DE102018123682A1 - Modular aufgebaute Batterie und Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie - Google Patents

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Christoph Käppner
Holger Lange
Jörg Fritzsche
Markus Kielsmeier
Thomas Schulenburg
Ina Stradtmann
Bastian Schaar
Arne-Christian Voigt
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine modular aufgebaute Batterie (100), aufweisend mehrere Batteriezellen (101) und eine Erfassungseinheit (20) zur Erfassung eines Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100). Hierzu ist erfindungsgemäß ein Aktuator (40) vorgesehen, um einen Druck (P) in der Batterie (100) in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) einzustellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine modular aufgebaute Batterie nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruches und ein Fahrzeug mit einer entsprechenden modular aufgebauten Batterie nach dem nebengeordneten unabhängigen Vorrichtungsanspruch. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie nach dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruches.
  • Batteriezellen, z.B. Lithium-Ionen-Batteriezellen, unterliegen im Betrieb einer fortschreitenden Alterung. Diese Alterung verändert die für den Betrieb relevanten Eigenschaften der Batterie, wie z.B. Kapazität, Innenwiderstand, Selbstentladerate, Leistungs-Liefervermögen, mögliche Laderate, mechanische Eigenschaften usw. Es ist bekannt, dass sich der Verlauf der Zellalterung durch mechanische Krafteinwirkung auf die Zelle beeinflussen lässt. Häufig werden bei bekannten Batterien die Batteriezellen mechanisch vorgespannt, um der Zeitalterung entgegenzuwirken. Häufig werden die Batteriezellen innerhalb der Batterie mit einem konstanten Druck verspannt. Allerdings kann sich der Verspannungszustand der Batteriezellen mit der Alterung der Zellen verändern, da die Zellen mit der steigenden Lebensdauer eine Dickenzunahme (sog. „Swelling“) aufweisen können. Dazu kommt noch eine betriebspunktabhängige Dickenzunahme der Batteriezellen, z.B. in Abhängigkeit von einem Ladezustand oder „State of Charge“ (SOC), einem Alterungszustand oder „State of Health“ (SOH), einer entnehmbaren Stromrate, einer Temperatur usw.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, mindestens einen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil bei einer modular aufgebauten Batterie zumindest teilweise zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine modular aufgebaute Batterie bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und welche mit einer verbesserten, insbesondere flexiblen, vorzugsweise steuerbaren, Druckbeaufschlagung bzw. Drucksteuerung der Batteriezellen bereitgestellt wird, die an die Alterung und an die betriebspunktabhängige Dickenzunahme der Batteriezellen angepasst ist. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Fahrzeug bereitzustellen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie bereitzustellen, welches zuverlässig und schonend für die Batteriezellen ausgeführt werden kann und welches eine verlängerte Lebensdauer sowie verbesserte Leistung der Batterie ermöglicht.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch eine modular aufgebaute Batterie mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches, insbesondere aus dem kennzeichnenden Teil, durch ein entsprechendes Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruches, insbesondere aus dem kennzeichnenden Teil. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung aufgeführt. Merkmale, die zu den einzelnen Erfindungsaspekten offenbart werden, können in der Weise miteinander kombiniert werden, dass bzgl. der Offenbarung zu den Erfindungsaspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Die Erfindung stellt eine modular aufgebaute Batterie (oder im Weiteren einfach Batterie) bereit, aufweisend: mehrere Batteriezellen und eine Erfassungseinheit zur Erfassung zumindest eines Betriebszustandes der Batterie. Hierzu ist erfindungsgemäß ein Aktuator, der vorzugsweise in der Batterie angeordnet ist, vorgesehen, um einen Druck in der Batterie (d. h. einen Verspanndruck der Batteriezellen innerhalb der Batterie) in Abhängigkeit des zumindest einen erfassten Betriebszustandes der Batterie einzustellen, wobei insbesondere dem erfassten Betriebszustand mithilfe einer Steuereinheit ein entsprechendes Alterungsmodell der Batterie zugeordnet wird, wobei vorzugsweise der Druck nach diesem Alterungsmodell mithilfe der Steuereinheit ausgewählt und mithilfe des Aktuators bereitgestellt wird, der eine maximale Lebensdauer der Batterie ermöglicht.
  • Unter dem Betriebszustand der Batterie im Sinne der Erfindung kann eine umfassende Zusammenstellung unterschiedlicher Betriebsparameter der Batterie verstanden werden, wie z. B. einer Temperatur, eines Ladezustandes oder „State of Charge“ (SOC), eines Alterungszustandes oder „State of Health“ (SOH), einer Stromanforderung usw. Der Aktuator im Sinne der Erfindung setzt aktiv die Steuerbefehle einer Steuereinheit in einen geeigneten Druck in der Batterie um. Die Steuereinheit umfasst wiederum verschiedene Alterungsmodelle für die Batterie, die in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes individuell ausgewählt werden können. Jedes Alterungsmodell umfasst eine Funktion der Lebensdauer der Batterie in Abhängigkeit von dem Druck in der Batterie. In Kenntnis des passenden Alterungsmodells kann folglich ein optimaler Druck ermittelt werden, der nach diesem Alterungsmodell eine maximale Lebensdauer der Batterie verspricht.
  • Die modular aufgebaute Batterie kann vorteilhafterweise in mobilen Anwendungen, bspw. in Fahrzeugen, oder in stationären Anwendungen, bspw. in Generatoren, eingesetzt werden.
