DE102021005101A1 - Verfahren zum Identifizieren eines elektrischen Energiespeichers eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs sowie Managementsystem - Google Patents

Verfahren zum Identifizieren eines elektrischen Energiespeichers eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs sowie Managementsystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren eines elektrischen Energiespeichers (12) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (10) mittels eines Managementsystems (20) des Kraftfahrzeugs (10), bei welchem ein den elektrischen Energiespeicher (12) charakterisierender Parameter mittels einer Erfassungseinrichtung (24) des Managementsystems (20) erfasst wird und in Abhängigkeit von dem erfassten charakterisierenden Parameter der elektrische Energiespeicher (12) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (22) des Managementsystems (20) identifiziert wird, wobei zumindest ein den elektrischen Energiespeicher (12) elektrisch charakterisierender Parameter (26) erfasst wird und anhand des elektrisch charakterisierenden Parameters (26) der elektrische Energiespeicher (12) identifiziert wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Managementsystem (20).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren eines elektrischen Energiespeichers eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs mittels eines Managementsystems des Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Managementsystem.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits sogenannte Modultauschkonzepte bekannt, bei welchen der elektrische Energiespeicher beziehungsweise Einzelmodule des elektrischen Energiespeichers ausgetauscht werden können. Insbesondere können dabei einzelne Batteriezellen beispielsweise austauschbar sein. Aus Kartellrechtsgründen ist es dabei vorgesehen, dass beispielsweise auch unabhängige Werkstätten eine Reparatur durchführen können. Um einen Missbrauch von beispielsweise defekten elektrischen Energiespeichern beziehungsweise deren Zellmodule zu verhindern, muss eine entsprechende Identifizierung des elektrischen Energiespeichers beziehungsweise der Batteriezellen durchgeführt werden. Hierzu sind aus dem Stand der Technik bereits Hardware beziehungsweise Elektronikkonzepte bekannt, welche auf das Zellmodul aufgebracht werden können, mit denen das Zellmodul beziehungsweise der elektrische Energiespeicher elektronisch erkannt werden kann, zum Beispiel Widerstände oder ein Security-Chip. Diese Lösungen sind jedoch kostenintensiv und auch nicht manipulationssicher. Ferner müsste für beispielsweise den entsprechenden Security-Chip eine Vorhaltung von Ersatzteilen über mehrere Jahrzehnte realisierbar sein.
  • Die EP 1 897 244 A1 beschreibt ein System zur Identifizierung von echten Produktbatterien für mobile Geräte. Ein Tag zum Identifizieren, ob eine Batterie eine echte Produktbatterie ist, ist in einer Batterie enthalten, und ein Lesegerät zum Senden und Empfangen von Hochfrequenzinformationen ist in einem Gehäuse eines mobilen Geräts enthalten. Wenn die Batterie in das Gehäuse des mobilen Geräts eingesetzt ist, wird das mobile Gerät mit Strom betrieben, der von der Batterie geliefert wird, und das Identifikationssystem für echte Produktbatterien bestimmt über Funk, ob die Batterie eine echte Produktbatterie ist. Wenn festgestellt wird, dass es sich bei der Batterie um eine echte Produktbatterie handelt, wird das mobile Gerät kontinuierlich von der Batterie mit Strom versorgt, wodurch das mobile Gerät normalerweise betrieben wird. Wenn festgestellt wird, dass es sich bei der Batterie nicht um eine echte Produktbatterie handelt, wird die Stromzufuhr von der Batterie zum mobilen Gerät unterbrochen, wodurch Probleme, die durch die Verwendung einer nicht echten Produktbatterie verursacht werden, grundsätzlich gelöst werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Managementsystem zu schaffen, mittels welchen vereinfacht eine Identifizierung eines elektrischen Energiespeichers realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein Managementsystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren eines elektrischen Energiespeichers eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs mittels eines Managementsystems des Kraftfahrzeugs, bei welchem ein den elektrischen Energiespeicher charakterisierender Parameter mittels einer Erfassungseinrichtung des Managementsystems erfasst wird und in Abhängigkeit von dem erfassten charakterisierenden Parameter der elektrische Energiespeicher mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Managementsystems identifiziert wird.
  • Es ist dabei vorgesehen, dass zumindest ein den elektrischer Energiespeicher elektrisch charakterisierender Parameter erfasst wird und anhand des elektrisch charakterisierenden Parameters der elektrische Energiespeicher identifiziert wird.
  • Insbesondere hat dies den Vorteil, dass ein Tausch des elektrischen Energiespeichers beziehungsweise eines Zellmoduls beziehungsweise einer Batteriezelle des elektrischen Energiespeichers nicht über kostenintensive Hardware beziehungsweise Elektronik erkannt werden muss. Die Erkennung des elektrischen Energiespeichers kann mittels Software durchgeführt werden, wobei eine Art elektrischer Fingerabdruck des elektrischen Energiespeichers aus beispielsweise den Kapazitäten und Innenwiderständen des elektrischen Energiespeichers kostenneutral durchführbar ist. Die Erkennung ist zudem manipulationssicher, da es sehr schwierig ist, ein neues Zellmodul mit gleichen Zell-Charakteristiken herzustellen.
  • Insbesondere ist somit vorgeschlagen, dass beispielsweise der elektrische Energiespeicher aus einer Vielzahl von Zellmodulen ausgebildet sein kann. Jedes Zellmodul kann wiederum eine Vielzahl von Batteriezellen aufweisen. Jede Zelle hat charakteristische Werte, wie eine individuell unterschiedliche Zellkapazität und einen Innenwiderstand. Zur hochgenauen Bestimmung des Ladezustands und der Alterung des elektrischen Energiespeichers werden bereits heute diese Werte von dem Managementsystem, welches auch als Batteriemanagementsystem (BMS) bezeichnet werden kann, bestimmt. Die Kapazitäten und die Innenwiderstände der Batteriezellen des Zellmoduls beziehungsweise des elektrischen Energiespeichers können somit als individueller Fingerabdruck des elektrischen Energiespeichers beziehungsweise des Zellmoduls genutzt werden. Ein Zellmodul kann somit individuell erkannt werden. Durch den Vergleich des aktuellen Zellmodul-Fingerabdrucks mit dem im Batteriemanagementsystem gespeicherten Abdruck kann ein Modultausch erkannt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform werden ein elektrischer Innenwiderstand des elektrischen Energiespeichers und/oder eine Zellkapazität des elektrischen Energiespeichers als der elektrisch charakterisierende Parameter erfasst.
  • Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der elektrische Energiespeicher mit einer Vielzahl von Batteriezellen bereitgestellt wird und ein elektrischer Innenwiderstand einer jeweiligen Batteriezelle und/oder eine Zellkapazität einer jeweiligen Batteriezelle als der elektrisch charakterisierende Parameter erfasst werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird während eines Bestimmens eines Ladezustands des elektrischen Energiespeichers der elektrisch charakterisierende Parameter erfasst.
  • Bei dem vorgestellten Verfahren handelt es sich um ein computerimplementiertes Verfahren. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche eine elektronische Recheneinrichtung dazu veranlassen, wenn die Programmcodemittel von der elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet werden, ein Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen. Ferner betrifft die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium mit dem Computerprogrammprodukt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Managementsystem zum Identifizieren eines elektrischen Energiespeichers eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Erfassungseinrichtung und mit einer elektronischen Recheneinrichtung, wobei das Managementsystem zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels des Managementsystems durchgeführt.
  • Das Managementsystem kann insbesondere die elektronische Recheneinrichtung aufweisen, welche beispielsweise Prozessoren, sowie weitere Schaltkreise, insbesondere integrierte Schaltkreise, aufweisen kann, um ein entsprechendes Verfahren durchführen zu können.
  • Ferner betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit dem Managementsystem nach dem vorhergehenden Aspekt. Das Kraftfahrzeug kann dabei zumindest teilweise elektrisch oder auch vollelektrisch ausgebildet sein.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Managementsystems sowie des Kraftfahrzeugs anzusehen. Das Managementsystem sowie das Kraftfahrzeug weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, um eine Durchführung des Verfahrens zu ermöglichen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Dabei zeigt die einzige Fig. eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform eines Managementsystems.
  • In der Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Fig. zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 10. Das Kraftfahrzeug 10 weist vorliegend einen elektrischen Energiespeicher 12 auf. Das Kraftfahrzeug 10 kann insbesondere als zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug oder als vollelektrisch betriebenes Kraftfahrzeug ausgebildet sein. Der elektrische Energiespeicher 12 kann dabei als Traktionsbatterie für eine Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs 10 ausgebildet sein. Ferner kann der elektrische Energiespeicher 12 auch für ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs 10 ausgebildet sein. Insbesondere kann der elektrische Energiespeicher 12 als sogenannter Hochvolt-Energiespeicher ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der elektrische Energiespeicher 12 zumindest zwei Zellmodule 14, 16 auf. Die Zellmodule 14, 16 wiederum weisen jeweils eine Vielzahl von Batteriezellen 18 auf. Die Batteriezellen 18 können beispielsweise als Lithium-Ionen-Batteriezellen 18 bereitgestellt werden.
  • Ferner zeigt die Fig., dass das Kraftfahrzeug 10 vorliegend ein Managementsystem 20 aufweisen kann, wobei das Managementsystem 20 beispielsweise als Batteriemanagementsystem ausgebildet sein kann. Das Batteriemanagementsystem 20 weist zumindest eine elektronische Recheneinrichtung 22 sowie eine Erfassungseinrichtung 24 auf.
  • Beim Verfahren zum Identifizieren des elektrischen Energiespeichers 12 wird ein den elektrischen Energiespeicher 12 charakterisierender Parameter mittels der Erfassungseinrichtung 24 erfasst und es wird in Abhängigkeit von dem erfassten charakterisierenden Parameter der elektrische Energiespeicher 12 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 22 identifiziert. Es ist dabei vorgesehen, dass zumindest ein den elektrischen Energiespeicher 12 elektrisch charakterisierender Parameter 26 erfasst wird und anhand des elektrischen charakterisierenden Parameters 26 der elektrische Energiespeicher 12 identifiziert wird.
  • Es kann dabei vorgesehen sein, dass ein elektrischer Innenwiderstand des elektrischen Energiespeichers 12 und/oder eine Zellkapazität des elektrischen Energiespeichers 12 als der elektrisch charakterisierende Parameter 26 erfasst wird. Alternativ oder ergänzend kann ein Innenwiderstand und/oder eine Zellkapazität eines jeweiligen Zellmoduls 14, 16 als elektrisch charakterisierender Parameter 26 erfasst werden. Nochmals alternativ oder ergänzend kann ein Innenwiderstand einer jeweiligen Batteriezelle 18 und/oder eine Zellkapazität einer jeweiligen Batteriezelle 18 als der elektrisch charakterisierende Parameter 26 erfasst werden.
  • Insbesondere ist somit vorgesehen, dass beispielsweise während des Bestimmens eines Ladezustands des elektrischen Energiespeichers 12 der elektrisch charakterisierende Parameter 26 erfasst wird.
  • Insbesondere ist somit vorgeschlagen, dass der elektrische Energiespeicher 12 eine Vielzahl von Zellmodulen 14, 16 aufweisen kann, wobei die Zellmodule 14, 16 wiederum eine Vielzahl von Batteriezellen 18 aufweisen kann. Jede Batteriezelle 18 hat charakteristische Werte, wie eine individuell unterschiedliche Zellkapazität und einen Innenwiderstand. Zur hochgenauen Bestimmung des Ladezustands und der Alterung des elektrischen Energiespeichers 12 werden bereits bei Fahrbetrieb beispielsweise heute diese Werte von dem elektrischen Energiespeicher 12 bestimmt. Die Kapazitäten und die Innenwiderstände der Batteriezellen 18 der Zellmodule 14, 16 können somit als individueller Fingerabdruck eines Zellmoduls 14, 16 beziehungsweise des elektrischen Energiespeichers 12 genutzt werden. Ein Zellmodul 14, 16 kann somit individuell erkannt werden. Durch den Vergleich des aktuellen Zellmodul-Fingerabdrucks mit dem im Managementsystem 20 gespeicherten Abdruck kann ein Modultausch erkannt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    elektrischer Energiespeicher
    14
    Zellmodul
    16
    Zellmodul
    18
    Batteriezelle
    20
    Managementsystem
    22
    elektronische Recheneinrichtung
    24
    Erfassungseinrichtung
    26
    elektrisch charakterisierender Parameter
  • 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
    • EP 1897244 A1 [0003]

