DE102020210989A1 - Verfahren zur Ermittlung einer zweiten Ladezeit eines Batteriesystems - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer zweiten Ladezeit eines Batteriesystems (10) für ein Fahrzeug, wobei das Batteriesystem (10) mehreren parallel miteinander verschalteten und unabhängig voneinander zu- und abschaltbaren Batteriepacks (20) umfasst. Das Verfahren umfasst dabei nachfolgende Verfahrensschritte:- Überwachen von einzelnen Packzuständen beim Laden der Batteriepacks (20);- Ermitteln eines Energieinhalts der einzelnen Batteriepacks (20);- Ermitteln einer Anzahl von Batteriepacks (20), die zum Beendigungszeitpunkt des Ladens jeweils einen ersten Energieinhalt Q1aufweisen und zum Betrieb des Batteriesystems (10) zusammenschaltbar sind;- Ermitteln der zweite Ladezeit die durch folgende Gleichung gegeben wird:t2=Q1−Q2ICharge׃acICorr(SOC)×TKorr+TAbku¨hlwobeiQ2ein zweiter Energieinhalt eines Batteriepacks (20) zum Beendigungszeitpunkt des Ladens ist, der kleiner als der erste Energieinhalt Q1ist,IChargeder maximale Ladestrom ist,facICorr(SOC) eine Nachbildung eines Konstantstrom/Konstantspannung-Verhältnisses beim Laden des Batteriepacks (20) ist,TKorrein Korrekturfaktor oder eine Korrektur-Kennlinie über Temperatur ist undTAbkühleine Korrektur-Kennlinie in Abhängigkeit von Abkühlzeit des Batteriepacks (20) ist.Die Erfindung betrifft ferner ein Batteriesystem (10), das eingerichtet ist, das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren durchzuführen.Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, dass eingerichtet ist, das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren durchzuführen und/oder das das erfindungsgemäß vorgeschlagene Batteriesystem (10) umfasst.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer zweiten Ladezeit eines Batteriesystems für ein Fahrzeug, wobei das Batteriesystem mehreren parallel miteinander verschalteten und unabhängig voneinander zu- und abschaltbaren Batteriepacks umfasst.
• Die Erfindung betrifft ferner ein Batteriesystem, das eingerichtet ist, das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren durchzuführen.
• Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, dass eingerichtet ist, das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren durchzuführen und/oder das das erfindungsgemäß vorgeschlagene Batteriesystem umfasst.
• Stand der Technik
• Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft vermehrt elektrisch angetriebene Fahrzeuge zum Einsatz kommen werden. Solche elektrisch angetriebene Fahrzeuge, wie z.B. Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge, umfassen jeweils ein Batteriesystem, wie beispielsweise ein 48V-Batteriesystem, zur Energieversorgung bzw. Traktion des Fahrzeugs. In einem 48V-Batteriesystem können bis zu acht Batteriepacks parallel betrieben werden. Eine typische Anwendung eines solchen Batteriesystems ist Zweiräder-Anwendung, wie beispielsweise Motorräder. Dabei kann ein Motorrad zwei Batteriepacks, eine elektrische Maschine, ein Ladegerät und ein DC/DC-Wandler aufweisen. Eine weitere typische Anwendung des 48V-Batteriesystems ist Vierräder-Anwendung, wie beispielsweise PKWs. Dabei kann ein PKW bis zu acht Batteriepacks, zwei elektrische Maschinen, zwei Ladegeräte und zwei DC/DC-Wandler aufweisen.
• Die Batteriepacks werden alle parallel betrieben bzw. entladen und ebenfalls parallel geladen. Das Batteriesystem umfasst üblicherweise ein Steuergerät zur Überwachung und Steuerung der Batteriepacks. Das Steuergerät ist mit einem Batteriemanagementsystem bestückt, in welchem ein Lademanagementsystem implementiert ist. Das Lademanagementsystem hat die Aufgabe, die Batteriepacks abhängig von ihren Zuständen, wie beispielsweise Spannung, Ladezustand (State Of Charge, SOC) und Temperatur, möglichst parallel zu laden.
• Es gibt Fälle, in denen ein paralleles Laden nicht erfolgen kann. Dies ist der Fall, wenn zum Beispiel die einzelnen Batteriepacks unterschiedliche Spannungsniveaus haben. In diesem Fall werden die Batteriepacks komplett oder teilweise sequentiell geladen.
