DE102022104657A1 - Method and device for battery management that extends the service life and motor vehicle - Google Patents

Method and device for battery management that extends the service life and motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (23, 25) sowie eine Einrichtung für ein Batteriemanagement sowie ein entsprechend eingerichtetes Kraftfahrzeug. In dem Verfahren (23, 25) wird in einem standardmäßigen Normalbetriebsmodus ein Aufladen einer Batterie (1) nur bis zu einem Dauernutzungsmaximalladezustand (8) zugelassen, der kleiner als ein maximaler physikalischer Ladezustand (3) ist. Ein dem Dauernutzungsmaximalladezustand (8) entsprechender aktueller physikalischer Ladezustand (3) wird durch Anzeigen eines Ladezustandswertes (12) von 100 % angezeigt. In einem manuell aktivierbaren Erweiterungsbetriebsmodus wird das Aufladen der Batterie (1) bis zu einem Erweiterungsmaximalladezustand (4) zugelassen, der zwischen dem Dauernutzungsmaximalladezustand (8) und dem maximalen physikalischen Ladezustand (3) liegt. Dabei wird ein über dem Dauernutzungsmaximalladezustand (8) liegender aktueller physikalischer Ladezustand (3) durch Anzeigen eines korrespondierenden, auf eine in dem Normalbetriebsmodus nutzbare Kapazität der Batterie bezogenen Ladezustandswertes (21) von über 100 % angezeigt.The invention relates to a method (23, 25) and a device for battery management and a correspondingly equipped motor vehicle. In the method (23, 25), in a standard normal operating mode, a battery (1) is only charged up to a maximum charge state (8) for long-term use, which is less than a maximum physical charge state (3). A current physical state of charge (3) corresponding to the continuous use maximum state of charge (8) is indicated by displaying a state of charge value (12) of 100%. In a manually activatable extended operating mode, charging of the battery (1) is permitted up to an extended maximum charge level (4) which lies between the continuous use maximum charge level (8) and the maximum physical charge level (3). A current physical state of charge (3) above the maximum continuous use state of charge (8) is indicated by displaying a corresponding state of charge value (21) of over 100%, based on a capacity of the battery that can be used in the normal operating mode.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Batteriemanagement, insbesondere bezüglich eines Aufladens einer Batterie und eines Anzeigens eines aktuellen Ladezustands der Batterie. Die Erfindung betrifft weiter eine entsprechende Batteriemanagementeinrichtung und ein damit ausgestattetes Kraftfahrzeug.The present invention relates to a method for battery management, in particular with regard to charging a battery and displaying a current state of charge of the battery. The invention further relates to a corresponding battery management device and a motor vehicle equipped with it.

Batterien werden heutzutage in vielerlei verschiedenen Bereichen und Anwendungen eingesetzt. Dabei sind Sekundärbatterien, also wiederaufladbare Batterien oftmals in eine umgebende Vorrichtung oder ein umgebendes System integriert und können eine relativ kostenintensive Komponente darstellen. In Verbindung mit einem Bestreben nach verbesserter Nachhaltigkeit und verbessertem Nutzungskomfort wäre damit eine Verlängerung einer Lebensdauer von Batterien nützlich und erstrebenswert.Batteries are used in many different areas and applications today. In this case, secondary batteries, ie rechargeable batteries, are often integrated into a surrounding device or a surrounding system and can represent a relatively expensive component. In connection with a desire for improved sustainability and improved convenience of use, an increase in the lifespan of batteries would therefore be useful and desirable.

Vor diesem Hintergrund beschreibt die JP 2013-180 691 A ein elektrisches Fahrzeug, das mit Batteriemodulen mit verschiedenen Kapazitäten ausgerüstet werden kann. Dabei können die Kapazität und das verbleibende Batterieniveau der an dem Fahrzeug angebrachten Batteriemodule bestimmt und mittels einer Anzeigeeinheit angezeigt werden.Against this background, the JP 2013-180 691 A an electric vehicle that can be equipped with battery modules of different capacities. The capacity and the remaining battery level of the battery modules attached to the vehicle can be determined and displayed by means of a display unit.

Die US 2013 / 0 221 916 A1 beschreibt ein multimodales Betriebssystem für ein elektrisches Fahrzeug. Darin ist ein Ladesystem zum Laden einer Batterie des Fahrzeugs bis zu einem von mehreren vorgegebenen Ladezuständen und ein Wärmemanagementsystem zum Halten der Batterie innerhalb eines von mehreren vorgegebenen Temperaturfenstern vorgesehen. Es kann ein Fahrzeugbetriebsmodus aus mehreren vorgegebenen Betriebsmodi ausgewählt werden, in denen unterschiedliche Ladezustände und Laderaten verwendet werden.The U.S. 2013/0 221 916 A1 describes a multimodal operating system for an electric vehicle. Therein, a charging system for charging a battery of the vehicle up to one of a plurality of predetermined charging states and a thermal management system for maintaining the battery within one of a plurality of predetermined temperature windows are provided. A vehicle operating mode can be selected from a plurality of predetermined operating modes in which different states of charge and charging rates are used.

Die US 2016 / 0 200 211 A1 beschreibt ein Fahrzeug mit einem Motor, einer damit verbundenen aufladbaren Speichereinrichtung und einem Benutzerinterface. Über das Benutzerinterface ist eine Auswahlmöglichkeit für ein Ladelevel realisiert. Durch ein Steuergerät kann das Aufladen der Speichereinrichtung abgeschaltet werden, wenn deren aktueller Ladezustand mit der Auswahl des Ladezustands korrespondiert.The U.S. 2016/0 200 211 A1 describes a vehicle having an engine, an associated rechargeable storage device, and a user interface. A selection option for a charging level is implemented via the user interface. The charging of the storage device can be switched off by a control device if its current charge state corresponds to the selection of the charge state.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf besonders komfortable Weise eine verlängerte Batterielebensdauer zu ermöglichenThe object of the present invention is to enable an extended battery life in a particularly convenient manner

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren offenbart.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Possible refinements and developments of the present invention are disclosed in the dependent patent claims, in the description and in the figures.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann für ein Batteriemanagement einer Batterie angewendet werden. Darin oder damit kann ein Betriebsverhalten einer Batterie, insbesondere ein Ladeverhalten oder auch ein Entladeverhalten der Batterie sowie eine entsprechende Repräsentation oder Anzeige des Ladezustands der Batterie, in einem Normalbetriebsmodus und in einem Erweiterungsbetriebsmodus, insbesondere automatisch oder teilautomatisch, gesteuert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeugs, aber ebenso für andere Arten von Batterien oder Anwendungen eingesetzt werden. Eine Batterie im Sinne der vorliegenden Erfindung kann insbesondere eine Sekundärbatterie, also wiederaufladbar sein.The method according to the invention can be used for battery management of a battery. The operating behavior of a battery, in particular a charging behavior or a discharging behavior of the battery and a corresponding representation or display of the state of charge of the battery, can be controlled therein or with it, in a normal operating mode and in an extended operating mode, in particular automatically or semi-automatically. The method according to the invention can be used, for example, for a traction battery of a vehicle, but also for other types of batteries or applications. A battery within the meaning of the present invention can in particular be a secondary battery, ie it can be rechargeable.

In dem standardmäßig, also ohne weitere Maßnahmen aktiven Normalbetriebsmodus wird ein Aufladen der Batterie nur bis zu einem vorgegebenen Dauernutzungsmaximalladezustand zugelassen. Der Normalbetriebsmodus kann beispielsweise voreingestellt sein. Ebenso kann das erfindungsgemäße Verfahren bei Erreichen einer vorgegebenen Bedingung beispielsweise selbstständig in den Normalbetriebsmodus zurückkehren. Demgegenüber kann es vorgesehen sein, dass der Erweiterungsbetriebsmodus manuell aktiviert werden muss und dann nur temporär, also nicht dauerhaft, sondern beispielsweise nur bis zum Erreichen der vorgegebenen Bedingung, aktiv ist.In the normal operating mode, which is active by default, that is to say without further measures, charging of the battery is only permitted up to a predefined maximum charge state for continuous use. The normal operating mode can be preset, for example. Likewise, the method according to the invention can, for example, automatically return to the normal operating mode when a predefined condition is reached. In contrast, it can be provided that the extended operating mode has to be activated manually and is then only active temporarily, ie not permanently, but for example only until the specified condition is reached.

Der vorgegebene Dauernutzungsmaximalladezustand ist kleiner als ein maximaler physikalischer Ladezustand der Batterie, der hier auch als physikalischer Maximalladezustand bezeichnet werden kann. Ein dem Dauernutzungsmaximalladezustand entsprechender aktueller physikalischer Ladezustand wird durch Anzeigen eines Ladezustandswertes von 100 % an einen Nutzer ausgegeben, also insbesondere mittels einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung dargestellt. Dabei kann der Ladezustandswert zumindest explizit als entsprechender Prozentwert angezeigt werden. Darüber hinaus kann der Ladezustandswert ebenso anderweitig repräsentiert werden, beispielsweise durch entsprechend anteilig gefüllte Darstellung eines Batteriesymbols, durch Leuchten eines korrespondierenden Anteils von mehreren Leuchtelementen und/oder dergleichen mehr. Bei einem dem Dauernutzungsmaximalladezustand entsprechenden aktuellen physikalischen Ladezustand der Batterie kann dieser also durch Ausgeben bzw. Anzeigen eines Wertes von 100 % optisch oder visuell angezeigt werden. Dies kann bedeuten, dass eine zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtete Batteriemanagementeinrichtung dazu eingerichtet sein kann, ein entsprechendes vorgegebenes Steuersignalen zum Ausgeben bzw. Anzeigen des Wertes von 100 % für den Ladezustand zu erzeugen bzw. auszugeben oder, wenn die Batteriemanagementeinrichtung die Anzeigeeinrichtung umfasst, mittels dieser den Wert von 100 % für den Ladezustand der Batterie anzuzeigen.The predefined maximum state of charge for long-term use is less than a maximum physical state of charge of the battery, which can also be referred to here as the physical maximum state of charge. A current physical state of charge corresponding to the maximum state of charge for long-term use is output to a user by displaying a state of charge value of 100%, that is to say in particular by means of a corresponding display device. The state of charge value can be displayed at least explicitly as a corresponding percentage. In addition, the state of charge value can also be represented in some other way, for example by displaying a battery symbol that is correspondingly filled proportionately, by illuminating a corresponding portion of a plurality of luminous elements and/or the like. If the current physical state of charge of the battery corresponds to the maximum state of charge for long-term use, this can be indicated optically or visually by outputting or displaying a value of 100%. This can mean that to carry out the method according to the invention directed battery management device can be set up to generate or output a corresponding predetermined control signal for outputting or displaying the value of 100% for the state of charge or, if the battery management device includes the display device, by means of this the value of 100% for the state of charge of the battery to display.

