eine Bestätigung der Diagnoseanforderung an die Diagnoseeinrichtung 300 zurück.
Die Diagnoseeinrichtung 300 empfängt in Schritt S302 (S302: Bestätigung erhalten) die Bestätigung des lokalen Steuergeräts 100 der Speichereinheit 500.
In Schritt S304 (S304: Lastprofil senden) startet die Diagnoseeinrichtung 300 den Diagnosevorgang und sendet ein Lastprofil an ein externes Ladesystem 400, und das externe Ladesystem 400 beaufschlagt die Speichereinheit 500 mit dem Lastprofil in Schritt S400 (S400: Lastprofil anwenden).
Das lokale Steuergerät 100 loggt die Daten mit, indem es in Schritt S110 (S110: Daten erfassen) die Daten erfasst.
Die Diagnoseeinrichtung 300 legt eine Pausenzeit zwischen dem Aussenden des ersten und des nächsten Lastprofils ein, die nicht durch die Zykluszeit der Datenaufnahme des lokalen Steuergeräts 100 teilbar ist. Nach Ablauf der Pausenzeit sendet die Diagnoseeinrichtung 300 das gleiche Lastprofil an das Ladesystem 400, welches daraufhin die Speichereinheit 500 mit diesem Lastprofil beaufschlagt.
Das lokale Steuergerät 100 loggt die Daten mit, indem es in Schritt S110 (S110: Daten erfassen) die Daten erfasst.
Der Vorgang von Senden des Lastprofils von der Diagnoseeinrichtung 300 an das Ladesystem 400, Beaufschlagen der Speichereinheit 500 mit dem Lastprofil und das Mittloggen der Daten durch das lokale Steuergerät 100 erfolgt m Mal. Die Auflösung der Messung hängt dabei von folgenden Parametern ab: von der Anzahl m der Belastungsvorgänge der Speichereinheit 500 mit dem Lastprofil, von der Güte der Messung der Batterieparameter auf Zellebene wie Strom, Spannung, Temperatur der Zellen, der Genauigkeit der Zykluszeit des lokalen Steuergeräts, der Geschwindigkeit der Kommunikation, insbesondere einer Verzögerung beim Datenaustausch, der Genauigkeit der Pausenzeit der Diagnoseeinrichtung 300.
Das lokale Steuergerät 100 führt die Daten in Schritt S112 (S112: Daten zusammenführen) zusammen und analysiert die Daten in Schritt S114 (S114: Daten analysieren) mit einfachen Algorithmen hinsichtlich Lastprofil und dem Verhalten der Speichereinheit 500 auf Zellebene und speichert die Daten.
In Schritt S116 (S116: Daten vorkonditionieren) konditioniert das lokale Steuergerät 100 die Daten vor.
In Schritt S118 (S118: Daten senden) sendet das lokale Steuergerät 100 die Daten an die Zentraleinheit 200.
In Schritt S200 (S200: Daten empfangen) empfängt die Zentraleinheit 200 die Daten und analysiert diese in Schritt S202 (S202: Daten analysieren), wobei die Algorithmen zur Auswertung komplexer sein können als die in dem lokalen Steuergerät 100. Bei der Analyse können mittels eines oder mehrerer geeigneter Speichermodelle externe Alterungsfaktoren aus dem Lastprofil bestimmt werden. Solche Speichermodelle sind beispielsweise aus der DE102016107528 A1 bekannt. Mittels der Analyse können ebenso Alterung, Restlebensdauer und Restwert der Speichereinheit bestimmt werden. Die Analysedaten können in der Zentraleinheit 200 gespeichert werden und optional zur Verfeinerung der Speichermodelle und Algorithmen in der Zentraleinheit 200 auch für weitere Speichereinheiten eingesetzt werden. Vorteilhaft können das Speichermodell oder die Speichermodelle selbstlernend sein. Daten werden im Labor erzeugt und daraus ein physikalisch-empirisches Basismodell entwickelt. Im Feld gemessene Daten, etwa mittels eines oder mehrerer lokaler Steuergeräte 100 dienen zur Verbesserung des Speichermodells, woraus ein erweitertes selbstlernendes Speichermodell gebildet wird, das über die Zeit weiter verbessert werden kann.
In Schritt S204 (S204: Analysedaten senden) sendet die Zentraleinheit 200 die Analysedaten an das lokale Steuergerät 100.
Das lokale Steuergerät 100 empfängt die Analysedaten in Schritt S120 (S120: Analysedaten empfangen) und sendet die Analysedaten in Schritt S130 (S130: Analysedaten senden) an die Diagnoseeinheit 300.
Die Diagnoseeinheit 300 empfängt die Analysedaten und gibt diese in Schritt S306 (S306: Diagnoseergebnis darstellen) als Diagnoseergebnis mit dem Zustand der Speichereinheit 500 SOB, dem Alterungszustand SOH, dem Restwert SOV und der Restlebensdauer RUL aus.
Das Steuergerät 100 kann auf Basis der zurückgemeldeten Analysedaten seine Betriebsstrategie anpassen und/oder Betriebsparameter für die Lade-/Entladevorgänge der Speichereinheit 500 anpassen.