• Üblicherweise wird eine erste Ladezeit berechnet, in der alle Batteriepacks vollgeladen und zuschaltbar sind. Bei einer ersten Ladezeit von ca. 4 Stunden kann es aber vorkommen, dass ein Nutzer den Ladevorgang vorzeitig abbricht bzw. beendet, um weiterzufahren. Wird das Laden eines Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt beendet, in welchem die Batteriepacks aufgrund des unterschiedlichen Spannungsniveaus nicht zusammengeschaltet werden können, führt das für den Fahrer zu einem Leistungsverlust und/oder zu einer reduzierten Reichweite sowie zur Minderung des Fahrspaßes.
• Das Dokument US 2014/0340052 A1 beschreibt ein System und ein Verfahren zum Laden von Energiespeicherzellen einer Energiespeichereinrichtung, insbesondere in einer Batteriedirektumrichterschaltung zur Stromversorgung von elektrischen Maschinen.
• Das Dokument CN 102707234 A beschreibt ein Verfahren zum Schätzen einer verbleibenden Ladezeit eines Batteriepacks.
• Offenbarung der Erfindung
• Es wird ein Verfahren zur Ermittlung einer zweiten Ladezeit eines Batteriesystems für ein Fahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, vorgeschlagen. Dabei umfasst das Batteriesystems mehreren parallel miteinander verschalteten und unabhängig voneinander zu- und abschaltbaren Batteriepacks. Die Batteriepacks können dabei jeweils eine oder mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Batteriezellen aufweisen. Bevorzugt sind die Batteriezellen als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet.
• Unter der zweiten Ladezeit eines Batteriesystems, bei dem die einzelnen Spannungen oder die einzelnen Ladezustände der Batteriepacks ungleich sind, wird eine notwendige Zeit verstanden, nach welcher die volle Leistung dem Fahrzeug zur Verfügung stehen würde. Die zweite Ladezeit ist eine Zeit, welche notwendig ist, um Batteriepacks auf gleiches Spannungs- bzw. Ladezustandslevel zu bringen, damit ausreichend viele Batteriepacks zuschaltbar sind. Beispielsweise für eine Zweiräder-Anwendung mit einer elektrischen Maschine sind zwei zusammengeschaltete Batteriepacks zum Betrieb mit voller Leistung ausreichend. Bei einer Vierräder-Anwendung mit einer elektrischen Maschine sind drei zusammengeschaltete Batteriepacks zum Betrieb mit voller Leistung erforderlich, während bei einer Vierräder-Anwendung mit zwei elektrischen Maschinen sechs zusammengeschaltete Batteriepacks zum Betrieb mit voller Leistung erforderlich sind.
• Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren nachfolgende Verfahrensschritte:
• - Überwachen von einzelnen Packzuständen beim Laden der Batteriepacks;
• - Ermitteln eines Energieinhalts der einzelnen Batteriepacks;
• - Ermitteln einer Anzahl von Batteriepacks, die zu einem Beendigungszeitpunkt des Ladens jeweils einen ersten Energieinhalt Q₁ aufweisen und zum Betrieb des Batteriesystems zusammenschaltbar sind;
• - Ermitteln der zweiten Ladezeit, die durch folgende Gleichung gegeben wird:
$${\text{t}}_{\text{2}}=\frac{{\text{Q}}_{\text{1}}-{\text{Q}}_{\text{2}}}{{\text{I}}_{\text{Charge}}\times {\text{f}}_{\text{acICorr}}\left(\text{SOC}\right)}\times {\text{T}}_{\text{Korr}}+{\text{T}}_{\text{Abk}\ddot{\text{u}}\text{hl}}$$

• Dabei ist Q₂ ein zweiter Energieinhalt eines Batteriepacks zum Beendigungszeitpunkt des Ladens, der kleiner als der erste Energieinhalt Q₁ ist,
  I_Charge der maximale Ladestrom,
  f_acICorr(SOC) eine Nachbildung eines Konstantstrom/Konstantspannung-Verhältnisses (Constant Current Constant Voltage, CCCV) beim Laden des Batteriepacks,
  T_Korr ein Korrekturfaktor oder eine Korrektur-Kennlinie über Temperatur und
  T_Abkühl eine Korrektur-Kennlinie in Abhängigkeit von Abkühlzeit des Batteriepacks.