Der jeweils an den Nutzer ausgegebene, also angezeigte Ladezustand oder Ladezustandswert kann auch als Nutzerladezustand bezeichnet werden. Der Nutzerladezustand ist auf eine im Normalbetriebsmodus nutzbare Kapazität der Batterie bezogen. Mit anderen Worten steht also in dem Normalbetriebsmodus bei einem angezeigten Ladezustandswert von 100 % die gesamte in dem Normalbetriebsmodus nutzbare Kapazität zur Verfügung, während beispielsweise bei einem angezeigten Ladezustandswert von 65 % nur dieser Anteil der in dem Normalbetriebsmodus nutzbaren Kapazität der Batterie zur Verfügung steht, also nutzbar oder abrufbar ist. Die in dem Normalbetriebsmodus nutzbare Kapazität ist dabei kleiner als eine physikalische gegebene Gesamtkapazität der Batterie. Der Nutzerladezustand weicht somit also von dem physikalischen Ladezustand ab, der auf die prinzipiell physikalisch zumindest einmal oder aktuell gegebene Gesamtkapazität der Batterie bezogen ist. Der physikalische Ladezustand bzw. die physikalische Gesamtkapazität der Batterie ist also unabhängig von etwa durch eine entsprechende Ladesteuerung oder dergleichen vorgegebene oder eingehaltene Grenzen oder Puffer oder dergleichen gegeben. Ein physikalischer Ladezustand von 0 % würde also bedeuten, dass die Batterie physikalisch vollständig entladen ist. Ein physikalischer Ladezustand von 100 % würde bedeuten, dass die Batterie physikalisch vollständig aufgeladen ist. Ein entsprechendes vollständiges Ausnutzen der physikalischen Gesamtkapazität der Batterie, also ein, insbesondere wiederholtes, Aufladen der Batterie bis zu einem physikalischen Ladezustand von 100 % und Entladen der Batterie bis zu einem physikalischen Ladezustand von 0 % kann zu einer Beschädigung der Batterie oder zumindest zu einer erheblich beschleunigten Degradation der Batterie führen.The state of charge or state of charge value that is output to the user, that is to say displayed, can also be referred to as the user state of charge. The user state of charge is related to a usable capacity of the battery in normal operating mode. In other words, the entire capacity that can be used in the normal operating mode is available in the normal operating mode with a displayed state of charge value of 100%, while, for example, with a displayed state of charge value of 65%, only this proportion of the capacity of the battery that can be used in the normal operating mode is available, i.e can be used or accessed. The capacity that can be used in the normal operating mode is smaller than a physically given overall capacity of the battery. The user state of charge thus deviates from the physical state of charge, which is related to the total capacity of the battery, which in principle is physically present at least once or currently. The physical state of charge or the physical total capacity of the battery is thus given independently of limits or buffers or the like that are predetermined or maintained by a corresponding charge controller or the like. A physical state of charge of 0% would therefore mean that the battery is physically completely discharged. A physical state of charge of 100% would mean that the battery is physically fully charged. A corresponding full utilization of the total physical capacity of the battery, i.e. a, in particular repeated, charging of the battery to a physical state of charge of 100% and discharging the battery to a physical state of charge of 0% can damage the battery or at least cause significant damage lead to accelerated degradation of the battery.

Um dies zu vermeiden, wird in dem Normalbetriebsmodus für den Nutzer im Betrieb der Batterie nur die gegenüber der physikalischen Gesamtkapazität der Batterie verkleinerte im Normalbetriebsmodus nutzbare Kapazität bereitgestellt oder verfügbar gemacht. Beispielsweise kann der Dauernutzungsmaximalladezustand im Bereich von 60 % bis 80 % des physikalischen Maximalladezustand liegen, also beispielsweise 72 % des physikalischen maximal Ladezustands oder dergleichen betragen. Durch diese Limitierung wird in dem Normalbetriebsmodus ein entsprechend limitierter Hub von Lade- und Entladevorgängen, also eine Verflachung oder Abflachung von Ladezyklen der Batterie erreicht. Dies kann zu einer signifikant reduzierten Degradation und somit zu einer entsprechend verlängerten Lebensdauer der Batterie führen.In order to avoid this, in the normal operating mode for the user when the battery is in operation, only the reduced capacity that can be used in the normal operating mode compared to the total physical capacity of the battery is provided or made available. For example, the continuous use maximum charge level can be in the range of 60% to 80% of the physical maximum charge level, that is, for example, 72% of the physical maximum charge level or the like. As a result of this limitation, a correspondingly limited range of charging and discharging processes, that is to say a flattening or flattening out of charging cycles of the battery, is achieved in the normal operating mode. This can lead to significantly reduced degradation and thus to a correspondingly longer battery life.

Gemäß einer der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis kann es jedoch für einen Nutzer psychologisch ungünstig sein und damit zu einem reduzierten Nutzungskomfort oder einer reduzierten Akzeptanz der Limitierung zur Verlängerung der Lebensdauer durch Nutzer führen, wenn die Batterie stets nur bis zu einem Ladezustand von weniger als 100 % aufgeladen werden kann. Um also zu vermeiden, dass dem Nutzer bei maximal zugelassener Aufladung der Batterie in dem Normalbetriebsmodus ein Ladezustandswert von weniger als 100 %, angezeigt, also anscheinend ein unvollständiges Aufladen suggeriert wird, wird für die Anzeige des aktuellen Ladezustands eine Herunterskalierung auf den Dauernutzungsmaximalladezustand bzw. die im Normalbetriebsmodus maximal nutzbare Kapazität angewendet. Dadurch kann dem Nutzer angezeigt bzw. suggeriert werden, dass die Batterie in dem Normalbetriebsmodus bei Erreichen des Dauernutzungsmaximalladezustand vollständig aufgeladen ist, also ein Ladezustand von 100 % erreicht ist.According to one finding on which the present invention is based, however, it can be psychologically unfavorable for a user and thus lead to reduced ease of use or reduced acceptance of the limitation in order to extend the service life by users if the battery is only charged to a state of charge of less than 100 % can be charged. In order to avoid the user being shown a state of charge value of less than 100% when the battery is fully charged in normal operating mode, i.e. apparently incomplete charging is suggested, the display of the current state of charge is scaled down to the maximum state of charge for continuous use or the maximum usable capacity applied in normal operating mode. As a result, the user can be shown or suggested that the battery is fully charged in the normal operating mode when the maximum charge state for continuous use is reached, ie a charge state of 100% has been reached.

Die durch die Limitierung des Aufladens der Batterie in dem Normalbetriebsmodus auf den Dauernutzungsmaximalladezustand kann zwar eine verlängerte Lebensdauer der Batterie erreicht werden, was jedoch mit einer entsprechend reduzierten nutzbaren Kapazität erkauft wird. Mit heutzutage verfügbaren Batterien kann jedoch auch mit dieser Limitierung oftmals zumindest ein Großteil der Anwendungen oder Nutzungen zwischen zwei Ladegelegenheiten abgedeckt, also bedient werden. Dennoch kann es Situationen geben, in denen der Nutzer einen größeren Anteil der physikalischen Gesamtkapazität der Batterie nutzen möchte. Dies kann beispielsweise bei einer Traktionsbatterie eines Fahrzeugs zum Zurücklegen einer entsprechend größeren Wegstrecke bis zu einer nächsten Ladegelegenheit der Fall sein.By limiting the charging of the battery in the normal operating mode to the maximum state of charge for continuous use, an extended service life of the battery can be achieved, but this is paid for with a correspondingly reduced usable capacity. With the batteries available today, however, at least a large part of the applications or uses between two charging opportunities can often be covered, i.e. served, even with this limitation. However, there may be situations in which the user would like to utilize a larger proportion of the battery's total physical capacity. This can be the case, for example, with a traction battery in a vehicle for covering a correspondingly greater distance to the next charging opportunity.

Um dies zu berücksichtigen, kann in solchen Situationen gemäß der vorliegenden Erfindung der Erweiterungsbetriebsmodus verwendet werden, indem er durch den Nutzer manuell aktiviert wird. Wenn der manuell aktivierbare Erweiterungsbetriebsmodus aktiviert ist, wird ein Aufladen der Batterie bis zu einem vorgegebenen Erweiterungsmaximalladezustand zugelassen. Dieser Erweiterungsmaximalladezustand ist dabei größer als der Dauernutzungsmaximalladezustand und kleiner als der maximale physikalische Ladezustand. Beispielsweise kann der Erweiterungsmaximalladezustand im Bereich von 85 % bis 95 % des maximalen physikalischen Ladezustands der Batterie liegen, also beispielsweise 90 % des maximalen physikalischen Ladezustands oder dergleichen betragen. Ein, insbesondere bei aktiviertem Erweiterungsbetriebsmodus, über dem Dauernutzungsmaximalladezustand liegender aktueller physikalischer Ladezustand der Batterie wird durch Anzeigen eines korrespondierenden, auf den Dauernutzungsmaximalladezustand bzw. die in dem Normalbetriebsmodus maximal nutzbare Kapazität bezogenen Ladezustandswertes von über 100 % an den Nutzer ausgegeben, also insbesondere mittels der entsprechenden Anzeigeeinrichtung optisch oder visuell angezeigt. Der dabei angezeigte Ladezustandswert wird bei Nutzung der Batterie und entsprechender Veränderung des physikalischen Ladezustands ebenfalls dynamisch verändert. Beispielsweise kann ein Ladezustandswert von 125 % und nach einer gewissen Nutzung, während derer sich der physikalische Ladezustand um beispielsweise 18 % der in dem Normalbetriebsmodus nutzbaren Kapazität reduziert hat, ein Ladezustandswert von 107 % angezeigt werden.To take this into account, in such situations, according to the present invention, the extension mode of operation can be used by manually activating it by the user. When the manually activatable augmentation mode of operation is enabled, the battery is allowed to charge up to a predetermined augmentation maximum charge level. This extended maximum charge is greater than the maximum charge for long-term use and less than the maximum physical charge. For example, the expansion maximum state of charge can range from 85% to 95% of the maximum Len physical state of charge of the battery are, so for example 90% of the maximum physical state of charge or the like. A current physical state of charge of the battery that is above the maximum continuous use state of charge, especially when the extended operating mode is activated, is indicated to the user by displaying a corresponding state of charge value of over 100%, based on the maximum continuous use state of charge or the maximum usable capacity in the normal operating mode, i.e. in particular by means of the corresponding Display device optically or visually displayed. The state of charge value displayed is also dynamically changed when the battery is used and the physical state of charge changes accordingly. For example, a state of charge value of 125% and after a certain use, during which the physical state of charge has reduced by, for example, 18% of the capacity that can be used in the normal operating mode, a state of charge value of 107% can be displayed.

