DE102019202461A1 - Method and battery state detection device for determining a usable energy content of an energy store of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines nutzbaren Energieinhalts (EE, EL) eines Energiespeichers (10), wobei der nutzbare Energieinhalt (EE, EL) eine beim Laden des Energiespeichers (10) dem Energiespeicher (10) zuführbare Energie (EL) darstellt und beim Entladen des Energiespeichers (10) eine dem Energiespeicher (10) entnehmbare Energie (EE) darstellt. Dabei wird der nutzbare Energieinhalt (EE, EL) in Abhängigkeit von einem beim Laden oder Entladen auftretenden Energieverlust (EV) und in Abhängigkeit von einer im Energiespeicher (10) gespeicherten oder speicherbaren Energie (E0) ermittelt, die wiederum in Abhängigkeit von einer gespeicherten Kennlinie (14), die eine Abhängigkeit einer Ruhespannung des Energiespeichers (10) von einem Ladezustand (SOC) des Energiespeichers (10) angibt, bestimmt wird.The invention relates to a method for determining a usable energy content (EE, EL) of an energy store (10), the usable energy content (EE, EL) representing energy (EL) which can be supplied to the energy store (10) when the energy store (10) is being charged represents an energy (EE) that can be drawn from the energy store (10) when the energy store (10) is discharged. The usable energy content (EE, EL) is determined as a function of an energy loss (EV) that occurs during charging or discharging and as a function of an energy (E0) stored or storable in the energy store (10), which in turn depends on a stored characteristic curve (14), which indicates a dependency of an open circuit voltage of the energy store (10) on a state of charge (SOC) of the energy store (10), is determined.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines nutzbaren Energieinhalts eines Energiespeichers, wobei der nutzbare Energieinhalt eine beim Laden des Energiespeichers dem Energiespeicher zuführbare Energie darstellt und beim Entladen des Energiespeichers eine dem Energiespeicher entnehmbare Energie darstellt. Zur Erfindung gehört auch eine Batteriezustandserkennungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for determining a usable energy content of an energy store, wherein the usable energy content represents energy that can be supplied to the energy store when the energy store is charged and represents energy that can be drawn from the energy store when the energy store is discharged. The invention also includes a battery state detection device for a motor vehicle.
Um einen fehlerfreien und sicheren Betrieb im Energienetz eines Kraftfahrzeugs sicherstellen zu können, spielt die Bestimmung der aktuell nutzbaren Batterieenergie, das heißt der Lade- oder Entladeenergie, von Bordnetzbeziehungsweise Traktionsbatterien als Bestandteil der Batteriezustandserkennung eine wichtige Rolle. Im automobilen Umfeld gibt es bereits bekannte Methoden, um diese Bestimmung zu realisieren. Diese Berechnungsmethoden funktionieren unter der Zuhilfenahme der aktuellen Batteriespannung beziehungsweise der nominalen Batteriespannung. Diese Größen sind jedoch stark abhängig von der aktuellen Batteriebelastung, das heißt dem aktuellen Batteriestrom, und sind nur für eine Belastung durch einen Batteriestrom entsprechend einer C-Rate gültig, für welche auch die nominale Batteriespannung definiert ist. Ein 1C-Batteriestrom stellt den zu einer C-Rate von 1C korrespondierender Batteriestrom dar, und ist insbesondere so definiert, dass dieser 1C-Batteriestrom zu einer vollständigen Entladung eines vollgeladenen Energiespeichers in einer Stunde führt. Da sich im normalen Betrieb eines Energiespeichers jedoch auch ganz andere Batterieströme einstellen können, gestaltet sich eine robuste Aussage über die aktuell nutzbare Batterieenergie über verschiedene Betriebsbelastungen, insbesondere für verschiedene C-Raten, schwierig.In order to be able to ensure error-free and safe operation in the energy network of a motor vehicle, the determination of the currently usable battery energy, i.e. the charging or discharging energy of the on-board network or traction batteries, plays an important role as part of the battery status detection. In the automotive environment, there are already known methods for realizing this determination. These calculation methods work with the aid of the current battery voltage or the nominal battery voltage. However, these variables are highly dependent on the current battery load, that is to say the current battery current, and are only valid for a load by a battery current corresponding to a C-rate, for which the nominal battery voltage is also defined. A 1C battery current represents the battery current corresponding to a C rate of 1C, and is in particular defined in such a way that this 1C battery current leads to a complete discharge of a fully charged energy store in one hour. However, since completely different battery currents can also occur during normal operation of an energy storage device, a robust statement about the currently usable battery energy over different operating loads, in particular for different C-rates, is difficult.
Bei der Bestimmung der aktuell nutzbaren Ladeenergie beziehungsweise Entladeenergie von Bordnetz- und Traktionsbatterien handelt es sich grundsätzlich um ein prädiktives Verfahren. Dies bedeutet, dass vor, zu Beginn oder auch während eines Lade- oder Entladevorgangs die bis zum Ende dieses Vorgangs letztendlich insgesamt nutzbare Energie vorhergesagt werden soll, das heißt vor Beendigung dieses Vorgangs vorhergesagt werden soll. Beispielsweise soll, wie dies auch im Rahmen der Erfindung der Fall bzw. die Zielsetzung ist, bei einem Entladevorgang prädiktiv ermittelt werden, wieviel Energie dem Energiespeicher maximal noch entnommen werden kann bis dieser vollständig entladen ist. Bei einem Ladevorgang soll analog prädiktiv ermittelt werden, wieviel Energie dem Energiespeicher maximal noch zugeführt werden kann, bis dieser vollständig geladen ist.The determination of the currently usable charging energy or discharging energy of on-board network and traction batteries is basically a predictive method. This means that before, at the beginning or also during a charging or discharging process, the energy that can ultimately be used up to the end of this process should be predicted, that is to say it should be predicted before the end of this process. For example, as is also the case or the objective within the scope of the invention, it should be determined predictively during a discharge process how much energy can be drawn from the energy store until it is completely discharged. During a charging process, it should be determined in an analogue predictive manner how much energy can still be supplied to the energy store until it is fully charged.