  • Ein Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass der Sollwert für den Druck in der Batterie bzw. für den Verspanndruck oder die Verspannkraft der Batteriezellen innerhalb der Batterie über ein Alterungsmodell geliefert wird, das zu jedem Betriebszustand der Batterie den optimalen Druck ermittelt. Das Alterungsmodell kann in einer speziellen Steuereinheit oder direkt in einem Batterie-Management-System integriert werden. Die Steuereinheit bestimmt die optimale Verspannkraft der Batteriezellen oder den optimalen Druck in der Batterie auf Basis der bekannten Historie, der aktuellen sowie der zu erwartenden Betriebsparameter der Batterie, die zusammen den Betriebszustand der Batterie darstellen. Die Steuereinheit steuert einen Aktuator, der aktiv, flexibel und betriebspunktorientiert zu jeder Zeit den optimalen Verspanndruck auf die Batteriezellen ausübt, was zu einer signifikanten Verlängerung ihrer Lebensdauer sowie zu allgemeinen Performance-Verbesserungen, wie z. B. Stromraten etc., führt.
  • Ferner kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie vorsehen, dass eine hydraulische Kühlvorrichtung zum Temperieren und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen vorgesehen ist. Durch die hydraulische Kühlvorrichtung kann eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung der Batteriezellen erfolgen. Zugleich kann die hydraulische Kühlvorrichtung die Batterie auf eine geeignete Temperatur für den erfassten Betriebszustand temperieren. Ferner kann die hydraulische Kühlvorrichtung eine Zulaufleitung zu und eine Ablaufleitung von der Batterie aufweisen. Über die Zulaufleitung kann ein temperiertes Kühlmittel zu der Batterie geleitet werden. Über die Ablaufleitung kann ein Kühlmittel abgeführt werden, welches die Abwärme der Batteriezellen aufgenommen hat. Die Batterie kann ein Gehäuse für die Batteriezellen aufweisen, in welches das Kühlmittel durch die Zulaufleitung eingeleitet werden kann. Vorteilhafterweise können die Batteriezellen in flexiblen, insbesondere Kühlmittel undurchlässigen, Hüllen aufgenommen werden. Das Kühlmittel umströmt die Batteriezellen und temperiert somit die Zellen. Außerdem werden die Zellen mithilfe des Kühlmittels hydrostatisch gelagert. Das Kühlmittel, welches die Abwärme der Batteriezellen aufgenommen hat, wird aus dem Gehäuse mithilfe der Ablaufleitung abgeleitet.
  • Weiterhin kann die Erfindung vorsehen, dass der Aktuator in einer Zulaufleitung einer hydraulischen Kühlvorrichtung zu der Batterie angeordnet sein kann. Mithin kann der Aktuator einen hydraulischen Druck auf die Batteriezellen ausüben.
  • Des Weiteren kann die Erfindung vorsehen, dass der Aktuator dazu ausgeführt ist, den Druck in der Batterie als einen hydraulischen Druck in einer hydraulischen Kühlvorrichtung in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes der Batterie einzustellen. Der hydraulische Druck beaufschlagt die Batteriezellen gleichmäßig und schonend. Der hydraulische Druck kann vorteilhafterweise Betriebszustand orientiert und entsprechend der Alterung der Batteriezellen eingestellt werden. Auf diese Weise können verbesserte Betriebsbedingungen für die Batterie bereitgestellt werden.
  • Außerdem kann die Erfindung bei einer Batterie ein Gehäuse vorsehen, in welchem die Batteriezellen aufgenommen sind. In einem Gehäuse können die Batteriezellen geschützt aufgenommen werden. Zudem kann in einem Gehäuse eine fluiddichte Lagerung der Batteriezellen ermöglicht werden. Hierzu kann das Gehäuse fluiddicht abgeschlossen werden, bis auf die Öffnungen für eine Zu- und eine Ablaufleitung einer hydraulischen Kühlvorrichtung zum Temperieren und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen. Mit anderen Worten kann das Gehäuse fluidisch an die Kühlvorrichtung angeschlossen werden und sogar einen Teil der Kühlvorrichtung bilden.
  • Zudem kann die Erfindung bei einer Batterie vorsehen, dass ein Gehäuse der Batterie fluidisch mit einer hydraulischen Kühlvorrichtung zum Temperieren und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen verbunden ist. Somit kann der Druck in der hydraulischen Kühlvorrichtung den Druck im Gehäuse der Batterie bestimmen oder im Wesentlichen bestimmen bis auf kleine Schwankungen.
  • Im Rahmen der Erfindung kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Aktuator ein Stellelement aufweist, um den Druck in der Batterie einzustellen. Das Stellelement kann vorteilhafterweise bewegbar gelagert sein und vom Aktuator angetrieben werden. Das Stellelement kann durch die mechanische Einwirkung auf ein Fluid, bspw. ein Öl, welches zum und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen verwendet werden kann, ein Druck in der Batterie einstellen.
  • Ferner kann es bei einer Batterie im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, dass der Aktuator einen Motor aufweist, um ein Stellelement anzutreiben. Somit kann der Aktuator aktiv das Stellelement antreiben, um einen gewünschten Druck in der Batterie einzustellen.
  • Weiterhin kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie vorsehen, dass der Motor in Form eines Schrittmotors und/oder eines Linearmotors ausgebildet ist. Ein Schrittmotor kann vorteilhaft sein, um eine schrittweise Ansteuerung des Stellelementes zu ermöglichen. Ein Linearmotor kann von Vorteil sein, um eine stabile Ansteuerung des Stellelementes zu realisieren.