Durch den Erweiterungsbetriebsmodus kann bei Bedarf ein größerer Anteil der physikalischen Gesamtkapazität der Batterie genutzt werden als in dem Normalbetriebsmodus. Dabei kann durch das Anzeigen entsprechender Ladezustandswerte von über 100 % dem Nutzer vermittelt werden, dass damit eine erhöhte Batteriebelastung einhergehen kann. Auch hier kann der Ladezustandswert von über 100 % insbesondere zumindest explizit als Prozent- bzw. Zahlenwert angezeigt werden. Dadurch ebenso wie dadurch, dass der Erweiterungsbetriebsmodus manuell aktiviert werden muss, kann erreicht werden, dass der Erweiterungsbetriebsmodus voraussichtlich zumindest von vielen Benutzern nicht und unbedacht verwendet werden wird. Somit kann insgesamt eine verlängerte Lebensdauer der Batterie erreicht und gleichzeitig eine bedarfsweise Ausnutzung der beschädigungsfrei nutzbaren Kapazität der Batterie ermöglicht werden. Das Anzeigen von Ladezustandswerten, die größer als 100 % sind, kann dabei zu einer verbesserten Akzeptanz der Limitierung auf den Dauernutzungsmaximalladezustand in dem Normalbetriebsmodus führen, da oberhalb von 100 % liegende Ladezustandswert psychologisch als Gewinn oder Bonus eingestuft werden können und gleichzeitig in dem Normalbetriebsmodus ein Aufladen bis zu einem Ladezustandswert von 100 % ermöglicht wird, sodass damit eine Wahrnehmung eines Verlustes oder einer Einschränkung durch den Nutzer vermieden oder verringert werden kann.If necessary, the extended operating mode allows a larger proportion of the total physical capacity of the battery to be used than in the normal operating mode. By displaying corresponding state of charge values of over 100%, the user can be informed that this can result in an increased battery load. Here, too, the state of charge value of over 100% can be displayed, in particular at least explicitly, as a percentage or numerical value. As a result of this, as well as the fact that the extended operating mode has to be activated manually, it can be achieved that the extended operating mode will probably not be used and will be used carelessly, at least by many users. In this way, an overall longer service life of the battery can be achieved and, at the same time, utilization of the capacity of the battery that can be used without damage can be made possible as required. Displaying state of charge values that are greater than 100% can lead to improved acceptance of the limitation to the maximum state of charge for continuous use in the normal operating mode, since state of charge values above 100% can be psychologically classified as a gain or bonus and at the same time charging in the normal operating mode up to a state of charge value of 100%, so that the perception of a loss or limitation by the user can be avoided or reduced.

Dadurch, dass der Erweiterungsmaximalladezustand kleiner als der maximale physikalische Ladezustand der Batterie ist, kann auch bei häufiger Nutzung des Erweiterungsbetriebsmodus eine Beschädigung der Batterie, also ein entsprechendes Sicherheitsrisiko vermieden oder verlangsamt werden. Mit anderen Worten ist hier also ein Sicherheitspuffer in Form der Differenz zwischen der physikalischen Gesamtkapazität und der demgegenüber kleineren, in dem Erweiterungsbetriebsmodus nutzbaren Kapazität der Batterie vorgesehen. Darüber hinaus ist ein zweiter Puffer, der hier auch als Lebensdauerpuffer bezeichnet wird, in Form der Differenz zwischen der in dem Erweiterungsbetriebsmodus nutzbaren Kapazität und der demgegenüber kleineren, in dem Normalbetriebsmodus nutzbaren Kapazität der Batterie vorgesehen.Due to the fact that the extended maximum state of charge is lower than the maximum physical state of charge of the battery, damage to the battery, ie a corresponding safety risk, can be avoided or slowed down even if the extended operating mode is used frequently. In other words, a safety buffer is provided here in the form of the difference between the physical total capacity and the comparatively smaller capacity of the battery that can be used in the extended operating mode. In addition, a second buffer, which is also referred to here as a service life buffer, is provided in the form of the difference between the capacity of the battery that can be used in the extended operating mode and the comparatively smaller capacity that can be used in the normal operating mode.

Es kann vorgesehen sein, dass bei aktiviertem Erweiterungsbetriebsmodus und einem höchstens dem Dauernutzungsmaximalladezustand entsprechenden physikalischen Ladezustand die Aktivierung des Erweiterungsbetriebsmodus oder eine Bereitschaftsanzeige für den Erweiterungsbetriebsmodus angezeigt wird. Letzter kann beispielsweise anzeigen, dass der Erweiterungsbetriebsmodus bei nächster Gelegenheit, also beispielsweise beim nächsten Ladevorgange verwendet oder berücksichtigt wird. Mit anderen Worten kann dann also ein entsprechendes vorgegebenes Steuersignal zum Ausgeben bzw. Anzeigen der Aktivierung des Erweiterungsbetriebsmodus oder der Bereitschaft für den Erweiterungsbetriebsmodus, also insbesondere für ein Aufladen über den Dauernutzungsmaximalladezustand hinaus, erzeugt oder ausgegeben wird, etwa durch eine entsprechende Batteriemanagementeinrichtung, ein Steuergerät oder ein Steuermodul der Batteriemanagementeinrichtung oder dergleichen. Ebenso kann bei oberhalb des Dauernutzungsmaximalladezustand liegendem physikalischem Ladezustand ein Symbol oder Texthinweis ausgegeben, also insbesondere angezeigt, werden, um auf den aktivierten Erweiterungsbetriebsmodus hinzuweisen.Provision can be made for the activation of the extended operating mode or a readiness display for the extended operating mode to be displayed when the extended operating mode is activated and the physical state of charge corresponds at most to the maximum continuous use state of charge. The latter can indicate, for example, that the extended operating mode will be used or taken into account at the next opportunity, for example during the next loading process. In other words, a corresponding predefined control signal for outputting or displaying the activation of the extended operating mode or the readiness for the extended operating mode, i.e. in particular for charging beyond the continuous use maximum charge state, can then be generated or output, for example by a corresponding battery management device, a control unit or a control module of the battery management device or the like. Likewise, if the physical state of charge is above the maximum state of charge for long-term use, a symbol or text message can be output, that is to say in particular displayed, to indicate the activated expansion operating mode.

Es kann vorgesehen sein, dass bei der Erweiterungsbetriebsmodus automatisch deaktiviert wird, wenn bei aktiviertem Erweiterungsbetriebsmodus ein aktuell eingestelltes Navigationsziel des jeweiligen mit der Batterie ausgestatteten bzw. für das erfindungsgemäße Verfahren eingerichteten Kraftfahrzeugs erreicht wird. Dies kann beispielsweise nützlich sein, wenn das Navigationsziel in mehreren Etappen, also mit einem zwischenzeitlichen Ladestopp zum Aufladen der Batterie auf dem Weg zu dem Navigationsziel erreicht wird, wobei für wenigstens eine der Etappen der Erweiterungsbetriebsmodus verwendet wird bzw. die Batterie über den Dauernutzungsmaximalladezustand hinaus aufgeladen war. Es kann weiter vorgesehen sein, dass bei dem Erreichen des Navigationsziels der Erweiterungsbetriebsmodus nur dann automatisch deaktiviert wird, wenn ein Start- oder Ausgangspunkt der Fahrt zu dem Navigationsziel voraussichtlich ohne Nutzung des Erweiterungsbetriebsmodus, also allein mit der im Normalbetriebsmodus verfügbaren oder nutzbaren Kapazität der Batterie erreichbar ist. Dadurch kann besonders zuverlässig sichergestellt werden, dass eine Rückfahrt von dem Navigationsziel zu dem Start- oder Ausgangspunkt möglichst komfortabel möglich ist, insbesondere wenn die Batterie an dem Navigationsziel aufgeladen wird. Dadurch kann ein weiter verbesserter Nutzungskomfort erreicht werden. Provision can be made for the extended operating mode to be automatically deactivated if, with the extended operating mode activated, a currently set navigation destination of the respective motor vehicle equipped with the battery or set up for the method according to the invention is reached. This can be useful, for example, if the navigation destination is reached in several stages, i.e. with an interim charging stop to charge the battery on the way to the navigation destination, with the extended operating mode being used for at least one of the stages or the battery being charged beyond the continuous use maximum charge level was. It can further be provided that when the navigation destination is reached, the extended operating mode is only automatically deactivated if a start or starting point of the journey to the navigation destination is expected to be without Use of the extended operating mode, i.e. it can only be achieved with the battery capacity available or usable in normal operating mode. It can thereby be ensured in a particularly reliable manner that a return journey from the navigation destination to the starting point or starting point is possible as comfortably as possible, in particular when the battery at the navigation destination is being charged. A further improved user comfort can thereby be achieved.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Erweiterungsbetriebsmodus nur manuell durch einen Nutzer aktivierbar. Mit anderen Worten wird das erfindungsgemäße Verfahren also nur dann wie beschrieben angewendet, wenn der Erweiterungsbetriebsmodus manuell durch einen Nutzer aktiviert wird. Dies bedeutet, dass der Erweiterungsbetriebsmodus nicht, beispielweise durch die Batteriemanagementeinrichtung oder ein Steuergerät oder dergleichen, automatisch aktiviert wird. Stattdessen kann der Erweiterungsbetriebsmodus beispielsweise über ein entsprechendes Mensch-Maschine-Interface (englisch: Human-Machine-Interface, HMI), ein Bedienelement oder dergleichen manuell aktiviert werden bzw. aktivierbar sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Erweiterungsbetriebsmodus nur bei Bedarf aktiviert wird. Dies kann zu einer besonders zuverlässigen Verlängerung der Lebensdauer der Batterie beitragen.In a further possible embodiment of the present invention, the extended operating mode can only be activated manually by a user. In other words, the method according to the invention is only used as described if the extended operating mode is manually activated by a user. This means that the extended operating mode is not activated automatically, for example by the battery management device or a control unit or the like. Instead, the extended operating mode can be manually activated or can be activated, for example, via a corresponding human-machine interface (HMI), a control element or the like. This can ensure that the extended operating mode is only activated when required. This can contribute to a particularly reliable extension of the battery life.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird bei Aktivierung des Erweiterungsbetriebsmodus dieser jeweils für einen dann aktuell laufenden Ladvorgang verwendet oder, wenn aktuell kein Ladevorgang läuft, wenn die Batterie also aktuell nicht aufgeladen wird, der Erweiterungsbetriebsmodus für den nächsten Ladevorgang verwendet bzw. vorgemerkt. Dies kann eine besonders flexible und komfortable Nutzung der Funktionalität des Erweiterungsbetriebsmodus ermöglichen. So kann beispielsweise der Erweiterungsbetriebsmodus bereits auf dem Weg zu einer Ladestation aktiviert werden. Dadurch kann die Gefahr dafür reduziert werden, dass der Nutzer nach dem Erreichen der Ladestation vergisst, den eigentlich gewünschten Erweiterungsbetriebsmodus zu aktivieren, wenn er bereits auf dem Weg zur Ladestation daran gedacht hatte. Ebenso muss dadurch beispielsweise im Anwendungsfall eines Kraftfahrzeugs der Nutzer nach dem Anstecken eines Ladekabels nicht mehr in das Kraftfahrzeug einsteigen, um dann den Erweiterungsbetriebsmodus zu aktivieren. Ebenso kann dann, wenn wird der aktuelle Ladevorgang bereits gestartet wurde, also läuft, der Erweiterungsbetriebsmodus nachträglich aktiviert werden, was die Notwendigkeit für ein Vorausplanen oder ein Anhalten und Neustarten des Ladevorgangs vermeidet und somit ebenfalls zu einem verbesserten Nutzungskomfort beitragen kann.In a further possible embodiment of the present invention, when the extended operating mode is activated, it is used for a current charging process or, if no charging process is currently running, i.e. if the battery is not currently being charged, the extended operating mode is used or marked for the next charging process. This can enable a particularly flexible and convenient use of the functionality of the extended operating mode. For example, the extended operating mode can already be activated on the way to a charging station. This can reduce the risk that the user, after reaching the charging station, forgets to activate the actually desired expansion operating mode if he had already thought about it on the way to the charging station. Likewise, in the application of a motor vehicle, for example, the user no longer has to get into the motor vehicle after plugging in a charging cable in order to then activate the extended operating mode. Likewise, if the current charging process has already started, i.e. is running, the extension operating mode can be activated afterwards, which avoids the need for planning ahead or pausing and restarting the charging process and can thus also contribute to improved ease of use.

