DE102019202461A1 - Method and battery state detection device for determining a usable energy content of an energy store of a motor vehicle - Google Patents

Method and battery state detection device for determining a usable energy content of an energy store of a motor vehicle Download PDF

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    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements

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 DE 10 2012 010 486 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bewerten eines Alterungszustands einer Batterie unter Verwendung eines Kennlinienfeldes im normalen Betrieb, wobei am Anfang eines Entladevorgangs die Anfangsspannung der Batterie, die Entladestromstärke und die Temperatur der Batterie ermittelt werden, auf Basis dieser Größen aus dem Kennlinienfeld eine Kennlinie ausgewählt wird und ein Anfangszustand der Batterie festgelegt werden. Am Ende des Ladevorgangs wird die Schlussspannung der Batterie gemessen und mit der aufgrund der gewählten Kennlinie erwarteten Spannung am Ende der Entladung verglichen und daraus der Alterungszustand der Batterie bewertet. Zudem kann für den Fall, dass die Schlussspannung kleiner als die erwartete Spannung am Ende des Entladevorgangs ist, gefolgert werden, dass die tatsächliche Kapazität der Batterie kleiner ist als die am Anfang des Entladevorgangs angenommene Kapazität. Eine Prognose, insbesondere hinsichtlich eines nutzbaren Energieinhalts eines Energiespeichers, lässt sich auf Basis dieses Verfahrens jedoch nicht bereitstellen, da zur Durchführung dieses Verfahrens Kenntnisse über die Schlussspannung erforderlich sind, die erst am Ende eines Entladevorgangs ermittelt werden kann.The DE 10 2012 010 486 A1 describes a method for evaluating an aging condition of a battery using a family of characteristics in normal operation, whereby at the beginning of a discharge process the initial voltage of the battery, the discharge current and the temperature of the battery are determined, based on these variables, a characteristic is selected from the family of characteristics and a The initial state of the battery can be determined. At the end of the charging process, the final voltage of the battery is measured and compared with the voltage expected at the end of the discharge based on the selected characteristic curve, and the aging status of the battery is evaluated from this. In addition, in the event that the final voltage is less than the expected voltage at the end of the discharge process, it can be concluded that the actual capacity of the battery is less than the capacity assumed at the beginning of the discharge process. A prognosis, in particular with regard to a usable energy content of an energy store, cannot be provided on the basis of this method, however, since knowledge of the final voltage is required to carry out this method, which can only be determined at the end of a discharge process.

Weiterhin beschreibt die DE 10 2005 023 365 A1 ein Verfahren zum Bestimmen einer Batteriegröße mittels eines mathematischen Batteriemodells, das das thermische und/oder elektrische Verhalten einer Batterie beschreibt. Dabei kann die zukünftige elektrische Belastung der Batterie geschätzt werden und das Batteriemodell kann die zukünftige Entwicklung der Batteriegröße auf Grundlage der geschätzten elektrischen Belastung berechnen. Die vom Batteriemodell ermittelte Batteriegröße kann zum Beispiel die Batterietemperatur, der Ladungszustand, die Leistungsfähigkeit, der Innenwiderstand einer im Inneren der Batterie abfallenden Spannung sein. Auch auf Basis dieses Verfahrens ist eine Bestimmung des nutzbaren Energieinhalts eines Energiespeichers, insbesondere in prognostizierender Weise, nicht möglich.Furthermore describes the DE 10 2005 023 365 A1 a method for determining a battery size using a mathematical battery model that describes the thermal and / or electrical behavior of a battery. The future electrical load on the battery can be estimated and the battery model can calculate the future development of the battery size on the basis of the estimated electrical load. The battery size determined by the battery model can be, for example, the battery temperature, the state of charge, the performance, the internal resistance of a voltage dropping inside the battery. A determination of the usable energy content is also based on this procedure Energy storage, especially in a predictive manner, not possible.

Weiterhin beschreibt die DE 10 2016 207 571 A1 ein Diagnoseverfahren für eine Batterieanordnung mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, wobei die Lastspannung einer jeweiligen Batteriezelle gemessen und mit einem Referenzwert verglichen wird und auf Grundlage des Vergleichs ein Diagnosesignal erzeugt wird. Die Genauigkeit des Diagnoseverfahrens soll weiterhin dadurch gesteigert werden, indem initial im lastfreien Zustand die Leerlaufspannungen der Batteriezellen gemessen und als Korrekturwert bereitgehalten wird. Durch das Diagnoseverfahren sollen dabei das Temperaturbudget und/oder die Widerstandsverhältnisse im Hinblick auf Innenwiderstand und/oder Kontaktwiderstand der einzelnen Batteriezellen überwacht werden. Auch durch dieses Verfahren wird jedoch kein nutzbarer Energieinhalt eines Energiespeichers ermittelt.Furthermore describes the DE 10 2016 207 571 A1 a diagnostic method for a battery arrangement with a plurality of battery cells, wherein the load voltage of a respective battery cell is measured and compared with a reference value and a diagnostic signal is generated on the basis of the comparison. The accuracy of the diagnostic method is to be increased further by initially measuring the open circuit voltages of the battery cells in the no-load state and holding them ready as a correction value. The diagnostic method is intended to monitor the temperature budget and / or the resistance ratios with regard to internal resistance and / or contact resistance of the individual battery cells. However, this method also does not determine any usable energy content of an energy store.

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 50 Prozent und soll der Energiespeicher bis zu einem finalen Ladezustand von 80 Prozent geladen werden, so stellt dies eine Änderung des Ladezustands von 30 Prozent dar. Damit kann also auf einfache Weise ermittelt werden, wie viel Energie einem Energiespeicher zugeführt werden muss oder kann, bis dieser beginnend vom aktuellen Ladezustand aus einen bestimmten Endladezustand erreicht hat.Accordingly, it is advantageous if the usable energy content during charging, namely the maximum energy content that can be supplied when charging the energy store, is determined as the sum of the energy that can still be stored in the energy store and the energy loss occurring during charging. The energy that can be fed to an energy store during charging is greater than the energy that can still be stored in the energy store, since the energy store also has to be supplied with an amount of energy that is ultimately lost as heat loss, for example through the internal resistance of the energy store. Accordingly, one can advantageously, the usable energy content when charging the energy store as the sum of the energy losses occurring during charging and the energy that can still be stored in the energy store, for example with a certain initial state of charge. Thus, for example, it is possible to determine the maximum amount of energy that can still be supplied to an energy store until it is fully charged. In the same way, the usable energy content in the case of a partial charge of the energy store can be determined, i.e. how much energy can still be supplied to an energy store until it reaches a predetermined state of charge that differs from a full charge of the energy store. Accordingly, in such a situation, the usable energy content can be determined as the sum of the change in the energy stored in the energy store and the energy loss that occurs during partial charging. The change in the energy stored in the energy store can also be understood as a future change in the energy stored in the energy store. So, for example, is the current state of charge of the energy store 50 Percent and if the energy storage device is to be charged up to a final state of charge of 80 percent, this represents a change in the state of charge of 30 percent. This makes it easy to determine how much energy must or can be fed to an energy storage device before it starting from the current state of charge has reached a certain discharge state.