  • Des Weiteren kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie vorsehen, dass das Stellelement in Form eines Kolbens ausgebildet ist. Ein Kolben ist ein konstruktiv einfaches und kostengünstiges Bauteil, welches einfach eingebaut werden kann. Ein Kolben kann zu einer den Batteriezellen zugewandten Seite ein abschließbares und veränderbares Volumen in einem Gehäuse der Batterie einschließen. Über die Bewegung des Kolbens kann das Volumen verändert werden und somit der Druck in der Batterie verändern.
  • Außerdem ist es denkbar, dass ein Kolben auf einer Spindel angeordnet ist. Somit kann der Kolben auf der Spindel befestigt werden und mit der Spindel, insbesondere linear, bewegt werden. Die Spindel kann wiederum einfach und stabil angetrieben werden.
  • Zudem kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie vorsehen, dass eine Führungskammer in einem Gehäuse der Batterie vorgesehen ist, in welcher ein Kolben linear bewegbar führbar ist. Die Führungskammer kann umfangsseitig mit dem Kolben abschließen, um ein abschließbares und veränderbares Volumen in einem Gehäuse der Batterie abzugrenzen.
  • Ferner ist es denkbar, dass das Stellelement in Form einer Membran ausgebildet ist. Mithilfe einer Membran kann eine sensitive Druckeinstellung erreicht werden. Dazu kommt noch, dass die Druckeinstellung mit einer Membran eine gewisse Elastizität und Nachgiebigkeit mit sich bringt. Auf diese Weise kann die Druckeinstellung weniger steif erfolgen und einfacher geregelt werden.
  • Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass ein Exzenter oder ein Arbeitskolben vorgesehen ist, um eine Membran in einem Gehäuse der Batterie zu spannen. Ein Exzenter oder ein Arbeitskolben sind kostengünstige und einfach antreibbare Elemente. Ein Exzenter kann rotatorische und lineare Bewegungen erzeugen. Ein Exzenter kann außerdem die Antriebskraft anpassen. Ein Arbeitskolben kann vorteilhaft sein, um eine lineare Bewegung zu erzeugen. Je nach Ausgestaltung der Batterie, der Geometrie des Gehäuses der Batterie und der Art des Fluides zur Lagerung der Batteriezellen kann das eine oder das andere Element von Vorteil sein.
  • Des Weiteren kann das Stellelement in Form eines dehnbaren Elementes ausgebildet sein. Ein dehnbares Element kann einen verlängerten Stellweg ermöglichen. Über einen verlängerten Stellweg des Stellelementes kann ein breiter Bereich zur Änderung des Druckes bereitgestellt werden.
  • Außerdem kann ein Exzenter oder ein Arbeitskolben vorgesehen sein, um ein dehnbares Element in einem Gehäuse der Batterie zu dehnen. Auch dabei kann die Wahl eines Exzenters oder eines Arbeitskolbens je nach Ausgestaltung der Batterie, der Geometrie des Gehäuses der Batterie und der Art des Fluides zur Lagerung der Batteriezellen von Vorteil sein.
  • Zudem kann die Erfindung vorsehen, dass das Stellelement in Form eines Piezoelementes ausgebildet ist. Ein Piezoelement kann vorteilhafterweise einfach mithilfe von elektrischen Signalen angesteuert werden. Ein Piezoelement erfordert keinen Antrieb.
  • Ferner kann die Erfindung vorsehen, dass der Aktuator eine Pumpe und/oder ein Speichervolumen aufweist, um den Druck in der Batterie einzustellen. Eine Pumpe kann vorteilhaft sein, um ein Fluid zum Temperieren und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen zu befördern und zugleich einen geeigneten Druck dabei einzustellen. Auf diese Weise kann die Pumpe mehrere Funktionen in sich vereinen und vorteilhaft für die Umwälzung des Fluides und für die Druckeinstellung sein. Ein Speichervolumen kann vorteilhaft sein, um eine geeignete Menge des Fluides für den gewünschten Druck in der Batterie bereitzustellen.
  • Weiterhin kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie vorsehen, dass eine Ausgleichskammer in einem Gehäuse der Batterie vorgesehen ist, um Druckschwankungen in der Batterie flexibel auszugleichen. Somit kann die Steifigkeit bei der Druckeinstellung in der Batterie verringert und die Regelstrecke für das Stellelement vereinfacht werden.
  • Des Weiteren kann die Erfindung bei einer Ausgleichskammer vorsehen, dass die Ausgleichskammer ein Gasvolumen umschließt oder mit anderen Worten begrenzt. Ein Gasvolumen kann eine Gasfeder bilden, um Druckschwankungen in der Batterie flexibel auszugleichen. Ein weiterer Vorteil eines Gasvolumens liegt darin, dass Parameter des Gasvolumens, wie z. B. Druck, Temperatur und/oder Volumen, leicht erfasst werden und zur Bestimmung des tatsächlich herrschbaren Druckes (Ist-Druckes) in der Batterie dienen können. Somit kann mindestens ein leicht messbares Parameter bereitgestellt werden, welches bei der Regelung des Druckes in der Batterie helfen kann.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Ausgleichskammer offen zum restlichen Gehäuse der Batterie ist. Wenn das Fluid zum Temperieren und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen ein Öl ist, so kann ein Gasvolumen mit dem Fluid eine Phasengrenze bilden und ohne zusätzliche Abgrenzungselemente Druckschwankungen ausgleichen. Dennoch ist es denkbar, dass die Ausgleichskammer durch ein Federelement fluidisch vom restlichen Gehäuse getrennt sein kann. Das Federelement kann bspw. in Form einer, vorzugsweise dehnbaren, Membran oder eines Bimetallstreifens ausgebildet sein.