In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird der Erweiterungsbetriebsmodus nur dann für den nächsten Ladevorgang verwendet, wenn dieser innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ab der Aktivierung des Erweiterungsbetriebsmodus beginnt. Mit anderen Worten wird die Aktivierung oder Vormerkung des Erweiterungsbetriebsmodus automatisch wieder aufgehoben, wenn innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne kein Ladevorgang der Batterie gestartet wird. In diesem Fall wird dann wieder in den Normalbetriebsmodus gewechselt, also bei dem nächsten Ladevorgang das Aufladen der Batterie nur bis zu dem Dauernutzungsmaximalladezustand zugelassen. Dadurch kann vermieden werden, dass beispielsweise in einer Situation, in der sich eine geplante Nutzung der Batterie zwischenzeitlich verändert, der Erweiterungsbetriebsmodus verwendet wird, obwohl er dann gegebenenfalls nicht mehr benötigt wird. Dadurch kann eine besonders zuverlässige Verlängerung der Lebensdauer der Batterie erreicht werden.In a possible development of the present invention, the extended operating mode is only used for the next loading process if this begins within a specified time span from the activation of the extended operating mode. In other words, the activation or reservation of the extended operating mode is automatically canceled again if the battery charging process is not started within the predetermined period of time. In this case, the system then switches back to the normal operating mode, ie, during the next charging process, the battery is only charged up to the maximum charge state for long-term use. This can prevent the extended operating mode from being used, for example in a situation in which the planned use of the battery has changed in the meantime, although it may then no longer be required. A particularly reliable extension of the life of the battery can thereby be achieved.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der Erweiterungsbetriebsmodus automatisch deaktiviert, wenn nach Aktivierung des Erweiterungsbetriebsmodus und Aufladen der Batterie über den Dauernutzungsmaximalladezustand hinaus durch Entladen, also Nutzung der Batterie wieder der Dauernutzungsmaximalladezustand erreicht wird oder erreicht ist. Dadurch kann vermieden werden, dass beispielsweise in einer Situation, in der die in dem Erweiterungsbetriebsmodus verfügbare größere nutzbare Kapazität nur einmalig benötigt wird, die Batterie auch bei dem nächsten Ladevorgang wieder über den Dauernutzungsmaximalladezustand hinaus aufgeladen wird bzw. aufladbar ist. Somit kann also sowohl eine zuverlässigere Verlängerung der Lebensdauer der Batterie als auch ein Komfortgewinn für den Nutzer erreicht werden, da dieser den Erweiterungsbetriebsmodus dann nicht manuell deaktivieren muss.In another possible embodiment of the present invention, the extended operating mode is automatically deactivated if, after activating the extended operating mode and charging the battery beyond the maximum continuous use charge level, the maximum continuous use charge level is reached or has been reached again by discharging, i.e. using the battery. In this way it can be avoided that, for example in a situation in which the larger usable capacity available in the extended operating mode is only required once, the battery is or can be charged again beyond the continuous use maximum charge state during the next charging process. It is thus possible to achieve both a more reliable extension of the battery life and a gain in convenience for the user, since the latter then does not have to manually deactivate the extended operating mode.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der Erweiterungsbetriebsmodus unabhängig vom dann aktuellen physikalischen Ladezustand automatisch deaktiviert, wenn bei aktiviertem Erweiterungsbetriebsmodus ein aktueller Ladevorgang der Batterie beendet wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Erweiterungsbetriebsmodus nicht automatisch für mehrere aufeinanderfolgende Ladevorgänge verwendet wird. Damit kann sichergestellt werden, dass der Erweiterungsbetriebsmodus nur bei Bedarf verwendet wird und somit eine besonders zuverlässige Verlängerung der Lebensdauer der Batterie erreicht werden. Beispielsweise muss dann also ein Nutzer in einer Situation, in der ein ursprünglich vorgesehenes Aufladen der Batterie über den Dauernutzungsmaximalladezustand hinaus nun doch nicht mehr benötigt wird und der Ladevorgang bereits vor Erreichen oder Überschreiten des Dauernutzungsmaximalladezustand beendet wird, den Erweiterungsbetriebsmodus manuell deaktivieren muss, um ein Aufladen der Batterie über den Dauernutzungsmaximalladezustand hinaus beim nächsten Ladevorgang zu vermeiden.In a further possible embodiment of the present invention, the extended operating mode is automatically deactivated independently of the then current physical state of charge when a current charging process of the battery is terminated with the extended operating mode activated. This can ensure that the extension operation mode is not automatically used for several consecutive loads. It can thus be ensured that the extended operating mode is only used when required and thus a particularly reliable extension of the battery life can be achieved. So, for example, a User in a situation in which an originally intended charging of the battery beyond the continuous use maximum charge level is no longer required and the charging process is already terminated before the continuous use maximum charge level is reached or exceeded, the user must manually deactivate the extended operating mode in order to charge the battery above the continuous use maximum charge level addition to avoid the next load.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird in dem Normalbetriebsmodus ein Entladen der Batterie nur bis zu einem vorgegebenen Dauernutzungsminimalladezustand zugelassen. Dieser Dauernutzungsminimalladezustand ist dabei größer als ein minimaler physikalischer Ladezustand, der hier auch als physikalischer Minimalladezustand bezeichnet werden kann. Ein dem Dauernutzungsminimalladezustand entsprechender aktueller physikalischer Ladezustand wird dabei durch Anzeigen eines Ladezustandswertes von 0 % an den Nutzer ausgegeben, also beispielsweise mittels der Anzeigeeinrichtung als entsprechender Zahlen- oder Prozentwert angezeigt. Weiter ist es hier vorgesehen, dass in dem Erweiterungsbetriebsmodus ein Entladen der Batterie nur bis zu einem vorgegebenen Erweiterungsminimalladezustand zugelassen wird. Dieser Erweiterungsminimalladezustand ist dabei kleiner als der Dauernutzungsminimalladezustand und größer als der minimale physikalische Ladezustand. Mit anderen Worten sind hier also sowohl der Sicherheitspuffer als auch der Lebensdauerpuffer auf beiden Seiten, also sowohl zu dem physikalischen Maximalladezustand hin als auch zu dem physikalischen Minimalladezustand hin, vorgesehen. Dadurch kann in dem Normalbetriebsmodus die Belastung der Batterie weiter verringert und somit die Lebensdauer der Batterie weiter verlängert werden. Ebenso kann hier in dem Erweiterungsbetriebsmodus auf besonders batterieschonende Weise eine besonders große Kapazität der Batterie verfügbar, also nutzbar gemacht werden.In a further possible embodiment of the present invention, in the normal operating mode, the battery is only allowed to be discharged down to a predefined minimum state of charge for long-term use. This long-term use minimum state of charge is greater than a minimum physical state of charge, which can also be referred to here as the physical minimum state of charge. A current physical state of charge corresponding to the minimum state of charge for long-term use is output to the user by displaying a state of charge value of 0%, that is to say by means of the display device, for example, as a corresponding numerical or percentage value. Provision is also made here for the battery to be allowed to discharge in the extended operating mode only down to a predetermined extended minimum charge state. This extended minimum charge level is smaller than the minimum charge level for long-term use and larger than the minimum physical charge level. In other words, both the safety buffer and the lifetime buffer are provided here on both sides, that is to say both towards the physical maximum charge state and towards the physical minimum charge state. As a result, the load on the battery can be further reduced in the normal operating mode and the service life of the battery can thus be further extended. Likewise, in the extended operating mode, a particularly large capacity of the battery can be made available, that is to say usable, in a particularly battery-friendly manner.