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:

  • 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.
Show:
  • 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.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Energiespeichers 10 und einer Batteriezustandserkennungseinrichtung 12 zur Bestimmung eines nutzbaren Energieinhalts EE, EL des Energiespeichers 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auch 2 zeigt eine schematische Darstellung des Energiespeichers 10, jedoch als Ersatzschaltbild, sowie wiederum die Batteriezustandserkennungseinrichtung 12 zur Bestimmung des nutzbaren Energieinhalts EE, EL des Energiespeichers 10. 1 shows a schematic representation of an energy store 10 and a battery condition detection device 12 to determine a usable energy content EE, EL of the energy store 10 according to an embodiment of the invention. Also 2 shows a schematic representation of the energy store 10 , but as an equivalent circuit diagram, and again the battery condition detection device 12 to determine the usable energy content EE, EL of the energy store 10 .

Wird der Energiespeicher 10 entladen, so stellt der nutzbare Energieinhalt EE, insbesondere die Endladeenergie EE, die tatsächlich dem Energiespeicher 10 entnehmbare Energie dar, während bei einem Ladevorgang des Energiespeichers 10 die nutzbare Energie EL, das heißt die Ladeenergie, die dem Energiespeicher 10 tatsächlich zugeführte bzw. bis zur Vollladung noch zuführbare Energie darstellt. Diese Energieinhalte EE, EL unterscheiden sich dabei von der im Energiespeicher 10 gespeicherten beziehungsweise speicherbaren Energie E0 (vergleiche 4 und 5), wie dies später näher erläutert wird. Bevor detaillierter auf die Bestimmung dieses nutzbaren Energieinhalts EE, EL eingegangen wird, werden zunächst anhand von 1 und 2 die hierfür relevanten Batteriegrößen erläutert und veranschaulicht.Becomes the energy store 10 discharged, the usable energy content EE, in particular the final charging energy EE, actually represents the energy store 10 removable energy, while the energy storage device is charging 10 the usable energy EL, i.e. the charging energy that the energy store 10 represents energy actually supplied or energy that can still be supplied up to full charge. These energy contents EE, EL differ from that in the energy store 10 stored or storable energy E0 (compare 4th and 5 ), as explained in more detail later. Before the determination of this usable energy content EE, EL is discussed in more detail, first of all, using 1 and 2 the relevant battery sizes are explained and illustrated.

Der Energiespeicher 10 kann im Allgemeinen eine Batterie darstellen. Dabei kann es sich um eine einzelne Batteriezelle, zum Beispiel für eine Hochvoltbatterie des Kraftfahrzeugs, handeln oder aber auch um eine solche Hochvoltbatterie selbst, die wiederum mehrere Batterieeinzelzellen aufweist. Im Folgenden wird von einer einzelnen Batteriezelle als Energiespeicher 10 zur Veranschaulichung der Bestimmung des nutzbaren Energieinhalts EE, EL ausgegangen, das beschriebene Verfahren lässt sich jedoch ganz analog auch auf eine Verschaltung mehrerer Batteriezellen übertragen, da sich die relevanten Batteriegrößen einer Hochvoltbatterie oder im Allgemeinen einer Batterie mit mehreren Batterieeinzelzellen nach bekannten physikalischen Zusammenhängen aus den einzelnen Zellgrößen rechnerisch einfach ermitteln lassen. Beispielsweise kann eine jeweilige Batteriezelle, wie der Energiespeicher 10, einen aktuellen Ladezustand SOC aufweisen.The energy storage 10 can generally represent a battery. This can be a single battery cell, for example for a high-voltage battery of the motor vehicle, or it can also be such a high-voltage battery itself, which in turn has several individual battery cells. In the following, a single battery cell is used as an energy store 10 To illustrate the determination of the usable energy content EE, EL, the method described can, however, also be transferred quite analogously to an interconnection of several battery cells, since the relevant battery sizes of a high-voltage battery or in general a battery with several individual battery cells are based on known physical relationships from the individual Have cell sizes determined easily by calculation. For example, a respective battery cell, such as the energy store 10 , have a current state of charge SOC.

