DE102018127053A1 - System für einen Antriebsenergiespeicher eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs und Verfahren zum Laden eines Antriebsenergiespeichers eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs - Google Patents

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Bernhard Sessner
Armin Friegel
Hubertus Welsch
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System für einen Antriebsenergiespeicher eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs. Das System umfasst eine Empfangseinrichtung, die eingerichtet ist, um Zustandsinformationen des Antriebsenergiespeichers zu empfangen, wobei die Zustandsinformationen angeben, ob ein Defekt im Antriebsenergiespeicher vorhanden ist oder bevorsteht; und eine Ladesteuereinrichtung, die eingerichtet ist, um eine maximale Ladespannung und/oder einen maximalen Ladezustand für einen Ladevorgang des Antriebsenergiespeichers durch einen Rekuperationsmechanismus und/oder eine Lastpunktverschiebung und/oder eine externe Ladestation auf einen reduzierten Wert einzustellen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht.

Description

  • Die Offenbarung betrifft ein System für einen Antriebsenergiespeicher eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug mit einem derartigen System und ein Verfahren zum Laden eines Antriebsenergiespeichers eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere die Vermeidung eines Kurzschlusses im Antriebsenergiespeicher, und insbesondere in Zellen einer Lithium-Ionen-Batterie.
  • Stand der Technik
  • Hybrid- oder Elektrofahrzeuge werden von einem Elektromotor angetrieben, wobei die nötige elektrische Energie beispielsweise in einem Hochvoltspeicher gespeichert wird, der an einer Ladestation eines Hauses oder einer speziellen Tankstelle aufgeladen werden kann. Der Hochvoltspeicher kann eine Vielzahl von Batteriezellen umfassen, die seriell und/oder parallel geschaltet sind. Bei der Herstellung des Hochvoltspeichers können Verunreinigungen der Batteriezellen auftreten. Insbesondere können Fremdpartikel derart eingeschlossen sein, dass dies zu einer Verletzung der Zellisolation (intern oder extern) führt. Hierdurch kann es zu einem schleichenden Ladungsverlust oder sogar zu internen Kurzschlüssen kommen.
  • Zur Erkennung drohender Zelldefekte kann eine symptomatische Diagnose verwendet werden, wie zum Beispiel hinsichtlich einer erhöhten Selbstentladung. Basierend darauf kann eine Servicemaßnahme erfolgen, wie beispielsweise ein Austausch des betroffenen Zellmoduls. Der Zelldefekt kann jedoch noch vor Austausch des Zellmoduls eintreten und zu einem Totalschaden des Hochvoltspeichers führen. Zudem birgt der Zelldefekt in Abhängigkeit des Ladungszustands und der Energiedichte das Risiko eines Brandes.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein System für einen Antriebsenergiespeicher eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug mit einem derartigen System und ein Verfahren zum Laden eines Antriebsenergiespeichers eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs anzugeben, die einen Defekt verhindern können. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Kurzschluss in einzelnen Zellen des Antriebsenergiespeichers zu vermeiden und damit eine Sicherheit des Antriebsenergiespeichers zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gemäß einem unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein System für einen Antriebsenergiespeicher eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs angegeben. Das System umfasst eine Empfangseinrichtung, die eingerichtet ist, um Zustandsinformationen des Antriebsenergiespeichers zu empfangen, wobei die Zustandsinformationen angeben, ob ein Defekt im Antriebsenergiespeicher bevorsteht, und eine Ladesteuereinrichtung, (oder Ladesteuer- und Energiemanagementeinrichtung) die eingerichtet ist, um eine maximale Ladespannung und/oder einen maximalen Ladezustand (State of Charge, SoC) für einen Ladevorgang des Antriebsenergiespeichers auf einen reduzierten Wert einzustellen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht. Die maximale Ladespannung und der maximale Ladezustand geben obere Grenzwerte an, die definieren, wie weiter der Antriebsenergiespeicher geladen werden kann bzw. sollte. Der Ladevorgang kann zum Beispiel durch einen Rekuperationsmechanismus und/oder eine Lastpunktverschiebung und/oder eine externe Ladestation erfolgen.
  • Erfindungsgemäß werden reduzierte Werte für die maximale Ladespannung und/oder den maximalen SoC verwendet, wenn festgestellt wird, dass ein Zelldefekt droht. Damit ist eine Vermeidungsmaßnahme bei einem erkannten Risiko eines Zelldefekts bereitgestellt, die das Risiko eines unmittelbaren Defekts minimiert. Das Fahrzeug kann ohne das Risiko eines unmittelbaren Defekts weiter betrieben werden. Die Verfügbarkeit für den Kunden wird erhöht und die Kundenzufriedenheit steigt. Zudem können Batteriebrände aufgrund des unmittelbaren Zelldefekts vermieden werden.