• Beispielsweise umfasst ein Batteriesystem ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Batteriepack, wobei zum Beendigungszeitpunkt des Ladens das erste, zweite und vierte Batteriepack jeweils einen Ladezustand von 70% aufweisen, während das dritte Batteriepack einen Ladezustand von 30% aufweist. Q₁ entspricht dabei dem Energieinhalt des ersten, zweiten oder vierten Batteriepacks, während Q₂ dem Energieinhalt des dritten Batteriepacks.
• Mittels des Faktors f_acICorr(SOC) wird der maximale Ladestrom I_Charge nach unten korrigiert. Der Faktor T_Korr bildet das Temperaturverhalten des Batteriepacks nach. Beispielsweise bei einer Temperatur von 30°C ist der Faktor T_Korr gleich 1. Bei höheren bzw. niedrigeren Temperaturen erhöht sich Ladezeit und daraus folgt wird der Faktor T_Korr größer als 1.
• Beispielsweise kann ein Batteriepack bis 60°C betrieben werden. Zum Laden des Batteriepacks ist beispielsweise eine Temperatur kleiner als 43°C erforderlich. Befindet sich eine Temperatur eines Batteriepacks in einem Bereich von 43°C bis 60°C, so muss dieses Batteriepack vor dem Laden passiv abgekühlt werden. Dies verlängert die zweite Ladezeit, der mittels des Faktors T_Abkühl korrigiert wird.
• Zu dem Packzustand eines Batteriepacks gehören beispielsweise eine Spannung des Batteriepacks, ein Strom des Batteriepacks, ein SOC des Batteriepacks und eine Temperatur des Batteriepacks.
• Ein Batteriepack weist einen ersten Energieinhalt Q₁ auf, wenn sein Energieinhalt und der erste Energieinhalt Q₁ annähernd gleich sind. In diesem Zusammenhang sind die beiden Energieinhalte annähernd gleich, wenn eine Differenz der beiden Energieinhalte einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet oder gleich dem Schwellenwert ist. Dies gilt ebenfalls für den zweiten Energieinhalt Q₂.
• Vorzugsweise entspricht der erste Energieinhalt Q₁ einem Energieinhalt eines vollgeladenen Batteriepacks.
• Vorzugsweise wird eine Leistung des Batteriesystems beim Zusammenschalten der Batteriepacks, die zum Beendigungszeitpunkt des Ladens jeweils den ersten Energieinhalt Q₁ aufweisen, ermittelt. Die Leistung des Batteriesystems hängt ab von der Spannung und dem zulässigen Strom der zugeschalteten Batterien.
• Beispielsweise umfasst ein Batteriesystem ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Batteriepack, wobei zum Beendigungszeitpunkt des Ladens das erste, zweite und vierte Batteriepack jeweils einen Ladezustand von 70% aufweisen, während das dritte Batteriepack einen Ladezustand von 30% aufweist. So können nach Beenden des Ladevorgangs drei Batteriepacks a 50 V mit einem möglichen Strom von ca. 100 A zusammengeschaltet werden. Das entspricht einer Batteriesystemleistung von ca. 15 kW.
• Beispielsweise umfasst ein Batteriesystem ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Batteriepack, wobei zum Beendigungszeitpunkt des Ladens das erste und zweite Batteriepack jeweils einen Ladezustand von 70% aufweisen, während das dritte Batteriepack einen Ladezustand von 30% aufweist und das vierte Batteriepack einen Ladezustand von 10% aufweist. So können nach Beenden des Ladevorgangs zwei Batteriepacks a 50 V mit einem möglichen Strom von ca. 100 A zusammengeschaltet werden. Das entspricht einer Batteriesystemleistung von ca. 10 kW.
• Vorzugsweise wird eine Reichweite des Fahrzeugs ermittelt. Dabei wird die Reichweite des Fahrzeugs nur mit den zusammengeschalteten Batteriepacks ermittelt.
• Vorzugsweise wird ein Zusammenschalten der Batteriepacks zugelassen, wenn die Spannung der jeweiligen Batteriepacks in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt und/oder der SOC der jeweiligen Batteriepacks in einem vorgegebenen SOC-Bereich liegt.