  • Zudem kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie vorsehen, dass der Betriebszustand der Batterie mehrere Betriebsparameter der Batterie umfasst, wie einen Strom, eine Spannung, eine Kapazität, eine Temperatur, einen Innenwiderstand, einen Alterungszustand, einen Ladezustand, eine Selbstentladerate, eine mögliche Laderate, ein Leistungs-Liefervermögen, eine Leistungsanforderung, mechanische und/oder geometrische Eigenschaften der Batterie. Somit kann der Betriebszustand der Batterie eine umfassende Zusammenstellung der Betriebsparameter der Batterie aufweisen.
  • Vorteilhafterweise kann die Erfassungseinheit mindestens einen Sensor aufweisen, um mindestens einen Betriebsparameter der Batterie zum Bestimmen des Betriebszustandes der Batterie zu erfassen, wobei die Betriebsparameter der Batterie sein können: Strom (I), Spannung (U), Kapazität (C), Temperatur (T), Innenwiderstand (R), Alterungszustand (SOH), Ladezustand (SOC), Selbstentladerate, mögliche Laderate, Leistungs-Liefervermögen, Leistungsanforderung, mechanische und/oder geometrische Eigenschaften der Batterie. Somit kann der Betrieb der Batterie überwacht werden.
  • Darüber hinaus kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie eine Steuereinheit vorsehen, die dazu ausgelegt ist, den Aktuator anzusteuern. Somit kann ein intelligentes System für die Batterie bereitgestellt werden, welches autonom steuerbar ist, um einen gewünschten und passenden Druck innerhalb der Batterie einzustellen.
  • Außerdem kann die Erfindung bei einer modular aufgebauten Batterie vorsehen, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, den Aktuator anzusteuern, um einen, insbesondere optimalen, Druck in der Batterie einzustellen, der gemäß einem dem erfassten Betriebszustand entsprechenden Alterungsmodell der Batterie eine maximale Lebensdauer der Batterie ermöglicht, wobei insbesondere das Alterungsmodell in Abhängigkeit von dem erfassten Betriebszustand der Batterie bestimmbar ist. Somit kann ein optimaler Druck ermittelt werden, der zum Betrieb der Batterie bei dem erfassten Betriebszustand geeignet ist.
  • Ferner kann die Steuereinheit im Rahmen der Erfindung einen Speicher aufweisen, in welchem für unterschiedliche Betriebszustände der Batterie entsprechende Alterungsmodelle der Batterie als Funktionen der Lebensdauer der Batterie in Abhängigkeit von dem Druck in der Batterie hinterlegt sind. Somit kann eine Steuerung für den Druck bereitgestellt werden, die dafür sorgt, dass die Batteriezellen innerhalb der Batterie einen geeigneten Verspanndruck erfahren.
  • Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die Steuereinheit im Rahmen der Erfindung, bspw. mithilfe einer speziellen Leistungselektronik, dem erfassten Betriebszustand der Batterie ein entsprechendes Alterungsmodell zuordnet. Somit kann eine intelligente, insbesondere Betriebszustand orientierte, Steuerung für den Druck in der Batterie ermöglicht werden.
  • Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn die Steuereinheit im Rahmen der Erfindung dazu ausgelegt sein kann, einen Betriebszustand der Batterie zu einem späteren Zeitpunkt in Abhängigkeit von dem erfassten Betriebszustand und einer erwarteten Verwendung und/oder einem erwarteten Einsatzort der Batterie zu diesem späteren Zeitpunkt zu prognostizieren, wobei das Alterungsmodell in Abhängigkeit von dem prognostizierten Betriebszustand der Batterie bestimmt wird. Somit kann eine vorausschauende Steuerung des Druckes in der Batterie bereitgestellt werden. Eine erwartete Verwendung (bspw. bei Ruhephasen, bei Stoßzeiten, bei einer Umstellung auf einen Elektroantrieb in einem Hybridfahrzeug in einer zu durchfahrenden Umweltzone) und/oder ein erwarteter Einsatzort (bspw. bei einer Bergabfahrt, einer Autobahnfahrt, einer Stadtfahrt usw.) der Batterie können/kann mithilfe von Überwachungssystemen, Navigationseinheiten, Routenplanungssystemen, intelligenten Bordcomputern oder Ähnlichem bestimmt werden.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es zudem denkbar, dass die Steuereinheit innerhalb eines Batterie-Management-Systems implementiert ist. Somit können die Vorteile im Rahmen der Erfindung mit vorhandenen Mitteln der Batterie erreicht werden.