  • Vorzugsweise ist der Antriebsenergiespeicher eine Batterie, wie zum Beispiel eine Lithium-Ionen-Batterie, mit einer Vielzahl von Zellen. Die Zellen können parallel und/oder seriell zusammengeschaltet sein. Jede Zelle kann eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, ein Elektrolyt und einen Separator umfassen. Der Defekt kann ein interner Zelldefekt sein, wie zum Beispiel ein Kurzschluss in einer einzelnen Zelle aufgrund eines Fremdpartikels.
  • Vorzugsweise ist die Ladesteuereinrichtung eingerichtet, um die maximale Ladespannung und/oder den maximalen Ladezustand für den Ladevorgang auf einen Normalwert einzustellen, der größer als der reduzierte Wert ist, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass kein Defekt bevorsteht. Anders gesagt können in einem Normalzustand Standartwerte und in einem Risikozustand im Vergleich zu den Standartwerten reduzierte Werte für die maximale Ladespannung und/oder den maximalen Ladezustand verwendet werden. Damit können der Antriebsenergiespeicher und das Fahrzeug auch bei einem drohenden Zelldefekt noch sicher betrieben werden.
  • Typischerweise ist der reduzierte Wert der maximalen Ladespannung und/oder des maximalen Ladezustands ein endlicher Wert, d.h. größer als Null. In einigen Ausführungsformen kann der reduzierte Wert der maximalen Ladespannung und/oder des maximalen Ladezustands im Wesentlichen Null sein. Damit kann zum Beispiel eine komplette Entladung der Zelle bzw. des Antriebsenergiespeichers erfolgen.
  • Vorzugsweise ist der Normalwert der maximalen Ladespannung im Bereich von 2.8 Volt bis 4.2 Volt. Die maximale Ladespannung bezieht sich in diesem Beispiel auf eine Ladespannung einer einzelnen Zelle des Antriebsenergiespeichers. Der reduzierte Wert der maximalen Ladespannung pro Zelle kann im Bereich von 3 bis 4 Volt, und insbesondere im Bereich von 3.5 bis 3.7 Volt sein. Zum Beispiel kann der reduzierte Wert der maximalen Ladespannung pro Zelle 3.616 Volt sein.
  • Vorzugsweise ist die Ladesteuereinrichtung weiter eingerichtet, um den maximalen Ladezustand (State of Charge, SoC) von einem ersten Wert (z.B. einem Normalwert) auf einen zweiten Wert (d.h. den reduzierten Wert), der kleiner als der erste Wert ist, einzustellen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht. Der erste Wert kann zum Beispiel 90% oder mehr einer maximal möglichen Ladung des Antriebsenergiespeichers sein. Ergänzend oder alternativ kann der zweite Wert weniger als 90% der maximal möglichen Ladung des Antriebsenergiespeichers sein. Damit wird der Antriebsenergiespeicher bei einem drohenden Zelldefekt unabhängig von etwaigen Vorgaben durch den Nutzer nicht mehr so weit wie im Normalfall geladen. Hierdurch kann ein Innendruck in den Batteriezellen reduziert und damit ein Kurzschluss verhindert werden.
  • Der Normalwert des maximalen Ladezustands kann zum Beispiel einer vorgegebenen „Vollladung“ des Antriebsenergiespeichers entsprechen. Zum Beispiel werden Lithium-Ionen-Batterien im Standardbetrieb jedoch nicht bis zu ihrem physikalischen Maximum (d.h. auf 100%) geladen, da die Ladezeit für die letzten Prozent stark zunimmt. Der Normalwert des maximalen Ladezustands kann trotzdem der Vollladung entsprechen, auch wenn dieser Wert weniger als 100% des physikalischen Maximums ist.
  • Vorzugsweise ist die Ladesteuereinrichtung weiter eingerichtet, um den Antriebsenergiespeicher über einen oder mehrere elektrische Verbraucher des Fahrzeugs zu entladen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht. Insbesondere kann der Antriebsenergiespeicher bei einem Erkennen eines drohenden Defekts derart entladen werden, dass eine tatsächliche Ladespannung und/oder ein tatsächlicher Ladezustand unterhalb der reduzierten Werte der maximalen Ladespannung bzw. des maximalen Ladezustands liegen bzw. dorthin reduziert werden. In einigen Ausführungsformen kann der reduzierte Wert der maximalen Ladespannung und/oder des maximalen Ladezustands in einer hochkritischen Situation im Wesentlichen Null sein, so dass eine komplette Entladung der Zelle bzw. des Antriebsenergiespeichers erfolgt.