• Vorzugsweise werden die zweite Ladezeit, die Leistung des Batteriesystems, die Reichweite des Fahrzeugs und die Information, ob alle Batteriezusammengeschaltet werden können, auf einem Display dargestellt.
• Die Berechnung der Reichweite und der zweiten Ladezeit kann auch Bedarfsgerecht erfolgen. Dabei können anstehende Fahrten durch z.B. eine Anwendung an die Fahrzeugsteuereinheit gekoppelt sein.
• Beispielsweise umfasst ein Batteriesystem ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Batteriepack, wobei das erste Batteriepack einen Ladezustand von 70% aufweist, das zweit Batteriepack einen Ladezustand von 50% aufweist, das dritte Batteriepack einen Ladezustand von 10% aufweist und das vierte Batteriepack einen Ladezustand von 20% aufweist. Das Batteriesystem dient dabei zur Versorgung einer elektrischen Maschine mit einer Leistung von 8 kW.
• Wenn aus der Anwendung eine Strecke kleiner als 10 km bekannt ist, ist die zweite Ladezeit die Ladezeit, in der der Ladezustand des dritten Batteriepacks von 10% auf 20% erhöht wird. Das Fahrzeug wird dabei durch zwei Batteriepacks, die jeweils einen Ladezustand von 20% aufweisen, angetrieben.
• Wenn aus der Anwendung eine Strecke gleich 40 km bekannt ist, ist die zweite Ladezeit die Ladezeit, in der der Ladezustand des dritten Batteriepacks zunächst von 10% auf 20% erhöht wird und anschließen der ladezustand des dritten und vierten Batteriepacks von 20 auf 50% erhöht wird. Das Fahrzeug wird dabei durch drei Batteriepacks, die jeweils einen Ladezustand von 50% aufweisen, angetrieben.
  Ferner wird ein Batteriesystem vorgeschlagen, das eingerichtet ist, das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren durchzuführen.
• Es wird auch ein Fahrzeug vorgeschlagen, das eingerichtet ist, das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren durchzuführen und/oder das das erfindungsgemäß vorgeschlagene Batteriesystem umfasst.
• Vorteile der Erfindung
• Ein Steuergerät eines Fahrzeugs, das beispielsweise als eine Batteriesteuereinheit (Batterie Control Unit, BCU) oder eine Fahrzeugsteuereinheit (Vehicle Control Unit, VCU) ausgebildet sein kann, überwacht die einzelnen Packzustände, wie beispielsweise die Spannung, der SOC und die Temperatur der einzelnen Batteriepacks, welche im Verbund betrieben werden.
• Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren kann durch die Überwachung der einzelnen Packzustände der Batteriepacks ermittelt werden, ob ein Beenden des Ladevorgangs zu einem Zeitpunkt Einbußen in Leistung und Reichweite zur Folge hätte.
• Ebenfalls wird eine zweite Ladezeit des Batteriesystems ermittelt, nach welche die volle Leistung im Batteriesystem zur Verfügung stehen würde. Diese zweite Ladezeit wird dann zusammen mit verfügbarer Leistung des Batteriesystems, der Reichweite des Fahrzeugs und weiterer Informationen auf einem Display dargestellt werden. Der Fahrer wird dadurch informiert und darauf hingewiesen, bis wann der Ladevorgang beendet werden kann, damit eine volle Leistung erreicht werden kann. Dies erhöht die Verfügbarkeit, die Reichweite sowie den Fahrspaß. Darüber hinaus ist dem Fahrer mehr Flexibilität beim Laden gegeben.
• Figurenliste
• Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems eines Fahrzeugs und
• 2 eine schematische Darstellung eines Displays des Fahrzeugs zum Darstellen von Informationen.
• Ausführungsformen der Erfindung
• In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
• 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 100 eines Fahrzeugs, welches ein Batteriesystem 10 und eine Antriebseinheit 40 umfasst.
• Das Batteriesystem 10 umfasst dabei vier Batteriepacks 20, nämlich ein erstes Batteriepack 21, ein zweites Batteriepack 22, ein drittes Batteriepack 23 und ein viertes Batteriepack 24. Das erste, zweite, dritte und vierte Batteriepack 21, 22, 23, 24 sind dabei parallel miteinander verschaltet. Dabei ist jedem Batteriepack 20 ein Packschalter 30 zugeordnet. Dem ersten Batteriepack 21 ein erster Packschalter 31 zugeordnet. Dem zweiten Batteriepack 22 ist ein zweiter Packschalter 32 zugeordnet. Dem dritten Batteriepack 23 ist ein dritter Packschalter 33 zugeordnet. Dem vierten Batteriepack 24 ist ein vierter Packschalter 34 zugeordnet. Mittels des Packschalters 30 können die einzelnen Batteriepack 20 zu- und abgeschaltet werden.