Die Nutzung des unteren Lebensdauerpuffers, also die Möglichkeit zum Entladen der Batterie unter den Dauernutzungsminimalladezustand bis zu dem Erweiterungsminimalladezustand kann separat aktivierbar und die aktivierbar, also zusätzlich oder alternativ zu der Nutzung des oberen Lebensdauerpuffers, das heißt der Möglichkeit zum Aufladen der Batterie über den Dauernutzungsmaximalladezustand hinaus bis zu dem Erweiterungsmaximalladezustand, eingestellt bzw. genutzt werden. Dadurch kann eine besonders große Flexibilität der Nutzung oder Nutzungsmöglichkeiten der Batterie erreicht werden. Zudem kann so bei, beispielsweise überraschendem, Bedarf für zusätzliche Batteriekapazität während der Nutzung der Batterie, also etwa während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs, dieser Bedarf durch erst dann erfolgende Aktivierung des Erweiterungsbetriebsmodus gedeckt oder bedient werden.The use of the lower service life buffer, i.e. the possibility of discharging the battery below the continuous use minimum state of charge up to the extended minimum state of charge, can be activated separately and the activatable, i.e. in addition or as an alternative to the use of the upper service life buffer, i.e. the possibility of charging the battery beyond the continuous use maximum state of charge up to the expansion maximum charge level, can be set or used. As a result, a particularly high level of flexibility in the use or possible uses of the battery can be achieved. In addition, if there is an unexpected need for additional battery capacity while the battery is in use, for example while the motor vehicle is being driven, this need can be covered or served by only then activating the extended operating mode.

In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird bei aktiviertem Erweiterungsbetriebsmodus ein unter dem Dauernutzungsminimalladezustand liegender aktueller physikalischer Ladezustand durch Anzeigen eines korrespondierenden Ladezustandswertes von unter 0 % an den Nutzer ausgegeben, also insbesondere mittels der Anzeigeeinrichtung ein entsprechender Zahlen- oder Prozentwert angezeigt. Beispielsweise kann also je nach aktuellen physikalischen Ladezustand dann ein Ladezustandswert von -2 % oder -5 % oder dergleichen angezeigt werden. Dies kann dem Nutzer besonders intuitiv vermitteln, dass er die Batterie in einem Bereich nutzt, der eine zusätzliche Batteriebelastung bedeuten, also beispielsweise für eine maximale Lebensdauer der Batterie nicht empfehlenswert sein kann. Auch dies kann letztlich zu einer entsprechend verbesserten Akzeptanz und häufigeren Nutzung des Normalbetriebsmodus und damit zu einer verbesserten Lebensdauer der Batterie und somit letztlich auch zu einer verbesserten Nachhaltigkeit führen oder beitragen.In a possible development of the present invention, when the extended operating mode is activated, a current physical state of charge that is below the minimum state of charge for continuous use is output to the user by displaying a corresponding state of charge value of below 0%, i.e. a corresponding numerical or percentage value is displayed in particular by means of the display device. For example, depending on the current physical state of charge, a state of charge value of -2% or -5% or the like can then be displayed. This can convey to the user particularly intuitively that he is using the battery in an area that means an additional load on the battery, that is, for example, cannot be recommended for maximum battery life. This too can ultimately lead to or contribute to a correspondingly improved acceptance and more frequent use of the normal operating mode and thus to an improved service life of the battery and ultimately also to improved sustainability.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Batteriemanagementeinrichtung, die eine Prozesseinrichtung und einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher aufweist und zum, insbesondere automatischen oder teilautomatischen, Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Dazu kann in dem Datenspeicher ein Betriebs- oder Computerprogramm gespeichert sein, das die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Verfahrensschritte, Maßnahmen oder Abläufe oder entsprechende Steuersignale codiert oder implementiert. Dieses Betriebs- oder Computerprogramm kann durch die Prozesseinrichtung, also beispielsweise einen Mikrochip, Mikrocontroller oder Mikroprozessor oder dergleichen, ausführbar sein, um das entsprechende Verfahren auszuführen oder dessen Ausführung zu bewirken. Die erfindungsgemäße Batteriemanagementeinrichtung kann insbesondere für ein Kraftfahrzeug bzw. zum Managen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs vorgesehen oder eingerichtet sein, ist jedoch nichts auf diesen Anwendungsfall beschränkt. Die erfindungsgemäße Batteriemanagementeinrichtung kann insbesondere die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannte Batteriemanagementeinrichtung sein oder dieser entsprechen. Dementsprechend kann die erfindungsgemäße Batteriemanagementeinrichtung einige oder alle der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Batteriemanagementeinrichtung die genannte Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Ladezustandswertes umfassen oder eine Schnittstelle zum Anschließen oder Verbinden mit einer solchen Anzeigeeinrichtung aufweisen.A further aspect of the present invention is a battery management device which has a process device and a computer-readable data storage device coupled thereto and is set up to carry out the method according to the invention, in particular automatically or semi-automatically. For this purpose, an operating or computer program can be stored in the data memory, which encodes or implements the method steps, measures or processes or corresponding control signals mentioned in connection with the method according to the invention. This operating or computer program can be executable by the process device, ie for example a microchip, microcontroller or microprocessor or the like, in order to carry out the corresponding method or to cause it to be carried out. The battery management device according to the invention can be provided or set up in particular for a motor vehicle or for managing a traction battery of a motor vehicle, but is not limited to this application. The battery management device according to the invention can in particular be or correspond to the battery management device mentioned in connection with the method according to the invention. Accordingly, the battery management device according to the invention can have some or all of the properties and/or features mentioned in connection with the method according to the invention. For example, the battery according to the invention nagement device include said display device for displaying the state of charge value or have an interface for connecting or connecting to such a display device.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das eine Traktionsbatterie, eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines aktuellen Ladezustandswertes für die Traktionsbatterie und eine erfindungsgemäße Batteriemanagementeinrichtung zum Managen der Traktionsbatterie aufweist. Dabei kann die Anzeigeeinrichtung Teil der Batteriemanagementeinrichtung oder beispielsweise über ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit dieser verbunden oder gekoppelt sein. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batteriemanagementeinrichtung genannte Kraftfahrzeug sein oder diesem entsprechen und dementsprechend einige oder alle der in diesen Zusammenhängen genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ein Mensch-Maschine-Interface oder ein Bedienelement zum manuellen Aktivieren oder auch zum manuellen Deaktivieren des Erweiterungsbetriebsmodus aufweisen. Dies kann beispielsweise als Schalter, Taste, Knopf, Dreh-Drück-Steller, Bedienfläche eines berührungsempfindlichen Bildschirms (englisch: Touchscreen), als damit angezeigtes oder anzeigbares virtuelles Bedienfeld und/oder dergleichen mehr realisiert sein.Another aspect of the present invention is a motor vehicle that has a traction battery, a display device for displaying a current state of charge value for the traction battery, and a battery management device according to the invention for managing the traction battery. In this case, the display device can be part of the battery management device or, for example, can be connected or coupled to it via an on-board network of the motor vehicle. The motor vehicle according to the invention can in particular be or correspond to the motor vehicle mentioned in connection with the method and/or in connection with the battery management device according to the invention and accordingly have some or all of the properties and/or features mentioned in these connections. For example, the motor vehicle according to the invention can have a man-machine interface or a control element for manually activating or also for manually deactivating the extended operating mode. This can be implemented, for example, as a switch, button, button, rotary pushbutton, control surface of a touch-sensitive screen, as a virtual control panel that is or can be displayed with it and/or the like.

Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein 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.Further features of the invention can result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description and the features and feature combinations shown below in the description of the figures and/or in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the invention to leave.

Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 eine beispielhafte schematische Übersichtsdarstellung zur Veranschaulichung mehrere unterschiedlicher physikalischer Ladezustände einer Batterie und deren Repräsentation für einen Nutzer zur Lebensdauerverlängerung der Batterie;
  • 2 einen beispielhaften schematischen ersten Ablaufplan zur Veranschaulichung einer Steuerlogik für das Batteriemanagement; und
  • 3 einen beispielhaften schematischen zweiten Ablaufplan zur weiteren Veranschaulichung einer Steuerlogik für das Batteriemanagement.
The drawing shows in:
  • 1 an exemplary schematic overview to illustrate several different physical states of charge of a battery and their representation for a user to extend the life of the battery;
  • 2 an exemplary schematic first flow chart to illustrate a control logic for the battery management; and
  • 3 an exemplary schematic second flowchart to further illustrate a control logic for the battery management.

In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols.

1 zeigt eine beispielhafte schematische Übersichtsdarstellung einer Batterie 1 in mehreren unterschiedlichen Zuständen sowie korrespondierende Batteriesymbole 10, die beispielsweise mittels einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung einem Nutzer angezeigt werden und die physische Batterie 1 dem Nutzer gegenüber repräsentieren können. 1 shows an exemplary schematic overview of a battery 1 in several different states and corresponding battery symbols 10, which are displayed to a user, for example, by means of a corresponding display device and can represent the physical battery 1 to the user.

In der obersten Zeile ist ein erster Zustand 2 der Batterie 1 dargestellt. Eine physikalische Gesamtkapazität der Batterie 1 entspricht zumindest im Wesentlichen der Fläche innerhalb der dargestellten Außenumrandung oder Außenwand der Batterie 1. Darin ist ein aktueller physikalischer Ladezustand 3 jeweils durch einen separat umrandeten Bereich angedeutet, während eine verbleibende Restkapazität dem restlichen, freien Bereich innerhalb der dargestellten Außenumrandung oder Außenwand der Batterie 1 entspricht.A first state 2 of the battery 1 is shown in the top line. A physical total capacity of the battery 1 corresponds at least essentially to the area within the outer border or outer wall of the battery 1 shown. A current physical state of charge 3 is indicated therein by a separately bordered area, while a remaining residual capacity is the remaining, free area within the outer border shown or outer wall of the battery 1 corresponds.

Vorliegend kann das Auf- und Entladen der Batterie 1 durch eine Batteriemanagementeinrichtung gesteuert oder verwaltet werden, die dabei mehrere vorgegebene Schwellenwerte oder Grenzen berücksichtigt. Diese umfassen hier einen Minimalladezustand 4 und einen Maximalladezustand 5. Der Minimalladezustand 4 kann beispielsweise bei 10 % und der Maximalladezustand 5 beispielsweise bei 90 % der physikalischen Gesamtkapazität der Batterie 1 liegen. Dabei ist es vorgesehen, dass die Batterie 1 niemals bis unterhalb des Minimalladezustand 4 entladen und ebenfalls niemals bis über den Maximalladezustand 5 hinaus aufgeladen wird Dadurch wird also ein Sicherheitspuffer 6 realisiert, durch den die Batterie 1 vor Beschädigungen geschützt werden kann. Die maximal nutzbare Kapazität, die der Differenz oder dem Abstand zwischen dem Minimalladezustand 4 und dem Maximalladezustand 5 entspricht, ist also kleiner als die maximale physikalische Kapazität oder Gesamtkapazität der Batterie 1. Letztere entspricht der Summe aus der maximal nutzbaren Kapazität und dem Sicherheitspuffer 6.In the present case, the charging and discharging of the battery 1 can be controlled or managed by a battery management device, which takes into account a number of predefined threshold values or limits. These here include a minimum charge state 4 and a maximum charge state 5. The minimum charge state 4 can be 10%, for example, and the maximum charge state 5 can be 90%, for example, of the total physical capacity of the battery 1. It is provided that the battery 1 is never discharged below the minimum state of charge 4 and is also never charged above the maximum state of charge 5. This results in a safety buffer 6 by which the battery 1 can be protected from damage. The maximum usable capacity, which corresponds to the difference or the distance between the minimum state of charge 4 and the maximum state of charge 5, is therefore smaller than the maximum physical capacity or total capacity of the battery 1. The latter corresponds to the sum of the maximum usable capacity and the safety buffer 6.