Der Energiespeicher 10 weist also im vorliegenden Beispiel einen aktuellen Ladezustand SOC auf, der in 1 durch den schraffierten Bereich des Energiespeichers 10 veranschaulicht ist. Dieser aktuelle Ladezustand SOC lässt sich nach bekannten Verfahren messtechnisch ermitteln und der Batteriezustandserkennungseinrichtung 12 bereitstellen. Weiterhin wird auch die aktuelle Temperatur T des Energiespeichers 10 erfasst und als Eingangsgröße der Batteriezustandserkennungseinrichtung 12 bereitgestellt. Bei einem Ladevorgang oder Entladevorgang des Energiespeichers 10 kann zudem der Batteriestrom I gemessen und ebenfalls der Batteriezustandserkennungseinrichtung 12 bereitgestellt werden. Weiterhin ist in 1 noch die an den Polen 10a, 10b des Energiespeichers 10 abfallende Batteriespannung U veranschaulicht. Zur Berechnung des nutzbaren Energieinhalts EE, EL ist diese Batteriespannung U vorliegend jedoch nicht relevant. Dagegen jedoch die Ruhespannung OCV des Energiespeichers 10, wie diese in 2 veranschaulicht ist. Im lastfreien Zustand des Energiespeichers 10, insbesondere wenn längere Zeit kein Batteriestrom I geflossen ist, stimmt die Ruhespannung OCV des Energiespeichers 10 mit der an den Polen 10a, 10b abfallenden Spannung U überein, andernfalls, das heißt unter Last, ist diese im Falle einer Entladung jedoch betragsmäßig kleiner als die Ruhespannung OCV und im Falle des Ladens betragsmäßig größer als die Ruhespannung OCV, da es im Lastfall zu einem Spannungsabfall an einem Innenwiderstand RI des Energiespeichers 10 kommt. Wie das Ersatzschaltbild des Energiespeichers 10 in 2 veranschaulicht, kann der Energiespeicher 10 als eine Serienschaltung aus einem ersten Widerstand R1, an welchem ein erster Spannungsabfall U1 im Lastfall auftritt, und einer Parallelschaltung aus einer Kapazität C, die die Kapazität C des Energiespeichers 10 veranschaulicht, und einem zweiten Widerstand R2 aufgefasst werden, an welcher im Lastfall ein zweiter Spannungsabfall U2 auftritt. Der Gesamtwiderstand dieser Serienschaltung stellt den Innenwiderstand RI des Energiespeichers 10 dar.The energy storage 10 thus has a current state of charge SOC in the present example, which is shown in 1 through the hatched area of the energy store 10 is illustrated. This current state of charge SOC can be determined by measurement using known methods and the battery state detection device 12 provide. The current temperature is also displayed T of the energy storage 10 detected and as an input variable of the battery state detection device 12 provided. During a charging or discharging process of the energy storage device 10 can also use the battery power I. measured and also the battery condition detection device 12 to be provided. Furthermore, in 1 nor those on the poles 10a , 10b of the energy storage 10 falling battery voltage U illustrates. However, this battery voltage U is not relevant in the present case for calculating the usable energy content EE, EL. On the other hand, however, the open-circuit voltage OCV of the energy store 10 like this in 2 is illustrated. In the load-free state of the energy store 10 especially if there is no battery power for a long time I. has flowed, the open-circuit voltage OCV of the energy store is correct 10 with the one at the poles 10a , 10b otherwise, i.e. under load, in the case of a discharge it is smaller in magnitude than the rest voltage OCV and in the case of charging is larger in magnitude than the rest voltage OCV, since there is a voltage drop at an internal resistance in the load case RI of the energy storage 10 comes. Like the equivalent circuit diagram of the energy store 10 in 2 illustrated, the energy storage 10 as a series circuit of a first resistor R1 at which a first voltage drop U1 occurs in the load case, and a parallel connection from a capacitance C. who have the capacity C. of the energy storage 10 illustrated, and a second resistor R2 can be understood at which a second voltage drop in the load case U2 occurs. The total resistance of this series connection represents the internal resistance RI of the energy storage 10 represent.

Auch zur Bestimmung dieses Innenwiderstands RI sind zahlreiche Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt. Auch dieser Innenwiderstand RI wird wiederholt ermittelt, sowie auch die Kapazität C des Energiespeichers 10 und der Batteriezustandserkennungseinrichtung 12 bereitgestellt. 2 veranschaulicht zudem den Zustand des Energiespeichers 10 beim Entladen, die Verhältnisse gelten aber ganz analog auch beim Laden des Energiespeichers 10, nur dass sich dann beispielsweise der Ladestrom I hinsichtlich seiner Flussrichtung umkehrt.Also for determining this internal resistance RI numerous methods are known from the prior art. This internal resistance too RI is determined repeatedly, as well as the capacity C. of the energy storage 10 and the battery condition detection device 12 provided. 2 also illustrates the state of the energy store 10 when discharging, but the same applies when charging the energy store 10 , only that then, for example, the charging current I. reverses its flow direction.

Die Batteriezustandserkennungseinrichtung 12 verwendet also folglich die Eingangsgrößen aktueller Ladezustand SOC, aktueller Batteriestrom I, insbesondere auch die Information darüber, ob der Energiespeicher 10 aktuell geladen oder entladen wird, sowie den aktuellen Innenwiderstand RI, die aktuelle Temperatur T und die aktuelle Kapazität C des Energiespeichers 10, um daraus den nutzbaren Energieinhalt EE, EL zu ermitteln. Darüber hinaus wird ein Endladezustand des Energiespeichers 10 beim Laden von 100% angenommen und beim Entladen von 0%. Beim Entladen des Energiespeichers 10 stimmt damit auch der aktuelle Ladezustand SOC mit der maximal möglichen Ladezustandsänderung überein.The battery condition detection device 12 consequently uses the input variables current state of charge SOC, current battery current I. , especially the information about whether the energy storage 10 is currently being charged or discharged, as well as the current internal resistance RI , the current temperature T and the current capacity C. of the energy storage 10 in order to determine the usable energy content EE, EL. In addition, there is a discharge state of the energy store 10 Assumed 100% when charging and 0% when discharging. When discharging the energy store 10 this means that the current state of charge SOC also corresponds to the maximum possible change in state of charge.

Manche dieser Eingangsgrößen werden dabei fortwährend erfasst, wie zum Beispiel der Batteriestrom I, der aktuelle Ladezustand SOC und die aktuelle Temperatur T des Energiespeichers 10 sowie auch der Innenwiderstand RI, während zum Beispiel die aktuelle Kapazität C des Energiespeichers 10 deutlich seltener ermittelt werden kann, da diese sich im Laufe der Lebensdauer des Energiespeichers 10 nur langsam ändert.Some of these input variables are recorded continuously, such as the battery current I. , the current state of charge SOC and the current temperature T of the energy storage 10 as well as the internal resistance RI , while for example the current capacity C. of the energy storage 10 can be determined much less often, as this changes over the course of the service life of the energy store 10 changes slowly.

Neben diesen Eingangsgrößen verwendet die Batteriezustandserkennungseinrichtung 12 zur Ermittlung des nutzbaren Energieinhalts EE, EL zudem vorteilhafterweise auch ein Kennlinienfeld 14, welches zum Beispiel in einem Speicher 16 der Batteriezustandserkennungseinrichtung 12 gespeichert sein kann. Dieses Kennlinienfeld ist in 3 schematisch veranschaulicht und gibt den Zusammenhang zwischen der Ruhespannung OCV des Energiespeichers 10, der aktuellen Temperaturn T des Energiespeichers 10 und des aktuellen Ladezustands SOC des Energiespeichers 10 an. Somit lässt sich vorteilhafterweise aus der aktuellen Temperatur T und dem aktuellen Ladezustand SOC auch die aktuelle Ruhespannung OCV des Energiespeichers 10 ermitteln. Damit kann vorteilhafterweise auch die Ruhespannung OCV des Energiespeichers 10 in die Berechnung des nutzbaren Energieinhalts EE, EL des Energiespeichers 10 eingehen, ohne diese Ruhespannung OCV direkt messen zu müssen, was ohnehin nur im Ruhezustand des Energiespeichers 10 möglich wäre und nicht unter Last.In addition to these input variables, the battery status detection device uses 12 to determine the usable energy content EE, EL also advantageously a family of characteristics 14th , which for example in a memory 16 the battery condition detection device 12 can be stored. This family of characteristics is in 3 schematically illustrates and gives the relationship between the open-circuit voltage OCV of the energy store 10 , the current temperature T of the energy storage 10 and the current state of charge SOC of the energy store 10 on. The current temperature T and the current state of charge SOC also the current open-circuit voltage OCV of the energy store 10 determine. In this way, the Open-circuit voltage OCV of the energy storage 10 into the calculation of the usable energy content EE, EL of the energy store 10 without having to measure this open-circuit voltage OCV directly, which in any case only occurs when the energy storage device is at rest 10 would be possible and not under load.