Die Energieberechnung erfolgt dabei basierend auf aktuellen Größen, wie der aktuellen beziehungsweise nominellen Batteriespannung. Entsprechend haben bisherige Verfahren den großen Nachteil, dass sich dadurch die Ladebeziehungsweise Entladeenergie nicht sonderlich genau ermitteln lässt, da die Batteriespannung, die sich während der späteren Belastung beim Laden oder Entladen tatsächlich an den Batterieklemmen einstellt, von dieser zuvor angenommenen Batteriespannung wesentlich abweichen kann. Folglich können sich gerade bei variierenden Batteriespannungen, das heißt Batteriespannungen, die von der zuvor angenommenen Batteriespannung verschieden sind, große Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Lade- beziehungsweise Entladeenergie, die letztendlich beim entsprechenden Ladebeziehungsweise Entladevorgang nutzbar ist, ergeben.The energy calculation is based on current values, such as the current or nominal battery voltage. Correspondingly, previous methods have the major disadvantage that they do not allow the charging or discharging energy to be determined particularly precisely, since the battery voltage that is actually set at the battery terminals during the subsequent load during charging or discharging can deviate significantly from this previously assumed battery voltage. Consequently, especially with varying battery voltages, i.e. battery voltages that are different from the previously assumed battery voltage, great inaccuracies can arise in determining the charging or discharging energy that can ultimately be used in the corresponding charging or discharging process.
Die
Weiterhin beschreibt die
Weiterhin beschreibt die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Batteriezustandserkennungseinrichtung bereitzustellen, welche die Bestimmung eines nutzbaren Energieinhalts eines Energiespeichers auf möglichst einfache und genaue Weise ermöglichen.The object of the present invention is therefore to provide a method and a battery state detection device which enable a usable energy content of an energy store to be determined in the simplest and most precise way possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Batteriezustandserkennungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.This object is achieved by a method and a battery state detection device with the features according to the respective independent patent claims. Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims, the description and the figures.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen eines nutzbaren Energieinhalts eines Energiespeichers stellt der nutzbare Energieinhalt eine beim Laden des Energiespeichers dem Energiespeicher zuführbare Energie dar und beim Entladen des Energiespeichers eine dem Energiespeicher entnehmbare Energie dar. Dabei wird der nutzbare Energieinhalt in Abhängigkeit von einem beim Laden oder Entladen auftretenden Energieverlust und in Abhängigkeit von einer im Energiespeicher gespeicherten oder speicherbaren Energie ermittelt, die wiederum in Abhängigkeit von einer gespeicherten Kennlinie, die eine Abhängigkeit einer Ruhespannung des Energiespeichers von einem Ladezustand des Energiespeichers angibt, bestimmt wird.In a method according to the invention for determining a usable energy content of an energy store, the usable energy content represents an energy that can be supplied to the energy store when the energy store is being charged and an energy that can be drawn from the energy store when the energy store is discharged. The usable energy content is dependent on a loading or unloading occurring energy loss and determined as a function of an energy stored or storable in the energy store, which in turn is determined as a function of a stored characteristic curve that indicates a dependency of an open circuit voltage of the energy store on a state of charge of the energy store.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass der nutzbare Energieinhalt eines Energiespeichers, also die beim Entladen des Energiespeichers diesem maximal bis zur vollständigen Entladung entnehmbare Energie, nicht mit der vor dem Entladen im Energiespeicher gespeicherten Energie übereinstimmt, sowie auch beim Laden der Batterie bzw. des Energiespeichers der nutzbare Energieinhalt, d.h. die dem Energiespeicher maximal bis zur Vollladung des Energiespeichers zuführbare Energie nicht mit der nach dem Laden letztendlich im Energiespeicher durch diesen Ladevorgang gespeicherten Energie übereinstimmt, da unvermeidlich Energieverluste, insbesondere an dem Innenwiderstand eines solchen Energiespeichers, auftreten. Ist beispielsweise in einer Batteriezelle eine bestimmte Energiemenge gespeichert und wird die Batteriezelle dann entladen und die Energie zum Betrieb eines Verbrauchers genutzt, so ist die dem Verbraucher zugeführte Energie geringer als die ursprünglich in der Batteriezelle gespeicherte Energie, da ein bestimmter Anteil dieser Energiemenge zum Beispiel als Verlustwärme durch den Innenwiderstand umgesetzt wurde. Gleiches gilt auch beim Laden einer Batteriezelle. Um eine Batteriezelle beispielsweise vollständig zu laden, ist eine größere Energiemenge erforderlich, die dieser Batteriezelle zugeführt werden muss, als die Gesamtenergie, die letztendlich nach dem Ladevorgang in der Batteriezelle gespeichert ist, da auch hier beim Ladevorgang ein gewisser Anteil der zugeführten Energie als Verlustwärme durch den Innenwiderstand der Batteriezelle umgesetzt wird.The invention is based on the knowledge that the usable energy content of an energy store, i.e. the maximum amount of energy that can be drawn from the energy store when it is discharged until it is completely discharged, does not match the energy stored in the energy store before it was discharged, and also when the battery or battery is charged. of the energy store the usable energy content, ie the maximum energy that can be fed to the energy store until the energy store is fully charged does not match the energy ultimately stored in the energy store by this charging process after charging, since energy losses inevitably occur, in particular at the internal resistance of such an energy store. If, for example, a certain amount of energy is stored in a battery cell and the battery cell is then discharged and the energy used to operate a consumer, the energy supplied to the consumer is less than the energy originally stored in the battery cell, since a certain proportion of this amount of energy is, for example, Heat loss was implemented by the internal resistance. The same applies to charging a battery cell. In order to fully charge a battery cell, for example, a greater amount of energy is required that must be supplied to this battery cell than the total energy that is ultimately stored in the battery cell after the charging process, since a certain proportion of the energy supplied is also lost during the charging process the internal resistance of the battery cell is converted.