5 zeigt beispielhaft die Entwicklung eines selbstlernenden Speichermodells, insbesondere Batteriemodells. Daten werden im Labor erzeugt und daraus ein physikalisch-empirisches (Grund-) Modell entwickelt. Daten werden im Feld gemessen und dienen zur Verbesserung des Speichermodells, woraus ein erweitertes selbstlernendes Speichermodell gebildet wird.
Aus einer Labormessung S600 werden Eingangsdaten Impedanz Z, Temperatur T des Speichers, elektrische Spannung U und elektrischer Strom I in ein SOC-Modell 610 eingegeben, das den Ladezustand SOC des Speichers berechnet.
Aus dem SOC-Modell 610 wird der Ladezustand SOC des Speichers gewonnen und aus dem Ladezustand SOC sowie den Eingangsdaten der Labormessung S600 (Impedanz Z, Temperatur T des Speichers, elektrische Spannung U und elektrischer Strom I) ein elektrochemisches Basismodell 620 des Speichers entwickelt. Das elektrochemische Basismodell 620 generiert aus den Eingangsdaten die Ausgangsdaten Warburg-Impedanz Z_w , den Innenwiderstand R_S des Speichers, sowie Relaxationszeiten τ₁ , τ₂ bestimmter elektrochemischer Prozesse im elektrochemischen Speicher, wie sie bei der Modellierung solcher Systeme im Stand der Technik bekannt sind, wie beispielsweise von F. Ciucci, C. Chen im Artikel „Analysis of Electrochemical Impedance Spectroscopy Data Using the Distribution of Relaxation Times: A Bayesian and Hierarchical Bayesian Approach“, Electrochimica Acta 167 (2015) pp. 439-454, Elsevier-Verlag, beschrieben ist.
Aus dem Ladezustand SOC des SOC-Modells 610 sowie den Ausgangsdaten des elektrochemischen Basismodells 620 wird weiterhin ein spezifisches Modell 630 des Alterungszustands SOH des Speichers entwickelt. Dieses generiert den Alterungszustand SOH des Speichers, der sowohl an das SOC-Modell 610 zurückgegeben sowie an ein erweitertes, spezifisches SOH-Modell 640 übergegeben wird.
Das spezifische Modell 630 erhält ferner Eingangsdaten, die durch Screening-Versuche in S602 gewonnen wurden, beispielsweise durch Bestimmung von EOL-Werten. Als Eingangsdaten werden Impedanz Z, Lade- und Entladestrom I+, I-, maximaler Ladezustand Max. SOC, Entladetiefe DOD sowie die Temperatur übergeben.
Durch umfangreiche Alterungsversuche im Labor in Schritt S604 werden Eingangsdaten der Lade-und Entladeströme I+, I-, der maximale Ladezustand max. SOC, die Entladetiefe DOD (Depth of Discharge) sowie die Temperatur erfasst und mit dem Alterungszustand SOH aus dem spezifischen Modell 630 das erweiterte, spezifische SOH-Modell 640 gebildet. Dieses liefert jeweils eine Prognose für die anwendungsabhängige Entwicklung der Parameter Alterungszustand SOH, Restwert SOV und Restlebensdauer RUL. Aus diesen Parametern und aus Messdaten von Temperatur T, elektrischer Spannung U und elektrischem Strom I, die beim Einsatz des Speichers im Feld in S606 erzeugt werden, wird ein selbstlernendes SOH-Modell 650 erzeugt. Daraus kann dann die „beste“ Anwendung ausgesucht werden, um die Parameter zu optimieren.
Dadurch werden die Aussagen zu Alterungszustand SOH, Restwert SOV und Restlebensdauer RUL belastbarer und können stetig verfeinert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016107528 A1 [0020, 0021, 0022, 0062, 0082]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Speichereinheit (500), insbesondere einer Batterie oder eines Kondensators, mit einem lokalen Steuergerät (100) zum Steuern und/oder Regeln zumindest des Ladeverhaltens und/oder Entladeverhaltens der Speichereinheit (500), wobei das Steuergerät (100) sein Steuer- und/oder Regelverhalten abhängig von wenigstens einer aktuellen und/oder zu erwartenden gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft (SOB, SOH, RUL, SOV) der Speichereinheit (500) anpasst.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die Schritte (i) Erfassen von Betriebsdaten der Speichereinheit (500) durch das lokale Steuergerät (100); (ii) Analysieren der Betriebsdaten mit einem ersten Speichermodell; (iii) Erzeugen wenigstens eines Betriebsparameters aufgrund der analysierten Betriebsdaten der Speichereinheit (500); (iv) Einstellen wenigstens eines Betriebspunkts der Speichereinheit (500) durch das lokale Steuergerät (100) abhängig von dem wenigstens einen erzeugten Betriebsparameter, wobei der Betriebsparameter das Ladeverhalten und/oder Entladeverhalten und/oder eine thermische Konditionierung der Speichereinheit (500) beeinflusst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Analysieren der Betriebsdaten und/oder das Erzeugen des wenigstens einen Betriebsparameters wenigstens zeitweise im lokalen Steuergerät (100) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Betriebsdaten wenigstens zeitweise an eine Zentraleinrichtung (200) entfernt vom Einsatzort der Speichereinheit (500) übermittelt werden und das Analysieren der Betriebsdaten und/oder das Erzeugen des wenigstens einen Betriebsparameters in der Zentraleinrichtung (200) mittels einem oder mehreren zweiten Speichermodellen, insbesondere selbstlernenden Speichermodellen, durchgeführt wird und der wenigstens eine Betriebsparameter an das lokale Steuergerät (100) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betriebsdaten wenigstens einen der folgenden Parameter der Speichereinheit (500) umfassen: Lastprofil, Laderate, Entladerate, Temperatur, maximaler Ladezustand, durchschnittlicher Ladezustand, Entladetiefe.