  • Der eine oder die mehreren Verbraucher können einen Elektromotor des Fahrzeugs (d.h. die Traktionsmaschine) und/oder fahrzeuginterne elektrische Verbraucher, wie zum Beispiel eine Bordelektronik, Klimaanlage, etc. umfassen. Damit müssen für die Entladung des Antriebsenergiespeichers in den reduzierten Betriebsbereich keine zusätzlichen Mittel zum Entladen bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann bei einem Hybridfahrzeug eine Entladung des Antriebsenergiespeichers bei einem Erkennen eines drohenden Defekts in den reduzierten Betriebsbereich durch eine Lastpunktverschiebung, und insbesondere eine Lastpunktabsenkung erfolgen.
  • Vorzugsweise ist die Ladesteuereinrichtung weiter eingerichtet, um eine maximale Ladeleistung für den Ladevorgang des Antriebsenergiespeichers durch den Rekuperationsmechanismus und/oder die Lastpunktverschiebung und/oder die externe Ladestation auf einen im Vergleich zum Normalfall (d.h. ohne bevorstehenden Defekt) reduzierten Wert einzustellen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht. Wenn beispielsweise die reduzierte maximale Ladespannung und/oder der reduzierte maximale Ladezustand (SoC) zu einem Zeitpunkt überschritten sind, zu dem der drohende Defekt erkannt wird, wird keine Ladeleistung mehr z.B. für die Rekuperation freigegeben und der Antriebsenergiespeicher nicht geladen.
  • Vorzugsweise umfasst das System eine Ausgabeeinrichtung, die eingerichtet ist, um Informationen bezüglich des drohenden Defekts an einen Nutzer auszugeben. Insbesondere kann ein Hinweis an den Nutzer ausgegeben werden, dass eine Werkstatt aufgesucht werden sollte, zum Beispiel um die risikobehaftete Zelle oder ein Zellenmodul auszutauschen. Der Hinweis kann visuell zum Beispiel auf einem Display ausgegeben werden. Damit kann die Zelle oder das Zellenmodul ausgetauscht werden, bevor der Defekt auftritt. Ein Totalschaden des Antriebsenergiespeichers kann somit verhindert werden.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Ausgabeeinrichtung weiter eingerichtet, um eine z.B. durch die Einschränkung der Ladespannung reduzierte maximal mögliche Reichweite anzuzeigen. Damit kann der Nutzer über die reduzierte Reichweite informiert werden, beispielweise zur persönlichen Routenplanung. Dies kann zum Beispiel auch dann erfolgen, wenn aktuell noch mehr Energie vorhanden ist, beim nächsten Ladevorgang aufgrund der Einschränkung der Ladespannung aber nicht mehr als eine bestimmte Ladung erreicht werden kann.
  • Vorzugsweise umfasst das System eine Überwachungseinrichtung, die eingerichtet ist, um einen Zustand des Antriebsenergiespeichers, und insbesondere von einer Vielzahl von Zellen des Antriebsenergiespeichers, zu überwachen und die Zustandsinformationen bereitzustellen. Die Überwachungseinrichtung kann zum Beispiel durch eine geeignete Software unter Verwendung von bereits im Fahrzeug vorhandenen Einrichtungen implementiert sein. Anders gesagt kann es in einigen Ausführungsformen nicht erforderlich sein, zusätzliche Aktoren oder Sensoren im Fahrzeug zu ergänzen.
  • Die Überwachungseinrichtung kann zum Beispiel eine Zellspannung und/oder einen durch die Zelle fließenden Strom und/oder eine Zelltemperatur (z.B. eine Zellinnentemperatur und/oder Zellaußentemperatur) und/oder einen Zellinnendruck überwachen. In einigen Ausführungsformen kann aus einer Änderung der Zellspannung, wie zum Beispiel der Zellruhespannung, über einen bestimmten Zeitraum auf einen drohenden Zelldefekt geschlossen werden. Anders gesagt kann eine Selbstentladung des Antriebsenergiespeichers erfasst und daraus das Bevorstehen eines batterieinternen Kurzschlusses abgeleitet werden.
  • Ergänzend oder alternativ kann die Überwachungseinrichtung eine (z.B. bereits vorhandene) Sensorik zur Erfassung eines Isolationswiderstands des Batteriesystems (Batteriezellen + Sensorik + Elektronik + Kühler usw.) und/oder zur Erfassung des Füllstands des Kühlmittelkreislaufs des Fahrzeugs umfassen. Mit dieser Sensorik kann ein weiterer potenziell kritischer Defekt erkannt werden, wie zum Beispiel ein Leck im Batteriekühler. Ein derartiger Defekt kann einen interner Isolationsverlust des Batteriesystems zu Folge haben, der ebenfalls zu einem internen Kurzschluss führen kann. Die Vermeidungsmaßnahmen können wie oben beschrieben ausgeführt werden, um den Kurzschluss zu vermeiden (z.B. Entladen und Einschränkung der maximalen Ladespannung und/oder des maximalen SoC).
  • Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug angegeben. Das Hybrid- oder Elektrofahrzeug umfasst das in diesem Dokument beschriebene System für einen Antriebsenergiespeicher sowie den Antriebsenergiespeicher.
  • Das Hybrid- oder Elektrofahrzeug kann den Rekuperationsmechanismus umfassen, der eingerichtet ist, um den Antriebsenergiespeicher während der Fahrt durch Energierückgewinnung zu laden. Der Rekuperationsmechanismus kann zum Beispiel eine rekuperative Bremse umfassen oder sein.
  • Das Hybrid- oder Elektrofahrzeug kann gemäß Ausführungsformen ein reines Elektrofahrzeug (BEV) oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV) sein. Der Begriff Fahrzeug umfasst PKW, LKW, Busse, Wohnmobile, Krafträder, etc., die der Beförderung von Personen, Gütern, etc. dienen. Insbesondere umfasst der Begriff Kraftfahrzeuge zur Personenbeförderung.
  • Das Hybridfahrzeug kann einen Mechanismus zur Lastpunktverschiebung umfassen. Eine Lastpunktverschiebung kann als Lastpunktanhebung oder Lastpunktabsenkung implementiert sein. Bei einer Lastpunktanhebung erzeugt der Verbrennungsmotor mehr Moment als das Fahrerwunschmoment, wobei der Elektromotor die Differenz generatorisch ausgleicht, damit die Summe der Momente des Verbrennungsmotors und des Elektromotors dem Fahrerwunschmoment entspricht und der Antriebenergiespeicher mit der Kraftstoffenergie geladen wird. Bei einer Lastpunktabsenkung erbringt der Verbrennungsmotor weniger Moment als das Fahrerwunschmoment, wobei der Elektromotor die Differenz motorisch ausgleicht, damit die Summe der Momente des Verbrennungsmotors und des Elektromotors dem Fahrerwunschmoment entspricht. Durch den motorischen Betrieb des Elektromotors wird der Antriebsenergiespeicher entladen.
  • Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Laden eines Antriebsenergiespeichers eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs angegeben. Das Verfahren umfasst ein Erfassen von Zustandsinformationen des Antriebsenergiespeichers, wobei die Zustandsinformationen angeben, ob ein Defekt im Antriebsenergiespeicher bevorsteht, und ein Einstellen einer maximalen Ladespannung und/oder eines maximalen Ladezustands für einen Ladevorgang des Antriebsenergiespeichers auf einen reduzierten Wert, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht. Der Ladevorgang kann zum Beispiel durch einen Rekuperationsmechanismus und/oder eine Lastpunktverschiebung und/oder eine externe Ladestation erfolgen.
  • Das Verfahren kann die Aspekte des in diesem Dokument beschriebenen Systems für einen Antriebsenergiespeicher eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs implementieren. Zudem kann das System die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte des Verfahrens zum Laden eines Antriebsenergiespeichers eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs implementieren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • 1 ein System für einen Antriebsenergiespeicher eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, und
    • 2 ein Flussdiagram eines Verfahrens zum Laden eines Antriebsenergiespeichers eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • Ausführungsformen der Offenbarung
  • Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
  • 1 zeigt ein System für einen Antriebsenergiespeicher 110 eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs 100 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Hybrid- oder Elektrofahrzeug 100 kann gemäß Ausführungsformen ein reines Elektrofahrzeug (BEV) oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV) sein.
  • Das System umfasst eine Empfangseinrichtung 120, die eingerichtet ist, um Zustandsinformationen des Antriebsenergiespeichers 110 zu empfangen. Die Zustandsinformationen geben an, ob ein Defekt im Antriebsenergiespeicher 110 bevorsteht.
  • Der Defekt kann ein Kurzschluss zwischen den Elektroden einer Zelle des Antriebsenergiespeichers 110 aufgrund eines Fremdpartikels sein. Der Antriebsenergiespeicher 110 kann zum Beispiel eine Lithium-Ionen-Batterie mit einer Vielzahl von Zellen sein.
  • Die Zustandsinformationen können mittels einer Überwachungseinrichtung erfasst werden. Die Überwachungseinrichtung kann eine Vielzahl von Zellen des Antriebsenergiespeichers überwachen und deren Zustand bestimmen. Die Überwachungseinrichtung kann zum Beispiel eingerichtet sein, um eine Zellspannung und/oder einen durch die Zelle fließenden Strom und/oder eine Zelltemperatur (z.B. eine Zellinnentemperatur und/oder Zellaußentemperatur) und/oder einen Zellinnendruck zu erfassen. In einigen Ausführungsformen kann wenigstens eine der vorstehend genannten Größen über einen Zeitraum erfasst werden. Aus Änderungen über den Zeitraum kann der Zustand der Zelle abgeleitet werden.