Der tatsächlich nutzbare Energieinhalt des Energiespeichers lässt sich damit auf besonders genaue und einfache Weise ermitteln, indem zunächst dieser nutzbare Energieinhalt in zwei Anteile gegliedert wird, nämlich den Verlustanteil, der den beim Laden oder Entladen auftretenden Energieverlust repräsentiert, und den gespeicherten beziehungsweise speicherbaren Energieinhalt, der zum Beispiel vor einem Entladevorgang tatsächlich in dem Energiespeicher gespeichert ist beziehungsweise vor einem Ladevorgang tatsächlich noch in den Energiespeicher hinein speicherbar ist. Ein weiterer besonders großer Vorteil der Erfindung besteht jedoch vor allem darin, dass zur Ermittlung des gespeicherten oder speicherbaren Energieinhalts eine Kennlinie verwendet wird, die die Abhängigkeit der Ruhespannung des Energiespeichers zumindest vom Ladezustand des Energiespeichers angibt. Der Ladezustand des Energiespeichers lässt sich durch bekannte Verfahren besonders einfach ermitteln und liegt daher im Rahmen der Batteriezustandserkennung ohnehin vor. Dadurch wird vorteilhafterweise eine besonders genaue Ermittlung des im Energiespeicher gespeicherten oder speicherbaren Energieinhalts ermöglicht, ohne dass irgendwelche ungenaue Annahmen über eine nominelle Spannung oder Ähnliches getroffen werden müssen. Zudem ist der in dem Energiespeicher speicherbare Energieinhalt beziehungsweise im Energiespeicher gespeicherte Energieinhalt von einer aktuellen Batteriebelastung unabhängig und kann damit auf besonders einfache Weise über die Kennlinie ermittelt werden, ohne irgendwelche weiteren Batteriegrößen berücksichtigen zu müssen. Die aktuelle Batteriebelastung geht damit nur in den Energieanteil ein, der den beim Laden oder Entladen auftretenden Energieverlust darstellt. Dies kann vorteilhafterweise durch die Berücksichtigung eines aktuellen Batteriestroms bei der Ermittlung dieses Energieverlusts berücksichtigt werden, wie dies später näher erläutert wird. Durch die logische Untergliederung des nutzbaren Energieinhalts in einen von der aktuellen Batteriebelastung unabhängigen Anteil und einen von der Batteriebelastung abhängigen Anteil kann eine besonders genaue Ermittlung des nutzbaren Energieinhalts auf besonders einfache Weise bereitgestellt werden.The actually usable energy content of the energy store can thus be determined in a particularly precise and simple manner by initially dividing this usable energy content into two parts, namely the loss part, which represents the energy loss occurring during charging or discharging, and the stored or storable energy content, which for example, is actually stored in the energy store before a discharge process or can actually still be stored in the energy store before a charging process. Another particularly great advantage of the invention, however, is primarily that a characteristic curve is used to determine the stored or storable energy content which indicates the dependency of the open circuit voltage of the energy store at least on the state of charge of the energy store. The state of charge of the energy store can be determined particularly easily using known methods and is therefore available in any case within the scope of the battery state detection. This advantageously enables a particularly precise determination of the energy content stored or storable in the energy store, without having to make any imprecise assumptions about a nominal voltage or the like. In addition, the energy content that can be stored in the energy store or the energy content stored in the energy store is independent of a current battery load and can therefore be determined in a particularly simple manner using the characteristic curve without having to take any other battery variables into account. The current battery load is only included in the amount of energy used during charging or Unloading represents loss of energy. This can advantageously be taken into account by taking into account a current battery current when determining this energy loss, as will be explained in more detail later. By logically subdividing the usable energy content into a portion that is independent of the current battery load and a portion that is dependent on the battery load, a particularly precise determination of the usable energy content can be provided in a particularly simple manner.
Der Energiespeicher kann im Allgemeinen eine einzelne Batteriezelle einer Batterie oder auch einer Gesamtbatterie mit mehreren Batteriezellen darstellen.The energy store can generally represent an individual battery cell of a battery or also an overall battery with several battery cells.
Bei der Bestimmung des nutzbaren Energieinhalts handelt es sich vorzugsweise um die prädiktive Bestimmung, insbesondere eines zu erwartenden beziehungsweise maximal möglichen nutzbaren Energieinhalts des Energiespeichers. Mit anderen Worten soll die Bestimmung des nutzbaren Energieinhalts des Energiespeichers stattfinden, bevor ein Ladevorgang des Energiespeichers oder ein Entladevorgang des Energiespeichers beendet ist und entsprechend bevor der Energiespeicher vollständig entladen ist beziehungsweise vollständig geladen ist. Die Kenntnisse über den nutzbaren Energieinhalt können dann entsprechend von einer Energiemanagementeinrichtung des Kraftfahrzeugs vorteilhafterweise für eine angepasste Steuerung von Lade- oder Entladevorgängen des Energiespeichers, wie zum Beispiel für eine geeignete Steuerung eines Rekuperationsbetriebs oder ähnliches, genutzt werden.The determination of the usable energy content is preferably a predictive determination, in particular an expected or maximum possible usable energy content of the energy store. In other words, the determination of the usable energy content of the energy store should take place before a charging process of the energy store or a discharging process of the energy store has ended and accordingly before the energy store is completely discharged or is completely charged. The knowledge of the usable energy content can then advantageously be used by an energy management device of the motor vehicle for an adapted control of charging or discharging processes of the energy store, for example for suitable control of a recuperation operation or the like.