  • Außerdem stellt die Erfindung ein Fahrzeug mit einer modular aufgebauten Batterie bereit, die wie oben beschrieben ausgebildet sein kann. Mithilfe des erfindungsgemäßen Fahrzeuges werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
  • Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie gelöst, die mehrere Batteriezellen und eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines Betriebszustandes der Batterie aufweist, wobei ein Aktuator, der insbesondere Teil der Batterie ist, angesteuert wird, um einen Druck in der Batterie in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes der Batterie einzustellen, wobei insbesondere dem erfassten Betriebszustand ein entsprechendes Alterungsmodell der Batterie zugeordnet wird, wobei vorzugsweise ein Druck nach diesem Alterungsmodell ausgewählt wird, der eine maximale Lebensdauer der Batterie ermöglicht. Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ebenfalls die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
  • Weiterhin kann die Erfindung im Rahmen des Verfahrens vorsehen, dass eine Steuereinheit den Aktuator derart ansteuert, dass ein, insbesondere optimaler, Druck in der Batterie eingestellt wird, der gemäß einem Alterungsmodell der Batterie, welches dem erfassten Betriebszustand der Batterie entspricht, eine maximale Lebensdauer der Batterie ermöglicht. Das passende Alterungsmodell wird in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes der Batterie ausgewählt. Somit kann ein geeigneter Druck aktiv und flexibel eingestellt werden, der zu optimalen Betriebsbedingungen der Batterie bei dem erfassten Betriebszustand führt.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer modular aufgebauten Batterie im Sinne der Erfindung,
    • 2 ein beispielhaftes Alterungsmodell für einen erfassten Betriebszustand der Batterie, und
    • 3 eine schematische Darstellung eines Aktuators im Sinne der Erfindung gemäß einer von vielen möglichen Ausführungsformen des Aktuators.
  • Die 1 zeigt eine modular aufgebaute Batterie 100, die mehrere Batteriezellen 101 umfasst, die in Form von Lithium-Ionen-Batteriezellen 101, bspw. Pouch-Zellen, ausgebildet sein können. Die modular aufgebaute Batterie 100 umfasst eine hydraulische Kühlvorrichtung 10 zum Temperieren der Batterie 100, die außerdem zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen 101 ausgeführt ist. Ferner umfasst die Batterie 100 eine Erfassungseinheit 20 zur Erfassung eines Betriebszustandes I, U, C, T, R, SOH, SOC der Batterie 100.
  • Die Batteriezellen 101 unterliegen im Betrieb einer fortschreitenden Alterung. Diese Alterung verändert die für den Betrieb relevanten Eigenschaften der Batterie 100, wie z.B. Kapazität C, Innenwiderstand R, Selbstentladerate, Leistungs-Liefervermögen, mögliche Laderate, mechanische Eigenschaften usw. Außerdem bewirkt diese Alterung, dass die Batteriezellen 101 eine Dickenzunahme (sog. „Swelling“) aufweisen können. Dazu kommt noch eine betriebspunktabhängige Dickenzunahme der Batteriezellen 101, z.B. in Abhängigkeit von einem Ladezustand oder „State of Charge“ SOC, einem Alterungszustand oder „State of Health“ SOH, einer entnehmbaren Stromrate, einer Temperatur T usw.
  • Bei der erfindungsgemäßen Batterie 100 ist erfindungsgemäß ein Aktuator 40 vorgesehen, um einen Druck D in der Batterie 100 (d. h. einen Verspanndruck der Batteriezellen 101 innerhalb der Batterie100) in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes I, U, C, T, R, SOH, SOC der Batterie 100 einzustellen.
  • Dem erfassten Betriebszustand I, U, C, T, R, SOH, SOC wird im Rahmen der Erfindung mithilfe einer Steuereinheit 30 ein entsprechendes Alterungsmodell L(P) der Batterie 100 zugeordnet (s. die Funktion f in der 2). Gemäß dem ausgewählten Alterungsmodell L(P) wird durch die Steuereinheit 30 ein, insbesondere optimaler, Druck P* ausgewählt, der einer maximalen Lebensdauer Lmax der Batterie 100 entspricht (s. das Maximum Lmax (P*) der in der 2 gezeigten Funktion f). Die Steuereinheit 30 steuert wiederum den Aktuator 40 an, um diesen optimalen Druck P* in der Batterie 100 einzustellen.
  • Der Druck P kann vorzugsweise als ein hydraulischer Druck P zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen 101 eingestellt werden. Hierzu kann der Aktuator 40 in einer Zulaufleitung 11 der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 angeordnet sein. Der Aktuator 40 kann bspw. in Form einer Pumpe oder eines Verdichters ausgebildet sein.
  • Unter dem Betriebszustand I, U, C, T, R, SOH, SOC der Batterie 100 im Sinne der Erfindung kann eine umfassende Zusammenstellung unterschiedlicher Betriebsparameter der Batterie 100 verstanden werden, umfassend z. B.: einen Strom I, eine Spannung U, eine Kapazität C, eine Temperatur T, einen Innenwiderstand R, einen Alterungszustand SOH, einen Ladezustand SOC, eine Selbstentladerate, eine mögliche Laderate, ein Leistungs-Liefervermögen, eine Leistungsanforderung, mechanische und/oder geometrische Eigenschaften der Batterie 100 usw.
  • Der Aktuator 40 setzt aktiv die Steuerbefehle der Steuereinheit 30 in einen geeigneten Druck P in der Batterie 100 um. Mithilfe der Steuereinheit 30 wird im Sinne der Erfindung der Sollwert für den Druck P in der Batterie 100 bzw. für den Verspanndruck oder die Verspannkraft der Batteriezellen 101 innerhalb der Batterie 100 über ein Alterungsmodell L(P) geliefert, das zu jedem Betriebszustand I, U, C, T, R, SOH, SOC der Batterie 100 den optimalen Druck P* ermittelt. Hierzu kann die Steuereinheit 30 mit einer entsprechenden Leistungselektronik bereitgestellt werden.