  • Zum Beispiel kann während eines Stillstands des Fahrzeugs eine Zellruhespannung gemessen werden. Aus einer Änderung der Zellruhespannung kann auf den Zustand der Zelle geschlossen werden. Wenn beispielsweise eine Abnahme der Zellruhespannung über einen vorbestimmten Zeitraum einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, kann darauf geschlossen werden, dass möglicherweise ein Zelldefekt bevorsteht.
  • Ergänzend oder alternativ kann die Überwachungseinrichtung eine Sensorik zur Erfassung eines Isolationswiderstands des Batteriesystems (z.B. Batteriezellen und/oder Sensorik und/oder Elektronik und/oder Kühler usw.) und/oder zur Erfassung eines Füllstands des Kühlmittelkreislaufs des Fahrzeugs umfassen. Mit dieser Sensorik kann ein Leck im Batteriekühler erkannt werden, der ebenfalls zu einem Zelldefekt, und insbesondere zu einem Kurzschluss führen kann.
  • Das System umfasst weiter eine Ladesteuereinrichtung 130, die eingerichtet ist, um eine maximale Ladespannung und/oder einen maximalen Ladezustand für einen Ladevorgang des Antriebsenergiespeichers 110 zum Beispiel durch einen Rekuperationsmechanismus 140 auf einen reduzierten Wert einzustellen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht. Der Begriff „reduzierter Wert“ bedeutet dabei, dass der Wert im Vergleich zu Werten, die in einer Normalsituation, d.h. ohne drohenden Zelldefekt verwendet werden, kleiner ist.
  • Die Empfangseinrichtung 120 und die Ladesteuereinrichtung 130 können in einem gemeinsamen Software- und/oder Hardware-Modul realisiert sein. Alternativ dazu können die Empfangseinrichtung 120 und die Ladesteuereinrichtung 130 in getrennten Software- und/oder Hardware-Modulen realisiert sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Ladesteuereinrichtung 130 eingerichtet sein, um den Wert der maximalen Ladespannung und/oder des maximalen Ladezustands für einen Ladevorgang des Antriebsenergiespeichers 110 auf einen Normalwert einzustellen, der größer als der reduzierte Wert ist, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass kein Defekt bevorsteht. Damit können in einem Normalzustand Standartwerte und in einem Risikozustand im Vergleich zu den Standartwerten reduzierte Werte für die maximale Ladespannung und/oder den maximalen Ladezustand verwendet werden.
  • Typischerweise ist der Normalwert der maximalen Ladespannung im Bereich von 2.8 Volt bis 4.2 Volt. Der reduzierte Wert der maximalen Ladespannung pro Zelle kann im Bereich von 3 bis 4 Volt, und insbesondere im Bereich von 3.5 bis 3.7 Volt sein. Zum Beispiel kann der reduzierte Wert der maximalen Ladespannung pro Zelle 3.616 Volt sein. Die Ladespannung gibt in diesem Beispiel eine Zellspannung an, die durch eine einzelne Zelle erzeugt wird. Insbesondere kann die Zellspannung eine Zellruhespannung sein. Diese Spannung ist höher je höher der Ladezustand der Zelle ist. Anders gesagt korreliert die Ladespannung mit dem Ladezustand.
  • Die Ladesteuereinrichtung 130 kann weiter eingerichtet sein, um den maximalen Ladezustand (State of Charge, SoC) von einem ersten Wert (z.B. einem Standartwert) auf einen zweiten Wert, der kleiner als der erste Wert ist, einzustellen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht. Der erste Wert kann zum Beispiel 90% oder mehr einer maximalen Ladung des Antriebsenergiespeichers 110 sein. Zum Beispiel werden Lithium-Ionen-Batterien im Standardbetrieb nicht vollständig (d.h. auf 100%) geladen, da die Ladezeit für die letzten Prozent stark zunimmt. Ergänzend oder alternativ kann der zweite Wert weniger als 90% der maximalen Ladung des Antriebsenergiespeichers 110 sein.
  • Die Ladesteuereinrichtung 130 kann weiter eingerichtet sein, um den Antriebsenergiespeicher 110 über einen oder mehrere elektrische Verbraucher des Fahrzeugs 100 zu entladen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht. Dies kann insbesondere dann erfolgen, wenn eine tatsächliche Ladespannung und/oder ein tatsächlicher Ladezustand zum Zeitpunkt des Erkennens des drohenden Defekts über den reduzierten Werten der maximalen Ladespannung bzw. des maximalen Ladezustands liegen. In einem solchen Fall kann der Antriebsenergiespeicher aktiv entladen werden, um die Ladespannung und/oder den Ladezustand in einen sicheren Bereich zu bringen.