Verfahren insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das lokale Steuergerät (100) direkt oder indirekt mit wenigstens einer entfernten Diagnoseeinrichtung (300) kommuniziert, insbesondere drahtlos kommuniziert, und wobei das lokale Steuergerät (100) einen Diagnosemodus zur Diagnose der aktuellen gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft (SOB, SOH, RUL, SOV) der Speichereinheit (500) ausführt, der durch die Diagnoseeinrichtung (300) aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Speichereinheit (500) im Diagnosemodus mit einem oder mehreren Lastprofilen beaufschlagt und die Reaktion der Speichereinheit (500) vom lokalen Steuergerät (100) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das lokale Steuergerät (100) Messungen von mehreren Lastprofilen zusammenfasst und an die Zentraleinrichtung (200) sendet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei Messungen mehrerer Lastprofile in zeitlichen Abständen vorgenommen werden, welche von einer Messdauer eines Lastprofils abweichend sind und/oder wobei zur Messung Strompulse mit variierenden Abständen zueinander und/oder zur Messung mehrmalig ein gleicher Strompuls angelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das lokale Steuergerät (100) ein Verhalten einzelner Zellen der Speichereinheit (500) analysiert und Diagnosedaten an die Zentraleinrichtung (200) sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Zentraleinrichtung (200) aus im Diagnosemodus erfassten Diagnosedaten der Speichereinheit (500) Alterungszustand und/oder Restlebensdauer und/oder Restwert der Speichereinheit (500) bewertet und Ergebnisdaten an das lokale Steuergerät (100) sendet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das lokale Steuergerät (100) die Ergebnisdaten an die Diagnoseeinrichtung (300) sendet.
Steuergerät (100) zum Steuern und/oder Regeln des Ladeverhaltens und/oder Entladeverhaltens einer Speichereinheit (500), wobei das Steuergerät (100) ausgebildet ist, sein Steuer- und/oder Regelverhalten abhängig von wenigstens einer aktuellen und/oder zu erwartenden gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft (SOB, SOH, RUL, SOV) der Speichereinheit (500) anzupassen.
Steuergerät nach Anspruch 13, welches dazu ausgebildet ist, Betriebsdaten der Speichereinheit (500) zu erfassen und mit einem ersten Modell zu analysieren.
Steuergerät nach Anspruch 13 oder 14, welches dazu ausgebildet ist, mit einer Zentraleinheit (200) wenigstens zeitweise in Kommunikationsverbindung zu stehen.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 13 bis 15, welches dazu ausgebildet ist, wenigstens zeitweise mit einer Diagnosevorrichtung (300) gekoppelt zu werden und in einen Diagnosemodus zur Analyse der Speichereinheit (500) gebracht zu werden.
Steuergerät nach Anspruch 16, welches dazu ausgebildet ist, zur Durchführung der Analyse im Diagnosemodus eine Kopplung der Speichereinheit (500) mit einem externen Ladesystem (400) zu ermöglichen.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei ein Betriebsverhalten einzelner Zellen der Speichereinheit (500) analysierbar und steuerbar und/oder regelbar ist.
System (100) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend eine Zentraleinrichtung (200) und wenigstens ein lokales Steuergerät (100) zum Steuern und/oder Regeln des Ladeverhaltens und/oder Entladeverhaltens einer Speichereinheit (500), wobei das Steuergerät (100) ausgebildet ist, sein Steuer- und/oder Regelverhalten abhängig von wenigstens einer aktuellen und/oder zu erwartenden gebrauchsrelevanten Speichereigenschaft (SOB, SOH, RUL, SOV) der Speichereinheit (500) anzupassen.
System nach Anspruch 19, wobei die Zentraleinrichtung (200) mit dem wenigstens einen lokalen Steuergerät (100) wenigstens zeitweise in Kommunikationsverbindung bringbar ist.
System nach Anspruch 19 oder 20, wobei wenigstens eine Diagnoseeinrichtung (300) vorgesehen ist, welche mit dem lokalen Steuergerät (100) koppelbar ist, um einen Diagnosemodus zur Analyse der Speichereinheit (500) im lokalen Steuergerät (100) auszulösen.
System nach Anspruch 21, wobei die Speichereinheit (500) zur Durchführung der Analyse im Diagnosemodus mit einem externen Ladesystem (400) verbindbar ist.