Weiter umfassen die vorgegebenen Schwellenwerte oder Grenzen hier einen Dauernutzungsminimalladezustand 7 und einen Dauernutzungsmaximalladezustand 8. Beispielsweise kann der Dauernutzungsminimalladezustand 7 bei 15 % oder 20 % und der Dauernutzungsmaximalladezustand 8 beispielsweise bei 72 % oder 80 % der physikalischen Gesamtkapazität der Batterie 1 liegen. In einem Normalbetriebsmodus wird das Aufladen der Batterie 1 nur bis zu dem Dauernutzungsmaximalladezustand 8 und das Entladen der Batterie 1 nur bis zu dem Dauernutzungsminimalladezustand 7 zugelassen. Damit wird also durch den Abstand oder die Differenz zwischen dem Minimalladezustand 4 und dem Dauernutzungsminimalladezustand 7 einerseits und dem Maximalladezustand 5 und dem Dauernutzungsmaximalladezustand 8 andererseits zusätzlich zu dem Sicherheitspuffer 6 ein Lebensdauerpuffer 9 realisiert, durch den die Lebensdauer der Batterie 1 verlängert werden kann.The specified threshold values or limits here also include a minimum state of charge for long-term use 7 and a maximum state of charge for long-term use 8. For example, the minimum state of charge for long-term use 7 can be 15% or 20% and the maximum state of charge for long-term use 8 can be 72% or 80% of the total physical capacity of the battery 1. In In a normal operating mode, the charging of the battery 1 is permitted only up to the continuous use maximum charge state 8 and the discharging of the battery 1 only up to the continuous use minimum charge state 7 . Thus, due to the distance or the difference between the minimum charge state 4 and the continuous use minimum charge state 7 on the one hand and the maximum charge state 5 and the continuous use maximum charge state 8 on the other hand, a service life buffer 9 is implemented in addition to the safety buffer 6, through which the service life of the battery 1 can be extended.

In dem zweiten Zustand 2 ist die Batterie 1 bis zu dem Dauernutzungsmaximalladezustand 8 aufgeladen. Die Darstellung des Batteriesymbols 10 ist in dem Normalbetriebsmodus stets auf die in dem Normalbetriebsmodus verfügbare, also nutzbare Kapazität der Batterie 1, die dem Abstand zwischen dem Dauernutzungsminimalladezustand 7 und dem Dauernutzungsmaximalladezustand 8 entspricht, bezogen. Ein aktueller Ladezustand der Batterie 1 wird dem Nutzer anhand des Batteriesymbols 10 durch diesen Bezug als Nutzerladezustand 11 angezeigt. Dadurch, dass der Nutzerladezustand 11 auf die in dem Normalbetriebsmodus nutzbare Kapazität und nicht auf die physikalische Gesamtkapazität der Batterie 1 bezogen ist, unterscheidet sich der Nutzerladezustand 11 von dem physikalischen Ladezustand der Batterie 1. Dementsprechend wird in dem ersten Zustand 2 als Teil des Batteriesymbols 10 dem Nutzer ein erster Ladezustandswert 12 von 100 % angezeigt. Der den aktuellen Nutzerladezustand 11 anzeigende erste Ladezustandswert 12 in dem ersten Zustand 2 kann beispielsweise 72 % oder 80 % der physikalischen Gesamtkapazität der Batterie 1 entsprechen, je nach dem auf welchen Wert der Dauernutzungsmaximalladezustand 8 festgelegt ist.In the second state 2, the battery 1 is charged up to the maximum charge state 8 for long-term use. In the normal operating mode, the representation of the battery symbol 10 is always related to the capacity of the battery 1 that is available in the normal operating mode, i.e. the usable capacity, which corresponds to the distance between the minimum state of charge 7 for continuous use and the maximum state of charge 8 for continuous use. A current state of charge of the battery 1 is displayed to the user as the user state of charge 11 using the battery symbol 10 through this reference. Because the user charge level 11 is related to the capacity that can be used in the normal operating mode and not to the total physical capacity of the battery 1, the user charge level 11 differs from the physical charge level of the battery 1. Accordingly, in the first state 2 is displayed as part of the battery symbol 10 a first state of charge value 12 of 100% is displayed to the user. The first state of charge value 12 indicating the current user state of charge 11 in the first state 2 can correspond, for example, to 72% or 80% of the total physical capacity of the battery 1, depending on the value to which the maximum state of charge for continuous use 8 is set.

Ebenso kann in dem Batteriesymbol 10 beispielsweise jeweils eine zu dem aktuellen Nutzerladezustand 11 korrespondierende Reichweite angezeigt werden, wenn es sich bei der Batterie 1 um eine Traktionsbatterie eines Fahrzeugs handelt.A range corresponding to the current user charge state 11 can also be displayed in the battery symbol 10, for example, if the battery 1 is a traction battery of a vehicle.

In der zweiten Zeile sind die Batterie 1 und das korrespondierende Batteriesymbol 10 in einem zweiten Zustand 13 dargestellt. In diesem zweiten Zustand 13 liegt der aktuelle physikalische Ladezustand 3 zwischen dem Dauernutzungsminimalladezustand 7 und dem Dauernutzungsmaximalladezustand 8. Dabei entsprechen hier der über den Dauernutzungsminimalladezustand 7 hinausgehende Anteil des aktuellen physikalischen Ladezustand 3 80 % der Differenz zwischen dem Dauernutzungsmaximalladezustand 8 und dem Dauernutzungsminimalladezustand 7, also der in dem Normalbetrieb nutzbaren Kapazität der Batterie 1. Dies wird in dem Batteriesymbol 10 dementsprechend als zweiter Ladezustandswert 14 von 80 % angezeigt. Dabei kann der aktuelle physikalische Ladezustand der Batterie 1 in dem zweiten Zustand 13 beispielsweise tatsächlich 58 % betragen.The battery 1 and the corresponding battery symbol 10 are shown in a second state 13 in the second line. In this second state 13, the current physical state of charge 3 is between the long-term minimum state of charge 7 and the long-term maximum state of charge 8. The proportion of the current physical state of charge 3 that goes beyond the long-term minimum state of charge 7 corresponds to 80% of the difference between the long-term maximum state of charge 8 and the long-term minimum state of charge 7, i.e. the capacity of the battery 1 that can be used in normal operation. This is accordingly displayed in the battery symbol 10 as a second state of charge value 14 of 80%. The current physical state of charge of the battery 1 in the second state 13 can actually be 58%, for example.

In der dritten Zeile sind die Batterie 1 und das korrespondierende Batteriesymbol 10 in einem dritten Zustand 15 dargestellt. In diesem dritten Zustand 15 sei die Batterie 1 bis zu dem Dauernutzungsminimalladezustand 7 entladen. Da in dem Normalbetriebsmodus die Darstellung oder Anzeige des Batteriesymbols 10 auf die in dem Normalbetriebsmodus nutzbare Kapazität, also den über den Dauernutzungsminimalladezustand 7 bis zu dem Dauernutzungsmaximalladezustand 8 hinausgehenden physikalischen Ladezustand bezogen ist, wird in dem Batteriesymbol 10 dieser dritte Zustand 15 durch einen dritten Ladezustandswert 16 von 0 % angezeigt. Somit wird in dem Normalbetriebsmodus die Batterie 1 hier also als entladen angezeigt, obwohl der physikalische Ladezustand beispielsweise noch 15 % oder 20 % oder dergleichen betragen kann - je nachdem auf welchen Wert der Dauernutzungsminimalladezustand 7 festgelegt ist.The battery 1 and the corresponding battery symbol 10 are shown in a third state 15 in the third line. In this third state 15, the battery 1 is discharged to the minimum state of charge 7 for long-term use. Since in the normal operating mode the representation or display of the battery symbol 10 is related to the usable capacity in the normal operating mode, i.e. the physical state of charge going beyond the continuous use minimum state of charge 7 to the continuous use maximum state of charge 8, this third state 15 is represented in the battery symbol 10 by a third state of charge value 16 displayed from 0%. Thus, in the normal operating mode, the battery 1 is displayed here as discharged, although the physical state of charge can still be 15% or 20% or the like—depending on the value to which the minimum state of charge 7 for long-term use is set.

Bei oder kurz vor Erreichen des Dauernutzungsminimalladezustand 7 beim Entladen oder Nutzen der Batterie 1 kann ein Kriechmodus aktiviert werden, was hier durch ein entsprechendes Kriechmodussymbol 17 angezeigt ist. In diesem Kriechmodus kann eine Leistungsabgabe der Batterie 1 gegenüber dem Normalbetriebsmodus reduziert sein. In diesem Kriechmodus kann beispielsweise zumindest ein Teil der bei Erreichen des Dauernutzungsminimalladezustands 7 noch in der Batterie 1 verbleibenden geladenen Kapazität genutzt werden, beispielsweise bis zum Erreichen des Minimalladezustands 4. When or shortly before reaching the minimum state of charge 7 for long-term use when discharging or using the battery 1, a creep mode can be activated, which is indicated here by a corresponding creep mode symbol 17. In this creep mode, a power output of the battery 1 can be reduced compared to the normal operating mode. In this creep mode, for example, at least part of the charged capacity remaining in the battery 1 when the minimum charge state 7 for continuous use is reached can be used, for example until the minimum charge state 4 is reached.