  • Das Fahrzeug 100 kann zum Beispiel ein Hybridfahrzeug mit einem Mechanismus für eine Lastpunktverschiebung sein. Die Lastpunktverschiebung kann verwendet werden, um den Antriebsenergiespeicher 110 beim Erkennen des drohenden Defekts aktiv und zügig zu entladen.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Ladesteuereinrichtung 130 eingerichtet, um die maximale Ladespannung und/oder den maximalen Ladezustand für einen Ladevorgang des Antriebsenergiespeichers durch eine externe Ladestation auf den reduzierten Wert einzustellen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht.
  • Das Laden des Antriebsenergiespeichers durch eine externe Ladestation ist in der 1 schematisch dargestellt. Das Hybrid- oder Elektrofahrzeug 100 kann über eine Verbindungsvorrichtung, z.B. ein Ladekabel bzw. Stromkabel 16, mit einem an einer Ladesäule 12 vorgesehenen Stromanschluss 14, z.B. einer Steckdose, verbunden sein. Die Stromanschlüsse bzw. Ladesäulen können über eine Stromleitung mit einem Netzanschluss eines Stromnetzes eines Energieversorgungsunternehmens verbunden sein (nicht gezeigt).
  • In einigen Ausführungsformen kann eine Kommunikation zwischen dem Hybrid- oder Elektrofahrzeug 100 und der Ladesäule 12 drahtlos, beispielsweise mittels WLAN, Bluetooth, Infrarot, GSM, UMTS oder dergleichen erfolgen. Auch ist eine drahtgebundene Kommunikation, beispielsweise über das Ladekabel, möglich.
  • Das System kann weiter eine Ausgabeeinrichtung für einen Nutzerhinweis umfassen, wie zum Beispiel ein Display. Der Nutzerhinweis kann den drohenden Defekt betreffen. Insbesondere kann der Nutzerhinweis eine Aufforderung zum Aufsuchen einer Werkstatt zum Austauschen der risikobehafteten Zelle bzw. eines Zellenmoduls mit der risikobehafteten Zelle sein. Ein Totalschaden des Antriebsenergiespeichers 110 kann somit verhindert werden. Die Ausgabeeinrichtung kann weiter eingerichtet sein, um eine z.B. durch die Einschränkung der Ladespannung reduzierte maximal mögliche Reichweite anzuzeigen, beispielsweise auf dem Display.
  • 2 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens 200 zum Laden eines Antriebsenergiespeichers eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • Das Verfahren 200 umfasst im Block 210 ein Erfassen von Zustandsinformationen des Antriebsenergiespeichers, wobei die Zustandsinformationen angeben, ob ein Defekt im Antriebsenergiespeicher bevorsteht, und im Block 220 ein Einstellen einer maximalen Ladespannung und/oder eines maximalen Ladezustands für einen Ladevorgang des Antriebsenergiespeichers durch einen Rekuperationsmechanismus und/oder eine Lastpunktverschiebung und/oder eine externe Ladestation auf einen reduzierten Wert, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht.
  • Das Verfahren 200 kann durch Software, die auf einem Prozessor ausgeführt wird, implementiert werden. Insbesondere kann ein Speichermedium mit einem Software Programm vorgesehen sein, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Zum Beispiel kann ein „Batterienotlauf“-Bit vorhanden sein, das zum Beispiel ab der ersten positiven Diagnose der Selbstentladungs-Diagnose permanent einrastet. Ein Reset des Batterienotlauf-Bits kann zum Beispiel (nur) durch einen (Zell-)Modultausch erfolgen.
  • Das Batterienotlauf-Bit triggert die Reduzierung der maximalen Ladespannung bei der Rekuperation und beim Plugin-Laden, so dass der maximale SoC nicht mehr überschritten werden kann, sobald er einmal unterschritten wurde. In einigen Ausführungsformen triggert das Batterienotlauf-Bit die Reduzierung der maximalen Ladeleistung bei der Rekuperation derart, dass oberhalb des reduzierten maximalen SoC keine Ladeleistung mehr freigegeben wird.
  • Solange der aktuelle SoC bzw. die aktuelle Spannung nach Setzen des Batterienotlaufs noch oberhalb der reduzierten Grenzwerte ist, entsteht dadurch kein Fehler und das Fahrzeug bleibt fahrbar. Sobald der aktuelle SoC bzw. die aktuelle Spannung nach Setzen des Batterienotlaufs unterhalb der reduzierten Grenzwerte ist, werden diese weder durch Laden noch durch Rekuperation überschritten.