In Abhängigkeit von den genannten Eingangsgrößen sowie unter Verwendung des Kennlinienfeldes 14 kann nun der nutzbare Energieinhalt EE, EL des Energiespeichers 10 auf einfache Weise ermittelt werden, wie dies nun im Folgenden beschrieben wird.Depending on the input variables mentioned and using the family of characteristics 14th the usable energy content EE, EL of the energy store can now 10 can be determined in a simple manner, as will now be described below.

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 EV beschreibt, und in eine zweite Komponente, die den Energieinhalt darstellt, der im Energiespeicher 10 gespeichert ist (im Falle des Entladens) beziehungsweise noch speicherbar ist (im Falle des Ladens) und welcher im Folgenden mit E0 bezeichnet ist. Diese Gliederung ist in 4 und 5 schematisch veranschaulicht.First, the usable energy content EE, EL is divided into two energy components, in particular also arithmetically, as will be explained in more detail later, namely into a first component, the energy losses that occur EV describes, and a second component, which represents the energy content in the energy store 10 is stored (in the case of unloading) or can still be stored (in the case of loading) and which is subsequently included with E0 is designated. This structure is in 4th and 5 illustrated schematically.

4 zeigt dabei schematisch den Zusammenhang zwischen dem im Energiespeicher 10 gespeicherten Energieinhalt E0, der Energieverluste EV und des nutzbaren Energieinhalts EE im Falle eines Entladevorgangs des Energiespeichers 10. Vor diesem Entladevorgang kann der Energiespeicher 10 zum Beispiel einen Anfangsladezustand SOC aufweisen, der den initialen Energieinhalt E0 des Energiespeichers 10 bestimmt. Wird nun der Energiespeicher 10, insbesondere vollständig, entladen, so kann jedoch nicht der gesamte im Energiespeicher 10 gespeicherte Energieinhalt E0 als nutzbare Energie EE dem Energiespeicher 10 entnommen werden, denn beim Entladen des Energiespeichers 10 kommt es unvermeidlich zu Energieverlusten EV, wodurch ein Teil der ursprünglich im Energiespeicher 10 gespeicherten Energie E0 verloren geht. Entsprechend lässt sich nun vorteilhafterweise der nutzbare Energieinhalt EE im Falle eines Entladevorgangs als Differenz aus der im Energiespeicher 10 anfangs gespeicherten Energie E0 und dem beim Entladen entstehenden Energieverlust EV bestimmen. 4th shows schematically the relationship between that in the energy store 10 stored energy content E0 , the energy losses EV and the usable energy content EE in the event of the energy storage device being discharged 10 . Before this discharge process, the energy store can 10 for example have an initial state of charge SOC, which is the initial energy content E0 of the energy storage 10 certainly. Now the energy storage 10 , in particular completely, discharged, but not all of it in the energy store 10 stored energy content E0 as usable energy EE the energy storage 10 be removed, because when discharging the energy storage 10 energy losses are inevitable EV whereby part of the original energy storage 10 stored energy E0 get lost. Correspondingly, the usable energy content EE in the case of a discharge process can now advantageously be calculated as the difference from that in the energy store 10 initially stored energy E0 and the loss of energy when discharging EV determine.

Entsprechend lässt sich der nutzbare Energieinhalt EE wie folgt ausdrücken: EE = E0 EV .

Figure DE102019202461A1_0001
E0 kann dabei die vor dem Entladevorgang anfangs im Energiespeicher 10 gespeicherte Energie darstellen, insbesondere wenn der nutzbare Energieinhalt EE bei einem Entladevorgang bestimmt werden soll, bei welchem der Energiespeicher 10 vollständig entladen werden soll.Accordingly, the usable energy content EE can be expressed as follows: EE = E0 - EV .
Figure DE102019202461A1_0001
E0 can be stored in the energy store before the discharge process 10 represent stored energy, especially if the usable energy content EE is to be determined during a discharge process in which the energy store 10 should be completely discharged.

Soll der Energiespeicher 10 dabei nicht vollständig entladen werden, sondern nur zum Teil, so lässt sich ganz analog der nutzbare Energieinhalt EE beim Entladen des Energiespeichers 10, insbesondere beim Teilentladen, als Differenz aus der Änderung der im Energiespeicher 10 gespeicherten Energie E0 und dem beim Teilentladen entstehenden Energieverlust EV ermitteln. Im Falle einer Teilentladung kann E0 in obiger Gleichung entsprechend auch lediglich die Änderung der im Energiespeicher 10 gespeicherten Energie bezeichnen, das heißt die Differenz aus der anfangs vor dem Entladevorgang in dem Energiespeicher 10 gespeicherten Energie und der im Energiespeicher 10 verbleibenden Restenergie nach dem Ladevorgang, die zu einem vorgegebenen, zukünftigen Endladezustand SOC des Energiespeichers 10 korrespondiert.Should the energy storage 10 are not completely discharged, but only partially, so the usable energy content EE can be completely analogous when discharging the energy store 10 , especially during partial discharge, as the difference from the change in the energy store 10 stored energy E0 and the loss of energy during partial discharge EV determine. In the event of partial discharge, can E0 in the above equation also only the change in the energy store 10 Designate stored energy, i.e. the difference between the energy stored in the energy store at the beginning before the discharge process 10 stored energy and that in the energy storage 10 remaining energy after the charging process, resulting in a predefined future state of charge SOC of the energy store 10 corresponds.

So lässt sich also vorteilhafterweise prognostizieren, wie viel nutzbare Energie dem Energiespeicher 10 bei einem Entladevorgang maximal entnommen werden kann.In this way, it is possible to advantageously predict how much usable energy will be in the energy store 10 the maximum that can be withdrawn during one discharge.