In der vierten Zeile sind die Batterie 1 und das korrespondierende Batteriesymbol 10 in einem vierten Zustand 18 dargestellt. In diesem vierten Zustand 18 befindet sich der aktuelle physikalische Ladezustand 3 der Batterie 1 beispielhaft zwischen dem Dauernutzungsminimalladezustand 7 und dem Minimalladezustand 4. Dieser vierte Zustand 18 kann sich beispielsweise bei Nutzung des Kriechmodus ergeben. Unabhängig von oder alternativ zu dem Kriechmodus kann sich der vierte Zustand 18 bei einem manuell aktivierten Erweiterungsbetriebsmodus ergeben. Durch Aktivieren dieses Erweiterungsbetriebsmodus kann der Lebensdauerpuffer 9 verfügbar, also nutzbar gemacht werden. Mit anderen Worten kann also die Batterie 1 bei aktiviertem Erweiterungsbetriebsmodus über den Dauernutzungsmaximalladezustand 8 hinaus bis zu dem Maximalladezustand 5 aufgeladen und bis unter den Dauernutzungsminimalladezustand 7 bis zu dem Minimalladezustand 4 entladen werden, insbesondere ohne Einschränkung der Performanz oder Leistungsabgabe der Batterie 1 im Vergleich zu dem Normalbetriebsmodus. Dementsprechend wird dann gegebenenfalls der Kriechmodus nicht verwendet und das Kriechmodussymbol 17 nicht oder beispielsweise erst dann verwendet bzw. angezeigt, wenn bereits ein Großteil bzw. ein vorgegebener Anteil der Kapazität des Lebensdauerpuffers 9 zwischen dem Dauernutzungsminimalladezustand 7 und dem Minimalladezustand 4 aufgebraucht ist.The battery 1 and the corresponding battery symbol 10 are shown in a fourth state 18 in the fourth line. In this fourth state 18, the current physical charge state 3 of the battery 1 is, for example, between the continuous use minimum charge state 7 and the minimum charge state 4. This fourth state 18 can result, for example, when using the creep mode. Independent of or as an alternative to the creep mode, the fourth state 18 can result in a manually activated extended operating mode. By activating this extended operating mode, the lifetime buffer 9 can be made available, ie usable. In other words, when the extended operating mode is activated, the battery 1 can be charged beyond the continuous use maximum charge level 8 to the maximum charge level 5 and discharged below the continuous use minimum charge level 7 to the minimum charge level 4, in particular without restricting the performance or Power output of the battery 1 compared to the normal operating mode. Accordingly, the creep mode may not be used and the creep mode symbol 17 is not used or displayed, or only used or displayed when a large part or a predetermined proportion of the capacity of the lifetime buffer 9 between the continuous use minimum charge state 7 and the minimum charge state 4 has been used up.

In dem Erweiterungsbetriebsmodus kann der jeweils angezeigte Ladezustandswert wie in dem Normalbetriebsmodus auf die in dem Normalbetriebsmodus nutzbare Kapazität zwischen dem Dauernutzungsminimalladezustand 7 und dem Dauernutzungsmaximalladezustand 8 bezogen sein. Dabei wird jedoch weiterhin für einen dem Dauernutzungsmaximalladezustand 8 entsprechenden aktuellen physikalischen Ladezustand 3 ein Ladezustandswert von 100 % und für einen dem Dauernutzungsminimalladezustand 7 entsprechenden aktuellen physikalischen Ladezustand 3 ein Ladezustandswert von 0 % angezeigt. Über den Dauernutzungsmaximalladezustand 8 hinausgehende aktuelle physikalische Ladezustände 3 werden dementsprechend durch Ladezustandswerte von über 100 % und unterhalb des Dauernutzungsminimalladezustand 7 liegende aktuelle physikalische Ladezustände 3 beispielsweise durch negative Ladezustandswerte, also Ladezustandswerte unter 0 %, angezeigt. Letztere können ebenso anders angezeigt werden, beispielsweise durch Ladezustandswerte von konstant 0% in unterschiedlichen Farben, in einem sich verändernden Blinkmuster und/oder dergleichen.In the extended operating mode, the respectively displayed state of charge value can be related to the usable capacity in the normal operating mode between the minimum charge state 7 for continuous use and the maximum charge state 8 for continuous use, as in the normal operating mode. However, a state of charge value of 100% is displayed for a current physical state of charge 3 corresponding to the maximum continuous use state of charge 8 and a state of charge value of 0% for a current physical state of charge 3 corresponding to the minimum state of charge 7 . Current physical states of charge 3 that go beyond the maximum state of charge for long-term use 8 are accordingly indicated by state of charge values of over 100% and current physical states of charge 3 that are below the minimum state of charge for long-term use 7 are indicated, for example, by negative state of charge values, i.e. state of charge values below 0%. The latter can also be displayed differently, for example by state of charge values of constant 0% in different colors, in a changing flashing pattern and/or the like.

In der fünften Zeile sind die Batterie 1 und das korrespondierende Batteriesymbol 10 in einem fünften Zustand 20 dargestellt. Hier ist der genannte Erweiterungsbetriebsmodus aktiviert, also manuell aktiviert worden. Dadurch konnte die Batterie 1 wie hier dargestellt über den Dauernutzungsmaximalladezustand 8 hinaus bis zu dem Maximalladezustand 5 aufgeladen werden. Somit entspricht in dem fünften Zustand 20 also der aktuelle physikalische Ladezustand 3 dem Maximalladezustand 5. Dies ist in dem korrespondierenden Batteriesymbol 10 entsprechend durch einen fünften Ladezustandswert von 125 % angezeigt. Zudem ist hier als Hinweis auf den aktiven Erweiterungsbetriebsmodus in dem Batteriesymbol 10 ein entsprechender Erweiterungsbetriebsmodusindikator 22 angezeigt. Dieser kann beispielsweise ein Symbol und/oder einen Texthinweis umfassen, wie beispielsweise eine Anzeige von „Range Boost“ oder dergleichen.The battery 1 and the corresponding battery symbol 10 are shown in a fifth state 20 in the fifth line. In this case, the expansion mode mentioned is activated, ie activated manually. As a result, the battery 1 could be charged beyond the continuous use maximum charge state 8 up to the maximum charge state 5, as shown here. Thus, in the fifth state 20, the current physical state of charge 3 corresponds to the maximum state of charge 5. This is correspondingly indicated in the corresponding battery symbol 10 by a fifth state of charge value of 125%. In addition, a corresponding extended operating mode indicator 22 is displayed here as an indication of the active extended operating mode in the battery symbol 10 . This can include, for example, an icon and/or a textual indication, such as a display of "Range Boost" or the like.

Zur weiteren Veranschaulichung des Batteriemanagements zeigt 2 einen beispielhaften schematischen ersten Ablaufplan 23 für eine Aktivierungs- und Deaktivierungslogik des Erweiterungsbetriebsmodus bzw. des Normalbetriebsmodus für die Batterie 1. Hier ist in einem ersten Aktivierungslogikschritt S1 der Normalbetriebsmodus aktiviert. Es erfolgt dann eine manuelle Erweiterungsbetriebsmodusaktivierung 24 durch einen Nutzer. Daraufhin kann in einem Aktivierungslogikschritt S2 der Erweiterungsbetriebsmodus aktiviert oder für den nächsten Ladevorgang vorgemerkt werden. In einem Aktivierungslogikschritt S3 kann dann überprüft werden, ob innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ab der Erweiterungsbetriebsmodusaktivierung 24 ein Ladevorgang der Batterie 1 gestartet wurde, falls die Erweiterungsbetriebsmodusaktivierung 24 nicht während eines aktiven Ladevorgangs erfolgt ist. Zusätzlich oder alternativ kann im Aktivierungslogikschritt S2 überprüft werden, ob bei Beendigung eines aktiven Ladevorgangs die Batterie 1 bis über den Dauernutzungsmaximalladezustand 8 hinaus aufgeladen wurde. Falls letzteres nicht der Fall ist oder die vorgegebene Zeitspanne ohne Beginn eines Ladevorgangs der Batterie 1 verstrichen ist, kann in einem Aktivierungslogikschritt S4 automatisch der Erweiterungsbetriebsmodus deaktiviert werden, sodass dann die Batterie 1 bzw. die entsprechende Batteriemanagementeinrichtung wieder zu dem Aktivierungslogikschritt S1 mit aktiviertem Normalbetriebsmodus zurückkehrt.To further illustrate the battery management shows 2 an exemplary schematic first flow chart 23 for an activation and deactivation logic of the extended operating mode or the normal operating mode for the battery 1. Here, the normal operating mode is activated in a first activation logic step S1. A manual extension operating mode activation 24 then takes place by a user. Then, in an activation logic step S2, the extended operating mode can be activated or reserved for the next loading process. In an activation logic step S3 it can then be checked whether a charging process of the battery 1 has been started within a predetermined period of time from the extended operating mode activation 24 if the extended operating mode activation 24 has not taken place during an active charging process. In addition or as an alternative, it can be checked in the activation logic step S2 whether the battery 1 was charged beyond the maximum charge state 8 for long-term use at the end of an active charging process. If the latter is not the case or the predetermined period of time has elapsed without the battery 1 beginning to charge, the extended operating mode can be deactivated automatically in an activation logic step S4, so that the battery 1 or the corresponding battery management device then returns to the activation logic step S1 with the normal operating mode activated .

Ergibt sich hingegen in dem Aktivierungslogikschritt S3, dass - sofern dies überprüft wird - der Ladevorgang innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne gestartet wurde und die Batterie 1 bis über den Dauernutzungsmaximalladezustand 8 hinaus aufgeladen wurde, so kann das Verfahren bzw. die Logik, insbesondere nach Beendigung des Ladevorgangs, zu einem Aktivierungslogikschritt S5 springen. In dem Aktivierungslogikschritt S5 wird kontinuierlich oder regelmäßig überprüft, ob der aktuelle physikalische Ladezustand 3 wieder den Dauernutzungsmaximalladezustand 8 erreicht oder unterschritten hat. Sobald dies der Fall ist, kann in dem Aktivierungslogikschritt S4 der Erweiterungsbetriebsmodus deaktiviert, also beendet werden.If, on the other hand, it is found in the activation logic step S3 that - if this is checked - the charging process was started within the specified period of time and the battery 1 was charged to beyond the maximum continuous use charge level 8, the method or the logic, in particular after the end of the charging process , jump to an activation logic step S5. In the activation logic step S5, it is checked continuously or regularly whether the current physical state of charge 3 has again reached or fallen below the maximum state of charge 8 for long-term use. As soon as this is the case, the extended operating mode can be deactivated in the activation logic step S4, ie ended.