  • Vorteilhafterweise kann die Steuereinheit 30 den optimalen Druck P* in der Batterie 100 auf Basis der bekannten Historie, der aktuellen sowie der zu erwartenden Betriebsparameter der Batterie einstellen. Eine solche Ansteuerung des Druckes P in der Batterie 100 führt zu einer signifikanten Verlängerung ihrer Lebensdauer sowie zu allgemeinen Performance-Verbesserungen.
  • Die Steuereinheit 30 umfasst einen Speicher 31, in welchem verschiedene Alterungsmodelle L(P) für die Batterie 100 gespeichert sind, die in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes I, U, C, T, R, SOH, SOC individuell ausgewählt werden können. Jedes Alterungsmodell L(P) umfasst eine Funktion f der Lebensdauer L der Batterie 100 in Abhängigkeit von dem Druck P in der Batterie 100. In Kenntnis des passenden Alterungsmodells L(P) kann folglich ein optimaler Druck P* ermittelt werden, der nach diesem Alterungsmodell L(P) eine maximale Lebensdauer Lmax der Batterie 100 ermöglicht.
  • Die Batterie 100 kann weiterhin ein, vorzugsweise druckbeständiges, Gehäuse 102 für die Batteriezellen 101 aufweisen, in welches das Kühlmittel durch die Zulaufleitung 11 der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 eingeleitet werden kann. Vorteilhafterweise können die Batteriezellen 101 in flexiblen, insbesondere Kühlmittel undurchlässigen, Hüllen aufgenommen werden. Das Kühlmittel umströmt die Batteriezellen 101 und temperiert somit die Zellen. Außerdem werden die Batteriezellen 101 mithilfe des Kühlmittels hydrostatisch gelagert. Das Kühlmittel, welches die Abwärme der Batteriezellen 101 aufgenommen hat, wird aus dem Gehäuse 102 mithilfe einer Ablaufleitung 12 der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 abgeleitet.
  • Vorteilhafterweise kann die Erfassungseinheit 20 im Sinne der Erfindung mindestens einen Sensor 22 aufweisen, um mindestens einen Betriebsparameter der Batterie 100 zum Bestimmen des Betriebszustandes I, U, C, T, R, SOH, SOC der Batterie 100 zu erfassen, wie dies schematisch in der 1 angedeutet ist.
  • Weiterhin kann die Erfassungseinheit 20 einen Drucksensor 21 aufweisen, um den hydrostatischen Druck P innerhalb der Batterie 100, d. h. innerhalb des Gehäuses 102, zu überwachen.
  • Die Steuereinheit 30 kann weiterhin einen entsprechenden Regler 32 aufweisen, welcher den hydrostatischen Druck P innerhalb des Gehäuses 102 durch Einstellungen am Aktuator 40 auf den optimalen Druck P* einregelt.
  • Die erfindungsgemäße Elektronikeinheit 30 kann in einem zentralen Batterie-Management-System 110 implementiert oder als eine separate Einheit bzw. ein separates Steuergerät ausgeführt sein.
  • Im Kühlkreislauf der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 kann außerdem in der Zulaufleitung 11 eine Kältemaschine 14 vorgesehen sein. In der Ablaufleitung 12 der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 kann nach einem Verdichter 15 oder einer Pumpe 15 ein Wärmetauscher 17 vorgesehen sein. Der Wärmetauscher 17 kann mithilfe eines Ventilators 16 belüftet werden, um den Wärmeabtransport zu begünstigen. Der Wärmetauscher 17 kann bspw. innerhalb eines Fahrzeugkühlers realisiert werden. Der Wärmetauscher 17 kann wiederum an eine Fahrzeugheizung 201 angeschlossen werden, um die Abwärme der Batterie 100 zu nutzen. Nach dem Durchgang des Wärmetauschers 17 kann ein Ventil 18 zur Drosselung des Kühlmittels vorgesehen sein. Mithilfe der Kältemaschine 14 und des Wärmetauschers 17 kann der Wärmetransport zuverlässig realisiert werden. Mithilfe des Aktuators 40 und des Verdichters 15 können die Druckverhältnisse in der Batterie 100 sowie im Kühlkreislauf der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 flexibel gesteuert werden.
  • Wie in der 1 unten rechts angedeutet ist, kann die erfindungsgemäße Batterie 100 auf eine vorteilhafte Weise bei mobilen Anwendungen, bspw. in einem Fahrzeug 200, verwendet werden.
  • Eine mögliche Ausführung eines Aktuators 40 im Sinne der Erfindung ist in der 3 gezeigt. In der 3 ist das Gehäuse 102 der Batterie 100 erkennbar. In der 3 ist lediglich beispielhaft nur eine Batteriezelle 101 gezeigt, wobei die Batterie 100 mehrere Batteriezellen 101 aufweist. Das Gehäuse 102 kann fluiddicht abgeschlossen sein, bis auf die nicht gezeigten Öffnungen für eine Zulaufleitung 11 und eine Ablaufleitung 12 der hydraulischen Kühlvorrichtung 10 zum Temperieren und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen 101. Das Gehäuse 102 bildet im Rahmen der Erfindung einen Teil der Kühlvorrichtung 10.