Auch bei einem Ladevorgang lässt sich die nutzbare Energie EL durch die beiden Komponenten der Energieverluste EV und der im Energiespeicher 10 noch speicherbaren Energie E0 ausdrücken. Dies ist in 5 illustriert, welche schematisch den Zusammenhang der nutzbaren Energie EL, der in dem Energiespeicher 10 speicherbaren Energie E0 und der Energieverluste EV im Falle eines Ladevorgangs des Energiespeichers 10 illustriert. Da auch beim Laden Energieverluste EV auftreten, muss letztendlich dem Energiespeicher 10 mehr Energie in Form der nutzbaren Energie EL zugeführt werden als nach dem Ladevorgang letztendlich durch dieses Laden im Energiespeicher 10 gespeichert ist. Die bei diesem Ladevorgang in dem Energiespeicher 10 noch speicherbare Energie ist hierbei mit E0 bezeichnet. Ist vor dem Ladevorgang der Energiespeicher 10 bereits schon zum Teil geladen, so stellt E0 die durch den Ladevorgang noch speicherbare Energie E0 dar, insbesondere wiederum bis zum Vollladen des Energiespeichers 10 oder bis zu einem gewünschten Endladezustand SOC. Entsprechend lässt sich für einen Ladevorgang der nutzbare Energieinhalt EL wie folgt ausdrücken: EL = E0 + EV .

Figure DE102019202461A1_0002
Even during a charging process, the usable energy EL can be determined by the two components of the energy losses EV and that in the energy store 10 still storable energy E0 express. This is in 5 illustrates which schematically shows the relationship between the usable energy EL in the energy store 10 storable energy E0 and the energy losses EV in the event of the energy storage device being charged 10 illustrated. There is also energy loss when charging EV must ultimately occur in the energy store 10 more energy can be supplied in the form of the usable energy EL than after the charging process, ultimately through this charging in the energy store 10 is stored. During this charging process in the energy store 10 energy that can still be stored is included E0 designated. Is the energy storage before the charging process 10 already partially loaded, so provides E0 the energy that can still be stored during the charging process E0 represents, in particular again until the energy store is fully charged 10 or up to a desired discharge state SOC. Accordingly, the usable energy content EL for a charging process can be expressed as follows: Tbsp = E0 + EV .
Figure DE102019202461A1_0002

Durch die Gliederung des nutzbaren Energieinhalts EE, EL in beiden Fällen, das heißt sowohl beim Laden als auch beim Entladen des Energiespeichers 10, lässt sich der nutzbare Energieinhalt EE, EL vorteilhafterweise in eine Komponente gliedern, nämlich die in den Energiespeicher 10 speicherbare Energie E0 beziehungsweise gespeicherte Energie E0, welche vom Ladebeziehungsweise Entladestrom I und damit auch von einer aktuellen Batteriebelastung unabhängig ist, und eine Komponente, nämlich die Verlustenergie EV, welche vom Ladestrom I beziehungsweise Entladestrom I und damit von der aktuellen Batteriebelastung abhängt.Through the breakdown of the usable energy content EE, EL in both cases, that is, both when charging and discharging the energy store 10 , the usable energy content EE, EL can advantageously be divided into one component, namely that of the energy store 10 storable energy E0 or stored energy E0 , which depends on the charging or discharging current I. and is therefore also independent of a current battery load, and one component, namely the lost energy EV , which from the charging current I. or discharge current I. and thus depends on the current battery load.

Zunächst wird die Berechnung der im Energiespeicher 10 gespeicherten beziehungsweise noch speicherbaren Energie E0 beschrieben. Diese Energie E0 verändert sich während der Batteriebelastung, das heißt beim Laden beziehungsweise Entladen permanent, da sich in diesen Phasen sowohl die Ladung Q des Energiespeichers 10 als auch die aktuelle Ruhespannung OCV verändert. Die Änderung der aktuellen Batterieladung Q kann über den Ladezustand SOC nachgeführt werden, wohingegen die Änderung der Ruhespannung OCV mithilfe des Kennlinienfeldes 14 bestimmt und berücksichtigt wird. Die im Energiespeicher 10 gespeicherte beziehungsweise noch speicherbare Ladung Q hängt vom Ladezustand SOC des Energiespeichers 10 ab, sowie von der Kapazität C des Energiespeichers 10. Entsprechend lässt sich diese Ladung Q für einen Entladevorgang wie folgt ausdrücken: Q = SOC*C

Figure DE102019202461A1_0003
und für einen Ladevorgang durch: Q = Δ SOC*C .
Figure DE102019202461A1_0004
First the calculation of the energy storage 10 stored or still storable energy E0 described. This energy E0 changes during the battery load, i.e. permanently when charging or discharging, since both the charge Q of the energy storage device changes in these phases 10 as well as the current open-circuit voltage OCV changed. The change in the current battery charge Q can be tracked via the state of charge SOC, whereas the change in the open-circuit voltage OCV with the aid of the family of characteristics 14th is determined and taken into account. The ones in the energy store 10 stored or still storable charge Q depends on the state of charge SOC of the energy store 10 from, as well as from the capacity C. of the energy storage 10 . Correspondingly, this charge Q for a discharge process can be expressed as follows: Q = SOC * C
Figure DE102019202461A1_0003
and for a charging process by: Q = Δ SOC * C .
Figure DE102019202461A1_0004

Weist also beispielsweise der Energiespeicher 10 vor einem Entladevorgang einen aktuellen Ladezustand SOC auf, und hat der Energiespeicher 10 zudem eine Kapazität C, so berechnet sich die aktuell im Energiespeicher 10 gespeicherte Ladung Q als Produkt aus diesem aktuellen Ladezustand SOC und der Kapazität C. Soll dagegen ermittelt werden, wie viel Ladung Q bei einem Ladevorgang noch in den Energiespeicher 10 passt, so lässt sich auch diese noch in den Energiespeicher 10 speicherbare Ladung Q als Produkt aus dem noch verfügbaren Ladezustand ΔSOC ermitteln, welcher also die Differenz aus 100 Prozent Ladezustand und dem aktuellen Ladezustand SOC darstellt, und der Kapazität C. Mit anderen Worten ergibt sich die Ladungsänderung Q sowohl beim Laden als auch beim Entladen des Energiespeichers 10 aus der Kapazität C multipliziert mit der Ladezustandsänderung ΔSOC, die für den Fall des Entladens mit dem aktuellen Ladezustand SOC übereinstimmt, da der Endladezustand 0% beträgt. Die im Energiespeicher 10 gespeicherte beziehungsweise noch speicherbare Energie E0 lässt sich dann wie folgt ausdrücken: EO = O C V ¯  * Q .