  • Nach Setzen des Batterienotlaufs kann das Fahrzeug bis zum reduzierten maximalen SoC aufgeladen werden. Ladeversuche bei einem SoC, der größer als der reduzierte maximale SoC ist, können ohne Fehler beendet bzw. nicht gestartet werden. Die Ladeleistung kann gegenüber dem Normalzustand verringert sein.
  • Erfindungsgemäß werden reduzierte Werte für die maximale Ladespannung und/oder den SoC verwendet, wenn festgestellt wird, dass ein Zelldefekt droht. Damit ist eine Vermeidungsmaßnahme bei einem erkannten Risiko eines Zelldefekts bereitgestellt, die das Risiko eines unmittelbaren Defekts minimiert. Das Fahrzeug kann ohne das Risiko eines unmittelbaren Defekts weiter betrieben werden. Die Verfügbarkeit für den Kunden wird erhöht und die Kundenzufriedenheit steigt. Zudem können Batteriebrände aufgrund des unmittelbaren Zelldefekts vermieden werden.

Claims (10)

  1. System für einen Antriebsenergiespeicher (110) eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs (100), umfassend: eine Empfangseinrichtung (120), die eingerichtet ist, um Zustandsinformationen des Antriebsenergiespeichers (110) zu empfangen, wobei die Zustandsinformationen angeben, ob ein Defekt im Antriebsenergiespeicher (110) bevorsteht; und eine Ladesteuereinrichtung (130), die eingerichtet ist, um eine maximale Ladespannung und/oder einen maximalen Ladezustand für einen Ladevorgang des Antriebsenergiespeichers (110) durch einen Rekuperationsmechanismus (140) und/oder eine Lastpunktverschiebung und/oder eine externe Ladestation (12) auf einen reduzierten Wert einzustellen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht.
  2. Das System nach Anspruch 1, wobei die Ladesteuereinrichtung (130) weiter eingerichtet ist, um die maximale Ladespannung für den Ladevorgang auf einen Normalwert einzustellen, der größer als der reduzierte Wert ist, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass kein Defekt bevorsteht, insbesondere wobei der Normalwert der maximalen Ladespannung im Bereich von 2.8 Volt bis 4.2 Volt ist.
  3. Das System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ladesteuereinrichtung (130) weiter eingerichtet ist, um den maximalen Ladezustand von einem Normalwert auf den reduzierten Wert, der kleiner als der Normalwert ist, einzustellen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht, insbesondere wobei der Normalwert 90% oder mehr einer maximal möglichen Ladung des Antriebsenergiespeichers (110) und der reduzierte Wert weniger als 90% der maximal möglichen Ladung ist.
  4. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ladesteuereinrichtung (130) weiter eingerichtet ist, um den Antriebsenergiespeicher (110) über einen oder mehrere elektrische Verbraucher des Fahrzeugs (100) zu entladen, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht.
  5. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend eine Ausgabeeinrichtung, die eingerichtet ist, um Informationen bezüglich des bevorstehenden Defekts und/oder einer reduzierten maximal möglichen Reichweite an einen Nutzer auszugeben.
  6. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend eine Überwachungseinrichtung, die eingerichtet ist, um einen Zustand des Antriebsenergiespeichers (110) zu überwachen und die Zustandsinformationen bereitzustellen.
  7. Das System nach Anspruch 6, wobei die Überwachungseinrichtung eingerichtet ist, um eine oder mehrere der folgenden Größen zu erfassen: eine Zellspannung von Zellen des Antriebsenergiespeichers (110) und/oder einen durch die Zelle des Antriebsenergiespeichers (110) fließenden Strom und/oder eine Zelltemperatur von Zellen des Antriebsenergiespeichers (110) und/oder einen Zellinnendruck von Zellen des Antriebsenergiespeichers (110) und/oder einen Isolationswiderstand eines Batteriesystems, das den Antriebsenergiespeicher (110) umfasst und/oder einen Füllstands eines Kühlmittelkreislaufs für den Antriebsenergiespeicher (110).
  8. Hybrid- oder Elektrofahrzeug (100), umfassend das System nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
  9. Verfahren (200) zum Laden eines Antriebsenergiespeichers (110) eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs (100), umfassend: Erfassen (210) von Zustandsinformationen des Antriebsenergiespeichers (110), wobei die Zustandsinformationen angeben, ob ein Defekt im Antriebsenergiespeicher (110) bevorsteht; und Einstellen (220) einer maximalen Ladespannung und/oder eines maximalen Ladezustands für einen Ladevorgang des Antriebsenergiespeichers (110) durch einen Rekuperationsmechanismus (140) und/oder eine Lastpunktverschiebung und/oder eine externe Ladestation (12) auf einen reduzierten Wert, wenn die Zustandsinformationen angeben, dass ein Defekt bevorsteht.