  • Der Aktuator 40 weist ein Stellelement 41 auf, um den Druck in der Batterie 100, d. h. den Druck P im Gehäuse 102, einzustellen. Dieser Druck P entspricht dem Druck P in der Kühlvorrichtung 10.
  • Das Stellelement 41 ist bewegbar gelagert und vom Aktuator 40 angetrieben. Zum Antreiben des Stellelementes 41 kann der Aktuator 40 bspw. einen linearen Schrittmotor vorsehen. Das Stellelement 41 kann durch die mechanische Bewegung auf das Fluid im Gehäuse 102 einwirken, um den Druck P in der Batterie 100 einzustellen.
  • Das Stellelement 41 umfasst dabei einen Kolben und eine Spindel 42, an welcher der Kolben befestigt ist. Die Spindel 42 wird linear vom Motor 43 angetrieben. Dadurch wird bewirkt, dass der Kolben in einer Führungskammer 103 des Gehäuses 102 linear bewegt wird. Die Führungskammer 103 ist zum restlichen Gehäuse 102 offen.
  • Die 3 zeigt lediglich ein Ausführungsbeispiel des Aktuators 40 im Sinne der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind weitere Ausführungsbeispiele des Aktuators 40 denkbar, bspw. mit einem Stellelement 41 in Form einer Membran oder eines dehnbaren Elementes. Hierzu kann ein Exzenter oder ein Arbeitskolben vorgesehen sein, um ein solches Stellelement 41 zu betätigen.
  • Ferner ist ein Stellelement 41 in Form eines Piezoelementes denkbar.
  • Weiterhin ist es denkbar, dass der Aktuator 40 eine Pumpe und/oder ein Speichervolumen aufweist, um den Druck P in der Batterie 100 einzustellen.
  • Weiterhin zeigt die 3, dass eine Ausgleichskammer 104 im Gehäuse 102 vorgesehen sein kann, um Druckschwankungen in der Batterie 100 flexibel auszugleichen. Somit kann die Steifigkeit bei der Druckeinstellung in der Batterie 100 verringert und die Regelstrecke für das Stellelement 41 vereinfacht werden. In der Ausgleichskammer 104 kann ein Gasvolumen eingeschlossen sein. Das Gasvolumen kann als eine Gasfeder dienen. Über die Parameter des Gasvolumens, wie Druck, Temperatur und/oder Volumen, kann der tatsächlich herrschende Druck P (Ist-Druck) in der Batterie 100 bestimmt werden. Somit können leicht messbare Parameter bereitgestellt werden, welches für die Regelung des Druckes P in der Batterie 100 verwendet werden können. Mithilfe des Gasvolumens kann die Stellgenauigkeit des Aktuators 40 kompensiert werden.
  • Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Ausgleichskammer 104 offen zum restlichen Gehäuse 102 ist. Die Linie 105 kann dabei lediglich als eine Phasengrenze zwischen Gas und Öl verstanden werden. Gleichwohl ist es denkbar, dass die Ausgleichskammer 104 durch ein Federelement fluidisch vom restlichen Gehäuse getrennt sein kann, wobei die Linie 105 dieses Federelement andeutet.
  • Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kühlvorrichtung
    11
    Zulaufleitung
    12
    Ablaufleitung
    14
    Kältemaschine, Verdampfer
    15
    Verdichter, Pumpe
    16
    Ventilator
    17
    Wärmetauscher, Fahrzeugkühler
    18
    Ventil
    20
    Erfassungseinheit
    21
    Drucksensor
    22
    Sensor
    30
    Steuereinheit
    31
    Speicher
    32
    Regler
    40
    Aktuator
    41
    Stellelement
    42
    Spindel
    43
    Motor
    100
    Batterie
    101
    Batteriezelle
    102
    Gehäuse
    103
    Führungskammer
    104
    Ausgleichskammer
    105
    Linie110 Batterie-Management-System
    200
    Fahrzeug
    201
    Fahrzeugheizung
    I, U, C, T, R, SOH, SOC
    Betriebszustand
    I
    Strom
    U
    Spannung
    C
    Kapazität
    T
    Temperatur
    R
    Innenwiderstand
    SOH
    Alterungszustand
    SOC
    Ladezustand
    f
    Funktion
    L(P)
    Alterungsmodell
    L
    Lebensdauer
    Lmax
    maximale Lebensdauer
    P
    Druck
    P*
    optimaler Druck

Claims (22)

  1. Modular aufgebaute Batterie (100), aufweisend: mehrere Batteriezellen (101) und eine Erfassungseinheit (20) zur Erfassung zumindest eines Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100), dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator (40) vorgesehen ist, um einen Druck (P) in der Batterie (100) in Abhängigkeit des zumindest einen erfassten Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) einzustellen.
  2. Batterie (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Kühlvorrichtung (10) zum Temperieren und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen (101) vorgesehen ist, und/oder dass der Aktuator (40) in einer Zulaufleitung (11) einer hydraulischen Kühlvorrichtung (10) zu der Batterie (100) angeordnet ist, und/oder dass der Aktuator (40) dazu ausgeführt ist, den Druck (P) in der Batterie (100) als einen hydraulischen Druck (P) in einer hydraulischen Kühlvorrichtung (10) in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) einzustellen.
  3. Batterie (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (102) vorgesehen ist, in welchem die Batteriezellen (101) aufgenommen sind, und/oder dass ein Gehäuse (102) der Batterie (100) fluidisch mit einer hydraulischen Kühlvorrichtung (10) zum Temperieren und zum hydrostatischen Lagern der Batteriezellen (101) verbunden ist.