Figure DE102019202461A1_0005
So, for example, the energy store 10 a current state of charge SOC before a discharge process, and the energy store has 10 also a capacity C. , the current is calculated in the energy storage 10 stored charge Q as the product of this current state of charge SOC and the capacity C. . On the other hand, it should be determined how much charge Q is still in the energy store during a charging process 10 fits, this can also be put into the energy storage 10 Determine storable charge Q as the product of the still available state of charge ΔSOC, which therefore represents the difference between the 100 percent state of charge and the current state of charge SOC, and the capacity C. . In other words, the change in charge Q results both when charging and when discharging the energy store 10 out of capacity C. multiplied by the change in the state of charge ΔSOC, which corresponds to the current state of charge SOC for the case of discharging, since the discharge state is 0%. The ones in the energy store 10 stored or still storable energy E0 can then be expressed as follows: EO = O C. V ¯ * Q .
Figure DE102019202461A1_0005

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 14 ersichtlich ist, in der Regel für verschiedene Ladezustände SOC verschiedene Werte annimmt und sich der Ladezustand SOC während des Ladens und Entladens ändert. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn zur Ermittlung des im Energiespeicher 10 gespeicherten Energieinhalts E0 beziehungsweise noch speicherbaren Energieinhalts E0 der Mittelwert dieser Ruhespannung OCV berücksichtigt wird, der in obiger Formel durch OCV bezeichnet ist. Da sowohl beim Laden als auch Entladen der Anfangsladezustand SOC des Energiespeichers 10 bekannt beziehungsweise bestimmbar ist und der nutzbare Energieinhalt EE, EL üblicherweise auf eine maximale Ladung beziehungsweise Entladung des Energiespeichers 10 bezogen wird, welche also zu einem Ladezustand SOC von 0 Prozent beziehungsweise 100 Prozent korrespondiert, so lässt sich unter Verwendung des Kennlinienfeldes 14, insbesondere für eine aktuell bestimmte Temperatur T des Energiespeichers 10, auf einfache Weise auch die mittlere Ruhespannung OCV als Mittelwert aller OCV-Werte während des Ladevorgangs beziehungsweise Entladevorgangs ausgehend vom Anfangsladezustand SOC bis zum Endladezustand SOC ermitteln. Das Wissen über die zeitliche Veränderung der Ruhespannung OCV während der Vollladung beziehungsweise Endladung der Batterie beziehungsweise im Allgemeinen des Energiespeichers 10, ausgehend vom aktuellen Ladezustand SOC, ist also in Form der genannten Kennlinie beziehungsweise des Kennlinienfeldes 14 bekannt. Um die Bestimmung noch robuster zu gestalten, kann folglich die zeitabhängige Veränderung der Ruhespannung OCV aufgrund der späteren Ladung beziehungsweise Entladung in Form einer Mittelwertbildung berücksichtigt werden.Basically, the energy can be expressed as the product of voltage and charge. However, the open-circuit voltage OCV does not remain the same during a charging and discharging process, as is the case with the characteristic curve field 14th It can be seen that SOC usually assumes different values for different states of charge and the state of charge SOC changes during charging and discharging. Accordingly, it is advantageous if to determine the in the energy store 10 stored energy content E0 or energy content that can still be stored E0 the mean value of this open-circuit voltage OCV is taken into account, which is given in the above formula OCV is designated. Since the initial state of charge SOC of the energy storage device is used for both charging and discharging 10 is known or can be determined and the usable energy content EE, EL is usually based on a maximum charge or discharge of the energy store 10 is related, which corresponds to a state of charge SOC of 0 percent or 100 percent, so using the family of characteristics 14th , especially for a currently determined temperature T of the energy storage 10 , also the mean rest voltage in a simple way OCV as the mean of all OCV values during the charging or discharging process, starting from the initial state of charge SOC to the final state of charge SOC. Knowledge of the change in the open-circuit voltage OCV over time during full charging or discharging of the battery or, in general, of the energy store 10 , based on the current state of charge SOC, is therefore in the form of the aforementioned characteristic curve or the characteristic curve field 14th known. In order to make the determination even more robust, the time-dependent change in the open-circuit voltage OCV due to the later charging or discharging can be taken into account in the form of a mean value formation.

Die Verlustenergie EV lässt sich nun wie folgt berechnen: Angenommen, ein vollständig geladener Energiespeicher 10 würde mit einer sogenannten C-Rate von 1 C entladen werden, so würde dies bedeuten, dass sich der Energiespeicher 10 mit seiner Kapazität C innerhalb von einer Stunde vollständig entlädt. Hierzu korrespondiert ein Entladestrom, der auch als 1 C-Entladestrom bezeichnet werden kann, der gerade so bemessen ist, dass das vollständige Entladen eines Energiespeichers mit einer Kapazität C durch diesen 1C-Strom eine Stunde benötigt. Gleiches gilt in entsprechender Weise auch für einen Ladevorgang. In einem solchen Fall lässt sich die Verlustenergie EV wie folgt berechnen: EV = PV*1h = 1 C 2 * RI .

Figure DE102019202461A1_0006
The lost energy EV can now be calculated as follows: Assuming a fully charged energy store 10 would with a so-called C-rate of 1 C. are discharged, this would mean that the energy store 10 with its capacity C. fully discharged within an hour. This corresponds to a discharge current, which can also be referred to as 1 C discharge current, which is precisely dimensioned so that the complete discharge of an energy store with a capacity C. this 1C current takes one hour. The same applies in a corresponding manner to a charging process. In such a case, the energy loss EV calculate as follows: EV = PV * 1h = 1 C. 2 * RI .
Figure DE102019202461A1_0006

PV bezeichnet dabei die Verlustleistung. 1C2 bezeichnet den 1C-Strom multipliziert mit der Kapazität C des Energiespeichers 10. RI bezeichnet hierbei wiederum den Innenwiderstand des Energiespeichers 10, wobei auch zusätzliche Widerstände wie Verschaltungswiderstände in der Bezeichnung RI als berücksichtigt angesehen sein können. Obige Formel gilt jedoch nur dann, wenn zum Beispiel ein vollständig geladener Energiespeicher 10 vollständig entladen wird oder ein vollständig entladener Energiespeicher 10 vollständig geladen wird. Beträgt die Änderung des Ladezustands des Energiespeichers 10 jedoch nicht 100 Prozent, sondern ist davon verschieden, so lässt sich die Verlustenergie EV wie folgt ermitteln: EV = 1 C 2 * RI*SOC .