Claims (5)

  1. Verfahren zum Identifizieren eines elektrischen Energiespeichers (12) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (10) mittels eines Managementsystems (20) des Kraftfahrzeugs (10), bei welchem ein den elektrischen Energiespeicher (12) charakterisierender Parameter mittels einer Erfassungseinrichtung (24) des Managementsystems (20) erfasst wird und in Abhängigkeit von dem erfassten charakterisierenden Parameter der elektrische Energiespeicher (12) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (22) des Managementsystems (20) identifiziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein den elektrischen Energiespeicher (12) elektrisch charakterisierender Parameter (26) erfasst wird und anhand des elektrisch charakterisierenden Parameters (26) der elektrische Energiespeicher (12) identifiziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Innenwiderstand des elektrischen Energiespeichers (12) und/oder eine Zellkapazität des elektrischen Energiespeichers (12) als der elektrisch charakterisierende Parameter (26) erfasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiereicher(12) mit einer Vielzahl von Batteriezellen (18) bereitgestellt wird und ein elektrischer Innenwiderstand einer jeweiligen Batteriezelle (18) und/oder eine Zellkapazität einer jeweiligen Batteriezelle (18) als der elektrisch charakterisierende Parameter (26) erfasst wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Bestimmens eines Ladezustands des elektrischen Energiespeichers (12) der elektrisch charakterisierende Parameter (26) erfasst wird.
  5. Managementsystem (20) zum Identifizieren eines elektrischen Energiespeichers (12) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (10), mit zumindest einer Erfassungseinrichtung (24) und mit einer elektronischen Recheneinrichtung (22), wobei das Managementsystem (20) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1897244A1 (de) 2005-06-25 2008-03-12 LG Chem, Ltd. System zum identifizieren eines originalbatterieprodukts eines mobilen geräts

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EP1897244A1 (de) 2005-06-25 2008-03-12 LG Chem, Ltd. System zum identifizieren eines originalbatterieprodukts eines mobilen geräts

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