  4. Batterie (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (40) ein Stellelement (41) aufweist, um den Druck (P) in der Batterie (10) einzustellen.
  5. Batterie (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (40) einen Motor (43) aufweist, um ein Stellelement (41) anzutreiben.
  6. Batterie (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (43) in Form eines Schrittmotors und/oder eines Linearmotors ausgebildet ist.
  7. Batterie (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (41) in Form eines Kolbens ausgebildet ist, und/oder dass ein Kolben auf einer Spindel (42) angeordnet ist, und/oder dass eine Führungskammer (103) in einem Gehäuse (102) der Batterie (100) vorgesehen ist, in welcher ein Kolben linear bewegbar führbar ist.
  8. Batterie (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (41) in Form einer Membran ausgebildet ist, und/oder dass ein Exzenter oder ein Arbeitskolben vorgesehen ist, um eine Membran in einem Gehäuse (102) der Batterie (100) zu spannen.
  9. Batterie (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (41) in Form eines dehnbaren Elementes ausgebildet ist, und/oder dass ein Exzenter oder ein Arbeitskolben vorgesehen ist, um ein dehnbares Element in einem Gehäuse (102) der Batterie (100) zu dehnen.
  10. Batterie (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (41) in Form eines Piezoelementes ausgebildet ist.
  11. Batterie (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (40) eine Pumpe und/oder ein Speichervolumen aufweist, um den Druck (P) in der Batterie (10) einzustellen.
  12. Batterie (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgleichskammer (104) in einem Gehäuse (102) der Batterie (100) vorgesehen ist, um Druckschwankungen in der Batterie (100) flexibel auszugleichen.
  13. Batterie (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskammer (104) ein Gasvolumen umschließt, wobei die Ausgleichskammer (104) offen zu einem Gehäuse (102) der Batterie (100) ist, oder wobei die Ausgleichskammer (104) durch ein Federelement (105) fluidisch von einem Gehäuse (102) der Batterie (100) getrennt ist.
  14. Batterie (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) einen oder mehrere der nachfolgend genannten Betriebsparameter der Batterie (100) umfasst: Strom (I), Spannung (U), Kapazität (C), Temperatur (T), Innenwiderstand (R), Alterungszustand (SOH), Ladezustand (SOC), Selbstentladerate, mögliche Laderate, Leistungs-Liefervermögen, Leistungsanforderung, mechanische und/oder geometrische Eigenschaften der Batterie (100), und/oder dass die Erfassungseinheit (20) mindestens einen Sensor (22) aufweist, um mindestens einen Betriebsparameter der Batterie (100) zum Bestimmen des Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) zu erfassen, wobei die Betriebsparameter der Batterie (100) sein können: Strom (I), Spannung (U), Kapazität (C), Temperatur (T), Innenwiderstand (R), Alterungszustand (SOH), Ladezustand (SOC), Selbstentladerate, mögliche Laderate, Leistungs-Liefervermögen, Leistungsanforderung, mechanische und/oder geometrische Eigenschaften der Batterie (100).
  15. Batterie (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (30) vorgesehen ist, die dazu ausgelegt ist, den Aktuator (40) anzusteuern.
  16. Batterie (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgelegt ist, den Aktuator (40) anzusteuern, um einen optimalen Druck (P*) in der Batterie (100) einzustellen, der gemäß einem dem erfassten Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) entsprechenden Alterungsmodell (L(P)) der Batterie (100) eine maximale Lebensdauer (Lmax) der Batterie (100) ermöglicht.
  17. Batterie (100) nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) einen Speicher (31) aufweist, in welchem für unterschiedliche Betriebszustände (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) entsprechende Alterungsmodelle (L(P)) der Batterie (100) als Funktionen (f) der Lebensdauer (L) der Batterie (100) in Abhängigkeit von dem Druck (P) in der Batterie (100) hinterlegt sind, und/oder dass die Steuereinheit (30) dem erfassten Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) ein entsprechendes Alterungsmodell (L(P)) zuordnet.
  18. Batterie (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgelegt ist, einen Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) zu einem späteren Zeitpunkt in Abhängigkeit von dem erfassten Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) und einer erwarteten Verwendung und/oder einem erwarteten Einsatzort der Batterie (100) zu diesem späteren Zeitpunkt zu prognostizieren, wobei das Alterungsmodell (L(P) in Abhängigkeit von dem prognostizierten Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) bestimmbar ist.
  19. Batterie (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) innerhalb eines Batterie-Management-Systems (110) implementiert ist.
  20. Fahrzeug (200) mit einer modular aufgebauten Batterie (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  21. Verfahren zum Betreiben einer modular aufgebauten Batterie (100), die mehrere Batteriezellen (101) und eine Erfassungseinheit (20) zur Erfassung eines Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator (40) angesteuert wird, um einen Druck (P) in der Batterie (100) in Abhängigkeit des erfassten Betriebszustandes (I, U, C, T, R, SOH, SOC) der Batterie (100) einzustellen.
  22. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (30) den Aktuator (40) derart ansteuert, dass ein optimaler Druck (P*) in der Batterie (100) eingestellt wird, der gemäß einem dem erfassten Betriebszustand (I, U, C, T, R, SOH, SOC) entsprechenden Alterungsmodell (L(P)) der Batterie (100) eine maximale Lebensdauer (Lmax) der Batterie (100) ermöglicht.
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