Figure DE102019202461A1_0007
PV denotes the power loss. 1C 2 denotes the 1C current multiplied by the capacitance C. of the energy storage 10 . RI refers to the internal resistance of the Energy storage 10 , with additional resistances such as interconnection resistances in the designation RI can be regarded as taken into account. However, the above formula only applies if, for example, a fully charged energy store 10 is completely discharged or a completely discharged energy storage device 10 is fully loaded. Is the change in the state of charge of the energy storage device 10 However, not 100 percent, but is different from it, so the energy loss EV determine as follows: EV = 1 C. 2 * RI * SOC .
Figure DE102019202461A1_0007

SOC beschreibt hierbei also wiederum die Ladezustandsänderung während des Lade- beziehungsweise Entladevorgangs, insbesondere die zu erwartende Ladezustandsänderung. Soll also beispielsweise der Energiespeicher 10 entladen werden, insbesondere von einem Anfangsladezustand vollständig entladen werden, so bezeichnet SOC in diesem Fall den Anfangsladezustand des Energiespeichers 10.SOC in turn describes the change in the state of charge during the charging or discharging process, in particular the change in the state of charge to be expected. So, for example, should the energy store 10 are discharged, in particular are completely discharged from an initial state of charge, so SOC in this case designates the initial state of charge of the energy store 10 .

Allerdings wird der Energiespeicher 10 nicht immer mit einem 1 C-Entladestrom beziehungsweise 1 C-Ladestrom geladen, sondern kann auch mit anderen Stromstärken geladen oder entladen werden. Diese C-Ratenanpassung für den aktuellen Batteriestrom I kann entsprechend wie folgt berücksichtigt werden: EV = 1 C 2 * RI*SOC* ( I / 1 C ) .

Figure DE102019202461A1_0008
However, the energy storage 10 not always charged with a 1 C discharge current or 1 C charge current, but can also be charged or discharged with other currents. This C-rate adjustment for the current battery current I. can be taken into account accordingly as follows: EV = 1 C. 2 * RI * SOC * ( I. / 1 C. ) .
Figure DE102019202461A1_0008

I bezeichnet dabei den aktuellen Batteriestrom, zum Beispiel zu Beginn eines Ladevorgangs oder Entladevorgangs und I/1C entsprechend das Verhältnis aus dem aktuellen Lade- beziehungsweise Entladestrom und den zu einer C-Rate von 1 korrespondierenden Lade- beziehungsweise Entladestrom, d.h. den 1C-Strom. Anschaulich heißt dies, wird mit einem Ladestrom I geladen, der ein Vielfaches des Ladestroms darstellt, der zu einer C-Rate von 1 korrespondiert, so vervielfältigen sich entsprechend auch die Energieverluste EV. Entsprechend lässt sich dann auch die Verlustenergie EV wie folgt ausdrücken: EV = I * C*SOC * RI .

Figure DE102019202461A1_0009
I. refers to the current battery current, for example at the beginning of a charging or discharging process and I / 1C is the ratio of the current charging or discharging current and the charging or discharging current corresponding to a C rate of 1, i.e. the 1C current. This clearly means that a charging current is used I. charged, which represents a multiple of the charging current, which corresponds to a C rate of 1, the energy losses are multiplied accordingly EV . The energy loss can then also be correspondingly EV express as follows: EV = I. * C * SOC * RI .
Figure DE102019202461A1_0009

C bezeichnet hierbei wieder die Kapazität C des Energiespeichers 10. Die Verlustenergie EV über dem Innenwiderstand RI des Energiespeichers 10, in welchem auch Verschaltungswiderstände mit einberechnet werden können, ergibt sich über die Integration der Verlustleistung PV. Hierbei wird also die Definition des 1 C-Stroms genutzt, welcher als Strom für die vollständige Entladung des Energiespeichers 10 binnen einer Stunde definiert ist, wodurch der Zusammenhang 1 C2 * RI gleichzeitig die Verlustenergie beschreibt, die für genau diese vollständige Entladung des Energiespeichers 10 entstehen würde. Die sich tatsächlich ergebende Verlustenergie, die während der vollständigen Ladung beziehungsweise Entladung des Energiespeichers 10 entsteht, kann unter Berücksichtigung des aktuellen Ladezustands SOC und der aktuellen Stromhöhe (I/C) ermittelt werden. Die nutzbare Ladebeziehungsweise Entladeenergie EL, EE an den Batterieklemmen ergibt sich zu jedem Zeitpunkt über obige Gleichungen. C. here again denotes the capacity C. of the energy storage 10 . The lost energy EV over the internal resistance RI of the energy storage 10 , in which connection resistances can also be included, results from the integration of the power loss PV. The definition of the 1 C current is used here, which is the current for the complete discharge of the energy store 10 is defined within an hour, making the connection 1 C 2 * RI at the same time describes the energy loss that is required for precisely this complete discharge of the energy store 10 would arise. The actually resulting energy loss that occurs during the full charge or discharge of the energy storage device 10 can be determined taking into account the current state of charge SOC and the current level of current (I / C). The usable charging or discharging energy EL, EE at the battery terminals results at any point in time using the above equations.

Somit kann also letztendlich die nutzbare Energie EE, EL sowie beim Laden als auch Entladen des Energiespeichers 10 auf einfache Weise auf Grundlage der Eingangsgrößen Batterieinnenwiderstand RI, aktueller Ladezustand SOC des Energiespeichers 10, Batteriestrom I und der OCV-Charakteristik, die durch das Kennlinienfeld 14 bereitgestellt ist, ermittelt werden, insbesondere auch in Kenntnis der aktuellen Batterietemperatur T sowie der aktuellen Gesamtkapazität C des Energiespeichers 10.Thus, ultimately, the usable energy EE, EL as well as when charging and discharging the energy store 10 in a simple manner based on the input variables of the internal battery resistance RI , current state of charge SOC of the energy storage 10 , Battery power I. and the OCV characteristic, which is determined by the map 14th is provided, are determined, in particular with knowledge of the current battery temperature T as well as the current total capacity C. of the energy storage 10 .

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.