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die gespeicherte oder speicherbare Energie in Abhängigkeit von der Kennlinie eines gespeicherten Kennlinienfeldes ermittelt wird, welches die Abhängigkeit der Ruhespannung des Energiespeichers vom Ladezustand des Energiespeichers und von einer Temperatur des Energiespeichers angibt. Durch die zusätzliche Berücksichtigung der Temperatur des Energiespeichers kann die Genauigkeit bei der Ermittlung des im Energiespeicher gespeicherten Energieinhalts oder noch speicherbaren Energieinhalts deutlich genauer ermittelt werden. Ein solches Kennlinienfeld, welches den Zusammenhang zwischen dem Ladezustand des Energiespeichers, der Temperatur und der Ruhespannung beschreibt, gibt also entsprechend für einen gegebenen Ladezustandswert des Energiespeichers und einer gegebenen Temperatur des Energiespeichers die zugehörige Ruhespannung des Energiespeichers an. Diese kann dann vorteilhafterweise zur Ermittlung der gespeicherten beziehungsweise speicherbaren Energie des Energiespeichers verwendet werden. Mit anderen Worten kann auch für eine gegebene Temperatur des Energiespeichers zunächst eine Kennlinie, welche den entsprechenden Zusammenhang zwischen dem Ladezustand des Energiespeichers und der Ruhespannung des Energiespeichers beschreibt, ausgewählt werden und dann anschließend anhand des gegebenen Ladezustands des Energiespeichers die Ruhespannung des Energiespeichers bestimmt werden. Umgekehrt kann auch zunächst der aktuelle Ladezustand des Energiespeichers vorgegeben sein, eine entsprechende Kennlinie, welche den Zusammenhang zwischen der Temperatur des Energiespeichers und dessen Ruhespannung beschreibt, ausgewählt werden und anhand der aktuellen gegebenen Temperatur dann die Ruhespannung des Energiespeichers zum aktuellen Zeitpunkt ermittelt werden. In allen Fällen ergibt sich dabei die gleiche Ruhespannung.It is particularly advantageous if the stored or storable energy is determined as a function of the characteristic curve of a stored family of characteristics, which indicates the dependence of the open-circuit voltage of the energy store on the state of charge of the energy store and on a temperature of the energy store. By additionally taking into account the temperature of the energy store, the accuracy in determining the energy content stored in the energy store or the energy content that can still be stored can be determined much more precisely. Such a family of characteristics, which describes the relationship between the state of charge of the energy store, the temperature and the open-circuit voltage, accordingly specifies the associated open-circuit voltage of the energy store for a given state of charge value of the energy store and a given temperature of the energy store. This can then advantageously be used to determine the stored or storable energy of the energy store. In other words, for a given temperature of the energy store, a characteristic curve which describes the corresponding relationship between the state of charge of the energy store and the open circuit voltage of the energy store can be selected and then the open circuit voltage of the energy store can then be determined based on the given state of charge of the energy store. Conversely, the current state of charge of the energy store can first be specified, a corresponding characteristic curve, which describes the relationship between the temperature of the energy store and its open-circuit voltage, can be selected and the open-circuit voltage of the energy store at the current point in time can then be determined using the current given temperature. In all cases the rest voltage is the same.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der nutzbare Energieinhalt als der beim Entladen des Energiespeichers tatsächlich dem Energiespeicher entnehmbare Energieinhalt als Differenz aus der im Energiespeicher gespeicherten Energie und dem beim Entladen entstehenden Energieverlust ermittelt wird. Wird also zunächst ein Entladevorgang des Energiespeichers betrachtet, so stellt der tatsächlich dem Energiespeicher entnehmbare Energieinhalt die Differenz zwischen der im Energiespeicher aktuell gespeicherten Energie und dem Energieverlust dar, der beim Entladen des Energiespeichers entsteht. Somit lässt sich beim Entladen des Energiespeichers der nutzbare Energieinhalt auf einfache Weise als die beschriebene Differenz ermitteln. Analog gilt dies im Übrigen auch dann, wenn der Energiespeicher nicht vollständig, sondern zum Beispiel nur zum Teil entladen wird. In diesem Fall kann dann der nutzbare Energieinhalt, das heißt der beim Entladen beziehungsweise Teilentladen des Energiespeichers tatsächlich dem Energiespeicher entnehmbare Teilenergieinhalt, bei einer solchen Teilentladung als Differenz aus der Änderung der im Energiespeicher gespeicherten Energie und dem beim Teilentladen entstehenden Energieverlust ermittelt werden. Aufgrund der Energieverluste ist auch hier die letztendlich dem Energiespeicher beim Entladen entnehmbare Energie geringer als die im Energiespeicher gespeicherte Energie.Furthermore, it is advantageous if the usable energy content is determined as the energy content that can actually be extracted from the energy store when the energy store is discharged as the difference between the energy stored in the energy store and the energy loss occurring during discharge. If a discharging process of the energy store is considered first, the energy content that can actually be extracted from the energy store represents the difference between the energy currently stored in the energy store and the energy loss that occurs when the energy store is discharged. When the energy store is discharged, the usable energy content can thus be determined in a simple manner as the difference described. This also applies analogously if the energy storage device is not fully discharged, but only partially discharged, for example. In this case, the usable energy content, i.e. the partial energy content that can actually be extracted from the energy store when discharging or partially discharging the energy store, can be determined in the case of such a partial discharge as the difference between the change in the energy stored in the energy store and the energy loss occurring during partial discharge. Because of the energy losses, the energy that can ultimately be drawn from the energy store during discharging is also less than the energy stored in the energy store.
Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn der nutzbare Energieinhalt beim Laden, nämlich der beim Laden des Energiespeichers maximal zuführbare Energieinhalt, als Summe aus der im Energiespeicher noch speicherbaren Energie und dem beim Laden entstehenden Energieverlust ermittelt wird. Die einem Energiespeicher beim Laden zuführbare Energie ist größer als die im Energiespeicher noch speicherbare Energie, da dem Energiespeicher zusätzlich noch eine Energiemenge zugeführt werden muss, die letztendlich als Verlustwärme, zum Beispiel durch den Innenwiderstand des Energiespeichers, verloren geht. Entsprechend lässt sich also vorteilhafterweise der nutzbare Energieinhalt beim Laden des Energiespeichers als Summe aus den beim Laden entstehenden Energieverlusten sowie der im Energiespeicher, zum Beispiel mit einem bestimmten Anfangsladezustand, noch speicherbaren Energie. Somit lässt sich also beispielsweise ermitteln, wie viel Energie einem Energiespeicher maximal noch zugeführt werden kann, bis dieser vollgeladen ist. Ganz analog kann auch wieder der nutzbare Energieinhalt im Falle einer Teilladung des Energiespeichers ermittelt werden, das heißt also, wie viel Energie einem Energiespeicher noch zugeführt werden kann, bis dieser einen vorbestimmten Ladezustand erreicht, der von einer Vollladung des Energiespeichers verschieden ist. Entsprechend lässt sich in einer solchen Situation der nutzbare Energieinhalt als Summe aus der Änderung der im Energiespeicher gespeicherten Energie und dem beim Teilladen entstehenden Energieverlust ermitteln. Die Änderung der im Energiespeicher gespeicherten Energie kann dabei auch als zukünftige Änderung der im Energiespeicher gespeicherten Energie verstanden werden. Beträgt also beispielsweise der aktuelle Ladezustand des Energiespeichers
Die Bestimmung des nutzbaren Energieinhalts bei einer Teilentladung oder Teilladung ist jedoch in den meisten Fällen weniger von Interesse, wenngleich sich dies ganz analog ebenso einfach ermitteln lässt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung handelt es beim nutzbaren Energieinhalt daher vorzugsweise beim Laden um den Energieinhalt, der dem Energiespeicher ausgehend von einem aktuellen Ladezustand noch maximal bis zur Vollladung korrespondierend zu einem Ladezustand von 100% noch zuführbar ist und beim Endladen um den Energieinhalt, der dem Energiespeicher ausgehend von einem aktuellen Ladezustand noch maximal bis zur Vollentladung korrespondierend zu einem Ladezustand von 0% noch entnehmbar ist.The determination of the usable energy content in the case of a partial discharge or partial charge is, however, of less interest in most cases, although this can be determined just as easily in the same way. In the context of the present invention, the usable energy content is therefore preferably the energy content during charging that can still be supplied to the energy store, starting from a current state of charge, at most up to a full charge corresponding to a state of charge of 100%, and during unloading it is the energy content that the Energy storage, starting from a current state of charge, can still be removed at most up to full discharge, corresponding to a state of charge of 0%.
Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der auftretende Energieverlust in Abhängigkeit von einem Batteriestrom und einem bestimmten Innenwiderstand des Energiespeichers ermittelt wird. Dies gilt sowohl beim Laden des Energiespeichers als auch beim Entladen des Energiespeichers. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, da nämlich gerade der Innenwiderstand des Energiespeichers sowie auch der aktuelle Batteriestrom die maßgeblichen Einflussgrößen des beim Laden oder Entladen auftretenden Energieverlusts darstellen. Je größer also beispielsweise der Innenwiderstand des Energiespeichers ist, desto größer sind auch die Energieverluste. Gleichzeitig treten auch umso größere Energieverluste auf, je höher der Batteriestrom ist. Auch diese beiden Größen lassen sich auf einfache Weise bereitstellen, insbesondere durch Messung und/oder durch aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, insbesondere zur Bestimmung des Innenwiderstands des Energiespeichers. Sowohl der Batteriestrom als auch der Batterieinnenwiderstand stellen Parameter dar, die typischerweise im Rahmen der Batteriezustandserkennung über unabhängige Methoden ohnehin bestimmt beziehungsweise gemessen werden. Auf diese Größen lässt sich also einfach zurückgreifen, um nun vorteilhafterweise den beim Laden und Entladen auftretenden Energieverlust besonders genau ermitteln zu können. Es kann also beispielsweise zu Beginn eines Lade- oder Entladevorgangs einfach der aktuelle Batteriestrom ermittelt werden und in Abhängigkeit von diesem aktuellen Batteriestrom beziehungsweise der Stromstärke und dem bestimmten Innenwiderstand des Energiespeichers der über den gesamten Lade- beziehungsweise Entladevorgang zu erwartende Energieverlust ermittelt werden. Da auf diese Weise auch der Energieverlust besonders genau bestimmt werden kann, lassen sich die oben genannten Größen, nämlich die beim Laden des Energiespeichers diesem noch zuführbare Energie sowie auch die beim Entladen des Energiespeichers diesem entnehmbare Energie, besonders genau ermitteln. In dem einen Fall muss also einfach von der im Energiespeicher gespeicherten Energie nur der beim Entladen auftretende Energieverlust, der wie beschrieben berechnet beziehungsweise abgeschätzt werden kann, subtrahiert werden, und beim Laden des Energiespeichers dieser Energieverlust einfach zu der im Energiespeicher noch speicherbaren Energie addiert werden.It is also advantageous if the energy loss that occurs is determined as a function of a battery current and a specific internal resistance of the energy store. This applies both when charging the energy store and when discharging the energy store. This embodiment of the invention is particularly advantageous because it is precisely the internal resistance of the energy store and also the current battery current that are the decisive influencing variables of the energy loss that occurs during charging or discharging. For example, the greater the internal resistance of the energy store, the greater the energy losses. At the same time, the higher the battery current, the greater the energy losses. These two variables can also be provided in a simple manner, in particular by measurement and / or by methods known from the prior art, in particular for determining the internal resistance of the energy store. Both the battery current and the internal battery resistance represent parameters that are typically determined or measured in any case as part of the battery status detection using independent methods. It is therefore easy to fall back on these variables in order to be able to advantageously determine the energy loss that occurs during charging and discharging particularly precisely. For example, the current battery current can simply be determined at the beginning of a charging or discharging process and the energy loss to be expected over the entire charging or discharging process can be determined as a function of this current battery current or the current strength and the specific internal resistance of the energy store. Since the energy loss can also be determined particularly precisely in this way, the above-mentioned variables, namely the energy that can still be supplied to the energy store when it is charged and the energy that can be drawn from the energy store when it is discharged, can be determined particularly precisely. In one case, only the energy loss that occurs during discharging, which can be calculated or estimated as described, must simply be subtracted from the energy stored in the energy store, and this energy loss simply added to the energy that can still be stored in the energy store when charging the energy store.