• Das Batteriesystem 10 umfasst ferner ein Steuergerät 50 zur Überwachung und Steuerung der Batteriepacks 20 sowie der Packschalter 30. Das Steuergerät 50 kann dabei als eine BCU oder eine VCU ausgebildet sein. Das Steuergerät 50 ist dabei mit den einzelnen Batteriepacks 20 sowie der einzelnen Packschalter 30 verbunden. Die Verbindungen zwischen dem Steuergerät 50 und den einzelnen Batteriepacks 20 sind vorliegend in 1 als Kommunikationsbus 80, wie beispielsweise CAN-Bus, ausgebildet.
• Die Antriebseinheit 40 umfasst dabei einen DC/AC-Wandler 42 und eine elektrische Maschine 44. Die elektrische Maschine 44 ist vorliegend dreiphasig ausgebildet und kann sowohl als Generator, als auch als Motor betrieben werden.
• Das Antriebssystem 100 umfasst ferner ein Ladegerät 60 zu Laden des Batteriesystems 10 bzw. der einzelnen Batteriepacks 20.
• Das Steuergerät 50 überwacht dabei die Zustände der einzelnen Batteriepacks 20, wie beispielsweise die Spannung, der SOC und die Temperatur. Abhängig von den einzelnen Packzuständen kann ermittelt werden, wie viele Batteriepacks 20 zu einem Beendigungszeitpunkt eines Ladens für eine Fahrt des Fahrzeugs zum Betrieb zugeschaltet werden können, wie weil Leistung dem Fahrer zur Verfügung steht und wie groß die Reichweite bzw. der Energieinhalt der einzelnen Batteriepacks 20 ist. Wie in 1 dargestellt, weist das erste, zweite und vierte Batteriepack 21, 22, 24 einen ersten Energieinhalt Q₁ zu einem Beendigungszeitpunkt des Ladens des Batteriesystems 10 auf. Dabei weist das dritte Batteriepack 23 einen zweiten Energieinhalt Q₂ zu diesem Beendigungszeitpunkt des Ladens des Batteriesystems 10 auf. Dabei ist der zweite Energieinhalt Q₂ kleiner als der erste Energieinhalt Q₁.
• Es wird eine zweite Ladezeit des Batteriesystem 10 ermittelt, die eine notwendige Zeit bis das dritte Batteriepack 23 ebenfalls einen ersten Energieinhalt Q1 aufweist, bei dem es zu den ersten, zweiten und vierten Batteriepack 21, 22, 24 zugeschaltet werden kann, darstellt. Die zweite Ladezeit ist durch die nachfolgende Gleichung gegeben: $${\text{t}}_{\text{2}}=\frac{{\text{Q}}_{\text{1}}-{\text{Q}}_{\text{2}}}{{\text{I}}_{\text{Charge}}\times {\text{f}}_{\text{acICorr}}\left(\text{SOC}\right)}\times {\text{T}}_{\text{Korr}}+{\text{T}}_{\text{Abk}\ddot{\text{u}}\text{hl}}$$

  
• Dabei ist I_Charge der maximale Ladestrom, f_acICorr(SOC) eine Nachbildung eines Konstantstrom/Konstantspannung-Verhältnisses beim Laden des Batteriepacks 20, T_Korr ein Korrekturfaktor oder eine Korrektur-Kennlinie über Temperatur ist und T_Abkühl eine Korrektur-Kennlinie in Abhängigkeit von Abkühlzeit des Batteriepacks 20.
• 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Displays 70 des Fahrzeugs zum Darstellen von Informationen.
• Das Display 70 weist dabei eine Leistungsanzeige 72, eine Reichweiteanzeige 74 auf. Das Display 70 umfasste ferner eine erste Ladezeitanzeige 78a zum Darstellen einer ersten Ladezeit, in der alle Batteriepacks 20 vollgeladen werden, und eine zweite Ladezeitanzeige 78b zum Darstellen der zweiten Ladezeit, nach der alle Batteriepacks 20 zusammengeschaltet werden können.