  10. Speichermedium mit einem Software Programm, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das Verfahren (200) nach Anspruch 9 auszuführen.
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US17/272,995 US20210323411A1 (en) 2018-10-30 2019-10-02 System for a Drive Energy Store of a Hybrid or Electric Vehicle, and Method for Charging a Drive Energy Store of a Hybrid or Electric Vehicle
CN201980051065.XA CN112512855B (zh) 2018-10-30 2019-10-02 用于驱动能量蓄存器的系统和用于充电的方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020007868A1 (de) 2020-12-21 2022-01-27 Daimler Ag Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs unter Berücksichtigung einer elektrischen Isolation einer Ladestation, sowie Ladevorrichtung und Fahrzeug
DE102021124474A1 (de) 2021-09-22 2023-03-23 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Entladen mindestens einer Batteriezelle einer Batterie und Steuereinrichtung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114148177B (zh) * 2020-09-04 2024-01-23 广汽埃安新能源汽车有限公司 一种充电截止点自动调整方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0974610A (ja) * 1995-09-01 1997-03-18 Mitsubishi Motors Corp 電気自動車用バッテリの過充電防止装置
US6255803B1 (en) * 1999-08-10 2001-07-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for detecting minor short in cells and method for detecting cell short in cells
DE102006000086A1 (de) * 2005-03-17 2006-09-21 Toyota Jidosha K.K., Toyota Akkumulatorsystem und Verfahren zum Verarbeiten einer Anomalie eines Akkumulatorsystems
US20100033135A1 (en) * 2007-03-15 2010-02-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Power storage system
US20140117942A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 Honda Motor Co., Ltd. Hybrid electric vehicle battery discharger

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005269752A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Sanyo Electric Co Ltd ハイブリッドカーの電源装置
US20080042615A1 (en) * 2006-07-24 2008-02-21 Serrels Richard K Method for improving fuel economy of a hybrid vehicle
US9285432B2 (en) * 2011-07-26 2016-03-15 GM Global Technology Operations LLC Method and system for controlling a vehicle battery
JP2013247003A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Sony Corp 二次電池の充電制御装置、二次電池の充電制御方法、二次電池の充電状態推定装置、二次電池の充電状態推定方法、二次電池の劣化度推定装置、二次電池の劣化度推定方法、及び、二次電池装置
CN103730702B (zh) * 2012-10-12 2016-01-13 北汽福田汽车股份有限公司 一种电动汽车的车载锂电池充电方法
DE102015001050A1 (de) * 2015-01-29 2016-08-04 Man Truck & Bus Ag Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung mindestens eines einen Alterungszustand eines elektrischen Energiespeichers beeinflussenden Betriebsparameters des elektrischen Energiespeichers
JP6437100B2 (ja) * 2015-04-15 2018-12-12 三菱電機株式会社 車両の電源装置
US11247552B2 (en) * 2015-08-03 2022-02-15 Cummins, Inc. Systems and methods of energy management and control of an electrified powertrain
DE102015226614A1 (de) * 2015-12-23 2017-06-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, Steuerungseinheit für ein Antriebssystem und ein Antriebssystem
CN108521155B (zh) * 2018-05-09 2020-10-02 清华大学 一种电动汽车充电预警方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0974610A (ja) * 1995-09-01 1997-03-18 Mitsubishi Motors Corp 電気自動車用バッテリの過充電防止装置
US6255803B1 (en) * 1999-08-10 2001-07-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for detecting minor short in cells and method for detecting cell short in cells
DE102006000086A1 (de) * 2005-03-17 2006-09-21 Toyota Jidosha K.K., Toyota Akkumulatorsystem und Verfahren zum Verarbeiten einer Anomalie eines Akkumulatorsystems
US20100033135A1 (en) * 2007-03-15 2010-02-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Power storage system
US20140117942A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 Honda Motor Co., Ltd. Hybrid electric vehicle battery discharger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020007868A1 (de) 2020-12-21 2022-01-27 Daimler Ag Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs unter Berücksichtigung einer elektrischen Isolation einer Ladestation, sowie Ladevorrichtung und Fahrzeug
DE102021124474A1 (de) 2021-09-22 2023-03-23 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Entladen mindestens einer Batteriezelle einer Batterie und Steuereinrichtung

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Publication number Publication date
WO2020088872A1 (de) 2020-05-07
CN112512855B (zh) 2024-03-05
US20210323411A1 (en) 2021-10-21
CN112512855A (zh) 2021-03-16

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