Der Energieverlust lässt sich auch während eines Ladevorgangs oder Entladevorgangs mehrmals wiederholt prognostizierend ermitteln, so dass bei dieser Prognose zum Beispiel Änderungen des Batteriestroms berücksichtigt werden können und die Prognose für den restlichen Ladevorgang bzw. Entladevorgang darauf basierend korrigiert bzw. angepasst werden kann.The energy loss can also be repeatedly prognostically determined several times during a charging or discharging process, so that, for example, changes in the battery current can be taken into account in this forecast and the forecast for the remaining charging or discharging process can be corrected or adapted based on this.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der beim Laden oder Entladen insgesamt auftretende Energieverlust als Produkt aus dem Batteriestrom, der Kapazität des Energiespeichers, der Ladezustandsänderung des Energiespeichers und einem bestimmten Verlustwiderstand, welcher zumindest vom Innenwiderstand des Energiespeichers abhängt, ermittelt. Der Verlustwiderstand kann dabei nicht nur den Innenwiderstand des Energiespeichers berücksichtigen, sondern beispielsweise auch andere Widerstände, wie zum Beispiel Verschaltungswiderstände oder ähnliches. Auch in solchen Widerständen treten Energieverluste auf, die somit vorteilhafterweise berücksichtigt werden können. Zur Ermittlung des Energieverlusts an solchen Widerständen sind damit als Eingangsgrößen lediglich der aktuelle Batteriestrom, die Kapazität des Energiespeichers, der Innenwiderstand, der Anfangsladezustand und der voraussichtliche Endladezustand des Energiespeichers vonnöten, der vorzugsweise, wie oben beschreiben, beim Entladen 0% und beim Laden 100% beträgt. Mit anderen Worten lässt sich so auf einfache Weise die Verlustleistung und damit auch die insgesamt nutzbare Energie ermitteln, die beim Laden des Energiespeichers bis zu einem bestimmten Endladezustand beziehungsweise bis zur Vollladung dem Energiespeicher noch zugeführt werden kann oder im Falle des Entladens des Energiespeichers diesem bis zu einem bestimmten Endladezustand oder bis zur Vollentladung entnommen werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the total energy loss occurring during charging or discharging is determined as the product of the battery current, the capacity of the energy store, the change in the state of charge of the energy store and a certain loss resistance, which at least depends on the internal resistance of the energy store. The loss resistance can not only take into account the internal resistance of the energy store, but also, for example, other resistances, such as interconnection resistances or similar. Energy losses also occur in such resistors, which can thus advantageously be taken into account. To determine the energy loss at such resistors, the only input variables required are the current battery current, the capacity of the energy store, the internal resistance, the initial state of charge and the expected final state of charge of the energy store, which, as described above, is preferably 0% when discharging and 100% when charging. amounts. In other words, the power loss and thus also the total usable energy can be determined in a simple way that can still be supplied to the energy store when charging the energy store up to a certain discharge state or up to full charge, or up to this in the case of the energy store being discharged can be removed from a certain discharge state or until it is fully discharged.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in Abhängigkeit von der, insbesondere zu erwartenden beziehungsweise maximal möglichen, Ladezustandsänderung des Energiespeichers während des Ladens oder Entladens und in Abhängigkeit von der zumindest einen Kennlinie eine mittlere Ruhespannung während des Ladens oder Entladens ermittelt und die gespeicherte oder speicherbare Energie in Abhängigkeit von der mittleren Ruhespannung ermittelt. Wie eingangs bereits beschrieben, hängt die Ruhespannung des Energiespeichers vom aktuellen Ladezustand des Energiespeichers ab. Diese Abhängigkeit, insbesondere auch die zusätzliche Temperaturabhängigkeit, kann in Form des Kennlinienfeldes gespeichert und in entsprechender Weise auch bei der Berechnung des nutzbaren Energieinhalts entsprechend berücksichtigt werden. Da sich jedoch beim Laden und Entladen eines Energiespeichers auch der Ladezustand ändert, bleibt entsprechend auch die Ruhespannung des Energiespeichers während eines solchen Ladevorgangs beziehungsweise Entladevorgangs üblicherweise nicht konstant, sondern ändert sich ebenfalls. Dieser Änderung kann nun vorteilhafterweise durch die beschriebene Mittelwertbildung Rechnung getragen werden. Auf diese Weise lässt sich die im Energiespeicher gespeicherte beziehungsweise noch speicherbare Energie besonders genau ermitteln. Der Mittelwert kann dabei gemäß eine beliebig vorgegebenen Bildungsvorschrift gebildet werden, zum Beispiel als arithmetisches Mittel, geometrisches Mittel, quadratisches Mittel, usw. Bevorzugt ist dabei eine arithmetische Mittelung, da diese besonders genaue Ergebnisse liefert.In a further advantageous embodiment of the invention, depending on the, in particular expected or maximum possible, change in the state of charge of the energy store during charging or discharging and depending on the at least one characteristic curve, a mean open-circuit voltage during charging or discharging is determined and the stored or storable Energy determined as a function of the mean rest voltage. As already described at the beginning, the open circuit voltage of the energy store depends on the current state of charge of the energy store. This dependency, in particular also the additional temperature dependency, can be stored in the form of the family of characteristics and accordingly also taken into account when calculating the usable energy content. However, since the state of charge also changes during charging and discharging of an energy store, the open circuit voltage of the energy store accordingly usually does not remain constant during such a charging process or discharging process, but rather changes as well. This change can now advantageously be taken into account by the averaging described. In this way, the energy stored or still storable in the energy store can be determined particularly precisely. The mean value can be formed in accordance with any predetermined formation rule, for example as an arithmetic mean, geometric mean, quadratic mean, etc. Arithmetic averaging is preferred because it provides particularly accurate results.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die gespeicherte oder speicherbare Energie als Produkt aus der mittleren Ruhespannung und der, insbesondere zu erwartenden beziehungsweise maximal möglichen, Änderung der in dem Energiespeicher gespeicherten Ladungsmenge ermittelt, wobei die Änderung der Ladungsmenge als Produkt aus der Kapazität des Energiespeichers und der, insbesondere wiederum zu erwartenden beziehungsweise maximal möglichen, Ladezustandsänderung des Energiespeichers ermittelt wird. Wird ein Energiespeicher geladen oder entladen, so ändert sich also auch die in ihm gespeicherte Ladungsmenge, die das Produkt aus seiner Kapazität und der Ladezustandsänderung darstellt. Die Änderung dieser Ladungsmenge multipliziert mit der mittleren Ruhespannung liefert somit vorteilhafterweise die vor dem Entladevorgang im Energiespeicher gespeicherte Energie beziehungsweise die vor einem Ladevorgang in den Energiespeicher noch hineinspeicherbare Energie.In a further advantageous embodiment of the invention, the stored or storable energy is determined as the product of the mean open-circuit voltage and the, in particular expected or maximum possible, change in the amount of charge stored in the energy store, the change in the amount of charge being the product of the capacity of the energy store and the change in the state of charge of the energy store, which is in particular to be expected or, in turn, maximally possible, is determined. If an energy store is charged or discharged, the amount of charge stored in it also changes, which is the product of its capacity and the change in the state of charge. The change in this amount of charge multiplied by the mean open-circuit voltage thus advantageously provides the energy stored in the energy store before the discharge process or the energy that can still be stored in the energy store before a charging process.