• Das Zusammenschalten der Batteriepacks 20 wird zugelassen, sobald die Spannung der einzelnen Batteriepacks 20 in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt und/oder der SOC der einzelnen Batteriepacks 20 in einem SOC-Bereich liegt. Ob die Batteriepacks 20 zusammengeschaltet werden können, wird durch eine Zustandsanzeige 76 des Displays 70 dargestellt. Die Zustandsanzeige 76 kann beispielsweise als LED-Leuchte ausgebildet sein. Liegt die Spannung der einzelnen Batteriepacks 20 in dem vorgegebenen Spannungsbereich und/oder liegt der SOC der einzelnen Batteriepacks 20 in dem vorgegebenen SOC-Bereich, wird dies beispielsweise durch eine grüne LED-Leuchte im Display 70 angezeigt. Liegt die Spannung oder der SOC der einzelnen Batteriepacks 20 oder eines Teils der Batteriepacks 20 außerhalb des jeweiligen vorgegebenen Bereichs, wird dies beispielsweise anhand einer blauen LED-Leute dargestellt.
• Der Fahrer wird durch zweite Ladezeitanzeige 78b informiert und darauf hingewiesen, bis wann der Ladevorgang beendet werden kann, damit eine volle Leistung erreicht werden kann. Dies erhöht die Verfügbarkeit, die Reichweite sowie den Fahrspaß. Darüber hinaus ist dem Fahrer mehr Flexibilität beim Laden gegeben.
• Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 2014/0340052 A1 [0008]
• CN 102707234 A [0009]

Claims (8)

1. Verfahren zur Ermittlung einer zweiten Ladezeit eines Batteriesystems (10) für ein Fahrzeug, wobei das Batteriesystem (10) mehreren parallel miteinander verschalteten und unabhängig voneinander zu- und abschaltbaren Batteriepacks (20) umfasst, umfassend nachfolgende Verfahrensschritte: - Überwachen von einzelnen Packzuständen beim Laden der Batteriepacks (20); - Ermitteln eines Energieinhalts der einzelnen Batteriepacks (20); - Ermitteln einer Anzahl von Batteriepacks (20), die zum Beendigungszeitpunkt des Ladens jeweils einen ersten Energieinhalt Q₁ aufweisen und zum Betrieb des Batteriesystems (10) zusammenschaltbar sind; - Ermitteln der zweite Ladezeit die durch folgende Gleichung gegeben wird: $$t_{\text{2}}=\frac{Q_{\text{1}}-Q_{\text{2}}}{I_{Charge}\times {ƒ}_{acICorr}\left(SOC\right)}\times T_{Korr}+T_{Abk\ddot{u}hl}$$

   

   wobei Q₂ ein zweiter Energieinhalt eines Batteriepacks (20) zum Beendigungszeitpunkt des Ladens ist, der kleiner als der erste Energieinhalt Q₁ ist, I_Charge der maximale Ladestrom ist, f_acICorr(SOC) eine Nachbildung eines Konstantstrom/Konstantspannung-Verhältnisses beim Laden des Batteriepacks (20) ist, T_Korr ein Korrekturfaktor oder eine Korrektur-Kennlinie über Temperatur ist und T_Abkühl eine Korrektur-Kennlinie in Abhängigkeit von Abkühlzeit des Batteriepacks (20) ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Energieinhalt Q₁ einem Energieinhalt eines vollgeladenen Batteriepacks (20) entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistung des Batteriesystems (10) beim Zusammenschalten der Batteriepacks (20), die zum Beendigungszeitpunkt des Ladens jeweils den ersten Energieinhalt Q₁ aufweisen, ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reichweite des Fahrzeugs ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusammenschalten der Batteriepacks (20) zugelassen wird, wenn die Spannung der jeweiligen Batteriepacks (20) in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt und der SOC der jeweiligen Batteriepacks (20) in einem vorgegebenen SOC-Bereich liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ladezeit, die Leistung des Batteriesystems (10), die Reichweite des Fahrzeugs und die Information, ob alle Batteriezusammengeschaltet werden können, auf einem Display (70) dargestellt werden.
7. Batteriesystem (10), das eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
8. Fahrzeug, das eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen und/oder das ein Batteriesystem (10) umfasst.

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