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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]

Claims (10)

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, dadurch gekennzeichnet, dass 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 wird, 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.Method for determining a usable energy content (EE, EL) of an energy store (10), the usable energy content (EE, EL) representing an energy (EL) that can be supplied to the energy store (10) when the energy store (10) is charged and when the energy store is discharged (10) represents an energy (EE) that can be drawn from the energy store (10), characterized in that the usable energy content (EE, EL) is dependent on an energy loss (EV) occurring during charging or discharging and depending on an energy loss in the energy store (10 ) stored or storable energy (E0) is determined, which in turn is determined as a function of 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). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherte oder speicherbare Energie (E0) in Abhängigkeit von der Kennlinie (14) eines gespeicherten Kennlinienfeldes (14) ermittelt wird, welches die Abhängigkeit der Ruhespannung (OCV) des Energiespeichers (10) vom Ladezustand (SOC) des Energiespeichers (10) und von einer Temperatur (T) des Energiespeichers (10) angibt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the stored or storable energy (E0) is determined as a function of the characteristic curve (14) of a stored characteristic curve field (14) which shows the dependence of the open-circuit voltage (OCV) of the energy store (10) on the state of charge (SOC) of the energy store (10) and a temperature (T) of the energy store (10) indicates. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nutzbare Energieinhalt (EE, EL) als der beim Entladen des Energiespeichers (10) tatsächlich dem Energiespeicher (10) entnehmbare Energieinhalt (EE) als Differenz aus der im Energiespeicher (10) gespeicherten Energie (E0) und dem beim Entladen entstehenden Energieverlust (EV) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the usable energy content (EE, EL) as the energy content (EE) that can actually be extracted from the energy store (10) when discharging the energy store (10) as the difference between the energy stored in the energy store (10) (E0) and the energy loss (EV) resulting from discharging. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nutzbare Energieinhalt (EE, EL) als der beim Laden des Energiespeichers (10) zuführbare Energieinhalt (EL) als Summe aus der im Energiespeicher (10) noch speicherbaren Energie (E0) und dem beim Laden entstehenden Energieverlust (EV) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the usable energy content (EE, EL) as the energy content (EL) which can be supplied when charging the energy store (10) as the sum of the energy (E0) that can still be stored in the energy store (10) and the Energy loss (EV) occurring during charging is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der auftretende Energieverlust (EV) in Abhängigkeit von einem Batteriestrom (I) und einem bestimmten Innenwiderstand (RI) des Energiespeichers (10) ermittelt wird.Method according to one of the Claims 3 or 4th , characterized in that the occurring energy loss (EV) is determined as a function of a battery current (I) and a specific internal resistance (RI) of the energy store (10). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Laden oder Entladen insgesamt auftretende Energieverlust (EV) als Produkt aus dem Batteriestrom (I), der Kapazität (C) des Energiespeichers (10), der Ladezustandsänderung (SOC) des Energiespeichers (10) und einem bestimmten Verlustwiderstand, welcher zumindest vom Innenwiderstand (RI) des Energiespeichers (10) abhängt, ermittelt wird.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the total energy loss (EV) occurring during charging or discharging is the product of the battery current (I), the capacity (C) of the energy store (10), the change in the state of charge (SOC) of the energy store (10) and a certain loss resistance , which at least depends on the internal resistance (RI) of the energy store (10) is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Ladezustandsänderung (SOC) des Energiespeichers (10) während des Ladens oder Entladens und in Abhängigkeit von der zumindest einen Kennlinie (14) eine mittlere Ruhespannung (OCV) während des Ladens oder Entladens ermittelt wird, und die gespeicherte oder speicherbare Energie (E0) in Abhängigkeit von der mittleren Ruhespannung (OCV) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, depending on the change in the state of charge (SOC) of the energy store (10) during charging or discharging and depending on the at least one characteristic curve (14), a mean open-circuit voltage (OCV) during charging or Discharge is determined, and the stored or storable energy (E0) is determined as a function of the mean open-circuit voltage (OCV). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherte oder speicherbare Energie (E0) als Produkt aus der mittleren Ruhespannung (OCV) und der Änderung der in dem Energiespeicher (10) gespeicherten Ladungsmenge ermittelt wird, wobei die Änderung der Ladungsmenge als Produkt aus der Kapazität (C) des Energiespeichers (10) und der Ladezustandsänderung (SOC) des Energiespeichers (10) ermittelt wird.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the stored or storable energy (E0) is determined as the product of the mean open-circuit voltage (OCV) and the change in the amount of charge stored in the energy store (10), the change in the amount of charge being the product of the capacity (C) of the energy store (10) and the change in state of charge (SOC) of the energy store (10) is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nutzbare Energieinhalt (EE, EL) in Abhängigkeit von den folgenden Eingangsgrößen bestimmt wird: - aktueller Ladezustand (SOC) des Energiespeichers (10); - aktueller Batteriestrom (I), der beim Laden den aktuellen Ladestrom (I) und beim Entladen den aktuellen Entladestrom (I) darstellt; - aktueller Innenwiderstand (RI) des Energiespeichers (10); - aktuelle Temperatur (T) des Energiespeichers (10); und - Kapazität (C) des Energiespeichers (10).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the usable energy content (EE, EL) is determined as a function of the following input variables: - current state of charge (SOC) of the energy store (10); - Current battery current (I), which represents the current charging current (I) when charging and the current discharging current (I) when discharging; - Current internal resistance (RI) of the energy store (10); - Current temperature (T) of the energy store (10); and - capacity (C) of the energy store (10). Batteriezustandserkennungseinrichtung (12) für ein Kraftfahrzeug, die Batteriezustandserkennungseinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, einen nutzbaren Energieinhalt (EE, EL) eines Energiespeichers (10) des Kraftfahrzeugs zu bestimmen, 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, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezustandserkennungseinrichtung (12) dazu ausgelegt ist, den nutzbaren 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) zu ermitteln, und diese in Abhängigkeit von einer gespeicherten Kennlinie (14), die eine Abhängigkeit einer Ruhespannung (OCV) des Energiespeichers (10) von einem Ladezustand (SOC) des Energiespeichers (10) angibt, zu bestimmen.Battery status detection device (12) for a motor vehicle, the battery status detection device (12) is designed to determine a usable energy content (EE, EL) of an energy store (10) of the motor vehicle, the usable energy content (EE, EL) being a value when charging the energy store ( 10) represents energy (EL) which can be fed to the energy store (10) and represents energy (EE) that can be drawn from the energy store (10) when the energy store (10) is discharged, characterized in that the battery state detection device (12) is designed to detect the usable energy content (EE, EL) as a function of an energy loss (EV) occurring during charging or discharging and as a function of an energy (E0) stored or storable in the energy store (10), and this as a function of a stored characteristic curve (14), a dependency of an open-circuit voltage (OCV) of the Energy store (10) from a state of charge (SOC) of the energy store (10) to determine.
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