Insgesamt lässt sich also der nutzbare Energieinhalt, sowohl bei einem Ladevorgang als auch bei einem Entladevorgang, wie dies eingangs definiert wurde, in Abhängigkeit von wenigen Eingangsgrößen bestimmen, nämlich dem aktuellen Ladezustand des Energiespeichers, dem aktuellen Batteriestrom, der beim Laden den aktuellen Ladestrom darstellt und beim Entladen den aktuellen Endladestrom darstellt, zum Beispiel beim Einsetzen des Lade- oder Entladevorgangs oder auch ein prognostizierter Strom, falls in bestimmten Situationen bekannt oder vorgegeben, weiterhin in Abhängigkeit vom aktuellen Innenwiderstand des Energiespeichers sowie optional weiterer Verschaltungswiderstände, einer aktuellen Temperatur des Energiespeichers und der Kapazität des Energiespeichers. Die Kapazität des Energiespeichers kann auch im Laufe der Lebensdauer variieren. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn auch die Kapazität des Energiespeichers wiederholt aktuell ermittelt wird, sodass auch die Berechnung des nutzbaren Energieinhalts auf den Alterungszustand des Energiespeichers angepasst erfolgen kann.Overall, the usable energy content, both during a charging process and during a discharging process, as defined at the beginning, can be determined as a function of a few input variables, namely the current state of charge of the energy store, the current battery current, which represents the current charging current during charging and represents the current discharge current when discharging, for example when the charging or discharging process begins or a forecast current, if known or specified in certain situations, continues to depend on the current internal resistance of the energy store and optionally other connection resistances, a current temperature of the energy store and the Energy storage capacity. The capacity of the energy storage device can also vary over the course of its service life. Accordingly, it is advantageous if the current capacity of the energy store is repeatedly determined, so that the calculation of the usable energy content can also be adapted to the state of aging of the energy store.
Es sind also zur Ermittlung des nutzbaren Energieinhalts nur wenige Eingangsgrößen erforderlich, die typischerweise ohnehin im Zuge der Batteriezustandserkennung gemessen beziehungsweise ermittelt werden und dem System ohnehin vorliegen. Unter Zuhilfenahme des beschriebenen Kennlinienfeldes lässt sich insgesamt damit der nutzbare Energieinhalt situationsangepasst, genau und auf besonders einfache und kostengünstige Weise jederzeit ermitteln beziehungsweise prognostizieren.Only a few input variables are therefore required to determine the usable energy content, which are typically measured or determined anyway in the course of the battery status detection and are already available to the system. With the aid of the described family of characteristics, the usable energy content can be determined or forecast at any time, adapted to the situation, precisely and in a particularly simple and inexpensive manner.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Batteriezustandserkennungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Batteriezustandserkennungseinrichtung dazu ausgelegt ist, einen nutzbaren Energieinhalt eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs zu bestimmen, wobei der nutzbare Energieinhalt eine beim Laden des Energiespeichers dem Energiespeicher zuführbare Energie darstellt und beim Entladen des Energiespeichers eine dem Energiespeicher entnehmbare Energie darstellt. Dabei ist die Batteriezustandserkennungseinrichtung dazu ausgelegt, den nutzbaren Energieinhalt in Abhängigkeit von einem beim Laden oder Entladen auftretenden Energieverlust und in Abhängigkeit von einer im Energiespeicher gespeicherten oder speicherbaren Energie zu ermitteln und diese in Abhängigkeit von einer gespeicherten Kennlinie, die eine Abhängigkeit einer Ruhespannung des Energiespeichers von einem Ladezustand des Energiespeichers angibt, zu bestimmen.Furthermore, the invention also relates to a battery status detection device for a motor vehicle, the battery status detection device being designed to determine a usable energy content of an energy store of the motor vehicle, the usable energy content representing an energy that can be fed to the energy store when charging the energy store and one that can be fed to the energy store when the energy store is discharged Energy storage represents removable energy. The battery state detection device is designed to determine the usable energy content as a function of an energy loss that occurs during charging or discharging and as a function of energy stored or storable in the energy storage device, and this as a function of a stored characteristic curve which depends on an open circuit voltage of the energy storage device to determine a state of charge of the energy storage device.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Batteriezustandserkennungseinrichtung. Darüber hinaus ermöglichen die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und seinen Ausgestaltungen beschriebenen Verfahrensschritte die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezustandserkennungseinrichtung durch weitere korrespondierende gegenständliche Merkmale.The advantages described for the method according to the invention and its configurations apply in the same way to the battery state detection device according to the invention. In addition, the method steps described in connection with the method according to the invention and its configurations make it possible to develop the battery state detection device according to the invention by means of further corresponding object features.
Darüber hinaus soll auch eine Batterie mit einer erfindungsgemäßen Batteriezustandserkennungseinrichtung oder einer ihrer Ausgestaltungen als zur Erfindung gehörend angesehen werden, sowie auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie.In addition, a battery with a battery state detection device according to the invention or one of its configurations should also be regarded as belonging to the invention, as well as a motor vehicle with such a battery.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle or truck, or as a passenger bus or motorcycle.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes the combinations of the features of the described embodiments.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described below.
Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Energiespeichers und einer Batteriezustandserkennungseinrichtung zum Bestimmen eines nutzbaren Energieinhalts des Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung des Energiespeichers, welcher als Ersatzschaltbild veranschaulicht ist, und der Batteriezustandserkennungseinrichtung zum Bestimmen des nutzbaren Energieinhalts des Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
3 ein Kennlinienfeld, welches den Zusammenhang zwischen der Ruhespannung, der Temperatur und dem Ladezustand des Energiespeichers angibt, zur Bestimmung des nutzbaren Energieinhalts des Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
4 eine schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem im Energiespeicher gespeicherten Energieinhalt, dem nutzbaren Energieinhalt und der Verlustenergie beim Entladen des Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und -
5 eine schematische Darstellung des Zusammenhangs der in den Energiespeicher speicherbaren Energie, der Energieverluste und des nutzbaren Energieinhalts des Energiespeichers beim Laden des Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 a schematic representation of an energy store and a battery state detection device for determining a usable energy content of the energy store according to an embodiment of the invention; -
2 a schematic representation of the energy store, which is illustrated as an equivalent circuit diagram, and the battery state detection device for determining the usable energy content of the energy store according to an embodiment of the invention; -
3 a family of characteristics indicating the relationship between the open-circuit voltage, the temperature and the state of charge of the energy store for determining the usable energy content of the energy store according to an embodiment of the invention; -
4th a schematic representation of the relationship between the energy content stored in the energy store, the usable energy content and the energy loss when discharging the energy store according to an embodiment of the invention; and -
5 a schematic representation of the relationship between the energy that can be stored in the energy store, the energy losses and the usable energy content of the energy store when charging the energy store according to an exemplary embodiment of the invention.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols denote functionally identical elements.
Wird der Energiespeicher
Der Energiespeicher
Der Energiespeicher
Auch zur Bestimmung dieses Innenwiderstands
Die Batteriezustandserkennungseinrichtung
Manche dieser Eingangsgrößen werden dabei fortwährend erfasst, wie zum Beispiel der Batteriestrom
Neben diesen Eingangsgrößen verwendet die Batteriezustandserkennungseinrichtung
In Abhängigkeit von den genannten Eingangsgrößen sowie unter Verwendung des Kennlinienfeldes
Zunächst wird der nutzbare Energieinhalt EE, EL in zwei Energiekomponenten gegliedert, insbesondere auch rechnerisch, wie dies später näher erläutert wird, und zwar in eine erste Komponente, die auftretende Energieverluste
Entsprechend lässt sich der nutzbare Energieinhalt EE wie folgt ausdrücken:
Soll der Energiespeicher
So lässt sich also vorteilhafterweise prognostizieren, wie viel nutzbare Energie dem Energiespeicher
Auch bei einem Ladevorgang lässt sich die nutzbare Energie EL durch die beiden Komponenten der Energieverluste
Durch die Gliederung des nutzbaren Energieinhalts EE, EL in beiden Fällen, das heißt sowohl beim Laden als auch beim Entladen des Energiespeichers
Zunächst wird die Berechnung der im Energiespeicher
Weist also beispielsweise der Energiespeicher
Grundsätzlich lässt sich die Energie als Produkt aus Spannung und Ladung ausdrücken. Die Ruhespannung OCV bleibt jedoch während eines Lade- und Entladevorgangs nicht gleich, da, wie dies am Kennlinienfeld
Die Verlustenergie
PV bezeichnet dabei die Verlustleistung. 1C2 bezeichnet den 1C-Strom multipliziert mit der Kapazität
SOC beschreibt hierbei also wiederum die Ladezustandsänderung während des Lade- beziehungsweise Entladevorgangs, insbesondere die zu erwartende Ladezustandsänderung. Soll also beispielsweise der Energiespeicher
Allerdings wird der Energiespeicher
Somit kann also letztendlich die nutzbare Energie EE, EL sowie beim Laden als auch Entladen des Energiespeichers
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Bestimmung des nutzbaren Energieinhalts von Bordnetz und Traktionsbatterie in Kraftfahrzeugen mithilfe der OCV-Charakteristik und des Batterieinnenwiderstandes bereitgestellt wird, die mithilfe der Definition eine Zählenergie beziehungsweise Energiespeicherenergie eine OCV-basierte Bestimmung der nutzbaren Lade- beziehungsweise Entladeenergie für Traktions- und Bordnetzbatterien bereitstellen kann. Da die OCV-Charakteristik über alle C-Raten gleich ist, erlaubt diese Methode auch bei unterschiedlichen Batteriebelastungen, das heißt bei unterschiedlichen C-Raten, eine robuste Aussage über die aktuell nutzbare Lade- beziehungsweise Entladeenergie. So kann vorteilhafterweise eine zusätzliche, robuste Methode zur Bestimmung der nutzbaren Lade- beziehungsweise Entladeenergie über verschiedene C-Raten unter Zuhilfenahme der OCV-Charakteristik bereitgestellt werden.Overall, the examples show how the invention provides a determination of the usable energy content of the vehicle electrical system and traction battery in motor vehicles with the help of the OCV characteristics and the internal battery resistance, which with the help of the definition of a counting energy or energy storage energy, an OCV-based determination of the usable charging or discharging energy for traction and electrical system batteries. Since the OCV characteristics are the same for all C rates, this method allows a robust statement to be made about the currently usable charging or discharging energy, even with different battery loads, i.e. with different C rates. In this way, an additional, robust method for determining the usable charging or discharging energy via various C rates can advantageously be provided with the aid of the OCV characteristic.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102012010486 A1 [0005]DE 102012010486 A1 [0005]
- DE 102005023365 A1 [0006]DE 102005023365 A1 [0006]
- DE 102016207571 A1 [0007]DE 102016207571 A1 [0007]
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160041229A1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-11 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Apparatus and method for estimating a battery state of charge |
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2019
- 2019-02-22 DE DE102019202461.0A patent/DE102019202461A1/en active Pending
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US20160041229A1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-11 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Apparatus and method for estimating a battery state of charge |
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