Zur weiteren Veranschaulichung des Batteriemanagements zeigt 3 einen beispielhaften schematischen zweiten Ablaufplan 25 für eine Ladelogik, die beim Aufladen der Batterie 1 angewendet werden kann. In einem Ladelogikschritt L1 kann die Batterie an eine Energiequelle angeschlossen, also ein Ladevorgang zum Aufladen der Batterie 1 gestartet werden. In einem Ladelogikschritt L2 wird dann der aktuelle aktive Betriebsmodus überprüft. Ist der Normalbetriebsmodus aktiv, so wird in einem Ladelogikschritt L3 gemäß der entsprechenden Limitierung das Aufladen der Batterie 1 auf den Dauernutzungsmaximalladezustand 8 begrenzt.To further illustrate the battery management shows 3 an exemplary schematic second flowchart 25 for a charging logic that can be applied when charging the battery 1. In a charging logic step L1, the battery can be connected to an energy source, ie a charging process for charging the battery 1 can be started. The currently active operating mode is then checked in a loading logic step L2. If the normal operating mode is active, the charging of the battery 1 is limited to the maximum charge state 8 for continuous use in a charging logic step L3 according to the corresponding limitation.

Falls sich im Ladelogikschritt L2 ergibt, dass der Erweiterungsbetriebsmodus aktiv ist, oder während des Aufladens bis zu dem Dauernutzungsmaximalladezustand 8 die manuelle Erweiterungsbetriebsmodusaktivierung 24 erfolgt, so wird zu einem Ladelogikschritt L4 gesprungen. Damit wird das Aufladen der Batterie 1 bis zu dem Maximalladezustand 5 zugelassen bzw. durchgeführt, sofern der Ladevorgang nicht vorher beendet wird. Zudem kann dann, wenn der aktuelle physikalische Ladezustand 3 den Dauernutzungsmaximalladezustand 8 überschreitet, automatisch der Erweiterungsbetriebsmodusindikator 22 aktiviert bzw. ein jeweils aktueller Ladezustandswert von über 100 % angezeigt werden.If the charging logic step L2 shows that the extended operation mode is active, or during charging up to the continuous use max malladestatus 8 the manual extension operating mode activation 24 takes place, a jump is made to a load logic step L4. This permits or carries out charging of the battery 1 up to the maximum charge state 5, provided that the charging process is not ended beforehand. In addition, when the current physical state of charge 3 exceeds the maximum state of charge for long-term use 8, the extended operating mode indicator 22 can be activated automatically or a current state of charge value of over 100% can be displayed.

Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie eine verlängerte Batterielebensdauer auf komfortable Weise realisiert werden kann, insbesondere für eine temporäre Reichweitenerweiterung batterieelektrischer Fahrzeuge.Overall, the examples described show how an extended battery life can be realized in a convenient way, especially for a temporary range extension of battery electric vehicles.

BezugszeichenlisteReference List

11
Batteriebattery
22
erster Zustandfirst state
33
aktueller physikalischer LadezustandCurrent physical state of charge
44
Minimalladezustandminimum state of charge
55
Maximalladezustandmaximum state of charge
66
Sicherheitspuffersafety buffer
77
DauernutzungsminimalladezustandContinuous use minimum state of charge
88th
Dauernutzungsmaximalladezustandcontinuous use maximum state of charge
99
Lebensdauerpufferlifetime buffer
1010
Batteriesymbolbattery icon
1111
Nutzerladezustanduser charge level
1212
erster Ladezustandswertfirst state of charge value
1313
zweiter Zustandsecond state
1414
zweiter Ladezustandswertsecond state of charge value
1515
dritter Zustandthird state
1616
dritter Ladezustandswertthird state of charge value
1717
Kriechmodussymbolcrawl mode icon
1818
vierter Zustandfourth state
1919
vierter Ladezustandswertfourth state of charge value
2020
fünfter Zustandfifth state
2121
fünfter Ladezustandswertfifth state of charge value
2222
Erweiterungsbetriebsmodusindikatorextension operation mode indicator
2323
erster Ablaufplanfirst schedule
2424
ErweiterungsbetriebsmodusaktivierungExtension operation mode activation
2525
zweiter Ablaufplansecond schedule
S1-S5S1-S5
Aktivierungslogikschrittactivation logic step
L1-L4L1-L4
Ladelogikschrittload logic step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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  • US 20130221916 A1 [0004]US20130221916A1 [0004]
  • US 20160200211 A1 [0005]US20160200211A1 [0005]

Claims (10)

Verfahren (23, 25) für ein Batteriemanagement, bei welchem - in einem Normalbetriebsmodus ein Aufladen einer Batterie (1) nur bis zu einem vorgegebenen Dauernutzungsmaximalladezustand (8) zugelassen wird, der kleiner als ein maximaler physikalischer Ladezustand der Batterie (1) ist, wobei ein dem Dauernutzungsmaximalladezustand (8) entsprechender aktueller physikalischer Ladezustand (3) durch Anzeigen eines Ladezustandswertes (12) von 100 % an einen Nutzer ausgegeben wird; - wenn ein manuell aktivierbarer Erweiterungsbetriebsmodus aktiviert ist, ein Aufladen der Batterie (1) bis zu einem vorgegebenen Erweiterungsmaximalladezustand (5) zugelassen wird, der größer als der Dauernutzungsmaximalladezustand (8) und kleiner als der maximale physikalische Ladezustand ist, wobei ein über dem Dauernutzungsmaximalladezustand (8) liegender aktueller physikalischer Ladezustand (3) der Batterie (1) durch Anzeigen eines korrespondierenden, auf eine in dem Normalbetriebsmodus nutzbare Kapazität der Batterie (1) bezogenen Ladezustandswertes von über 100 % an den Nutzer ausgegeben wird.Method (23, 25) for battery management, in which - in a normal operating mode, a battery (1) is only allowed to be charged up to a predetermined continuous use maximum charge state (8), which is smaller than a maximum physical charge state of the battery (1), with a current physical charge state (3 ) is issued to a user by displaying a state of charge value (12) of 100%; - if a manually activatable extended operating mode is activated, the battery (1) is allowed to charge up to a predetermined extended maximum charge level (5) which is greater than the sustained use maximum charge level (8) and smaller than the maximum physical charge level, with a value above the sustained use maximum charge level ( 8) the current physical state of charge (3) of the battery (1) is output to the user by displaying a corresponding state of charge value of over 100%, based on a capacity of the battery (1) that can be used in the normal operating mode. Verfahren (23, 25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbetriebsmodus nur manuell durch einen Nutzer aktivierbar ist.Method (23, 25) according to claim 1 , characterized in that the expansion mode of operation can only be activated manually by a user. Verfahren (23, 25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aktivierung des Erweiterungsbetriebsmodus dieser jeweils für einen dann aktuell laufenden Ladevorgang oder, wenn aktuell kein Ladevorgang läuft, der Erweiterungsbetriebsmodus für den nächsten Ladevorgang verwendet wird.Method (23, 25) according to one of the preceding claims, characterized in that when the extended operating mode is activated, it is used for a current charging process or, if no charging process is currently running, the extended operating mode is used for the next charging process. Verfahren (23, 25) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbetriebsmodus nur dann für den nächsten Ladevorgang verwendet wird, wenn dieser innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ab der Aktivierung des Erweiterungsbetriebsmodus beginnt.Method (23, 25) according to claim 3 , characterized in that the extended operating mode is only used for the next loading process if this starts within a predetermined period of time from the activation of the extended operating mode. Verfahren (23, 25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbetriebsmodus automatisch deaktiviert wird, wenn nach Aktivierung des Erweiterungsbetriebsmodus und Aufladen der Batterie (1) über den Dauernutzungsmaximalladezustand (8) hinaus durch Entladen der Batterie (1) wieder der Dauernutzungsmaximalladezustand (8) erreicht wird.Method (23, 25) according to one of the preceding claims, characterized in that the extended operating mode is automatically deactivated if, after activating the extended operating mode and charging the battery (1) beyond the continuous use maximum charge state (8) by discharging the battery (1), the continuous use maximum state of charge (8) is reached. Verfahren (23, 25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbetriebsmodus unabhängig vom dann aktuellen physikalischen Ladezustand (3) automatisch deaktiviert wird, wenn bei aktiviertem Erweiterungsbetriebsmodus ein aktueller Ladevorgang der Batterie (1) beendet wird.Method (23, 25) according to one of the preceding claims, characterized in that the extended operating mode is automatically deactivated independently of the then current physical state of charge (3) when a current charging process of the battery (1) is terminated with the extended operating mode activated. Verfahren (23, 25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - in dem Normalbetriebsmodus ein Entladen der Batterie (1) nur bis zu einem vorgegebenen Dauernutzungsminimalladezustand (7) zugelassen wird, der größer als ein minimaler physikalischer Ladezustand der Batterie (1) ist, wobei ein dem Dauernutzungsminimalladezustand (7) entsprechender aktueller physikalischer Ladezustand (3) durch Anzeigen eines Ladezustandswertes (16) von 0 % an den Nutzer ausgegeben wird, und - in dem Erweiterungsbetriebsmodus ein Entladen der Batterie (1) nur bis zu einem vorgegebenen Erweiterungsminimalladezustand (4) zugelassen wird, der kleiner als der Dauernutzungsminimalladezustand (7) und größer als der minimale physikalische Ladezustand ist.Method (23, 25) according to one of the preceding claims, characterized in that - in the normal operating mode, discharging of the battery (1) is only permitted down to a predetermined minimum charge state (7) for long-term use, which is greater than a minimum physical charge state of the battery (1 ), wherein a current physical state of charge (3) corresponding to the minimum state of charge (7) for continuous use is output to the user by displaying a state of charge value (16) of 0%, and - in the extended operating mode, the battery (1) is discharged only up to a predetermined level Extension minimum state of charge (4) is allowed, which is smaller than the continuous use minimum state of charge (7) and larger than the minimum physical state of charge. Verfahren (23, 25) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei aktiviertem Erweiterungsbetriebsmodus ein unter dem Dauernutzungsminimalladezustand (7) liegender aktueller physikalischer Ladezustand (3) durch Anzeigen eines korrespondierenden Ladezustandswertes (19) von unter 0 % an den Nutzer ausgegeben wird.Method (23, 25) according to claim 7 , characterized in that when the extended operating mode is activated, a current physical state of charge (3) lying below the minimum continuous use state of charge (7) is output to the user by displaying a corresponding state of charge value (19) of less than 0%. Batteriemanagementeinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die eine Prozessoreinrichtung und einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher aufweist und zum Ausführen eines Verfahrens (23, 25) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.Battery management device, in particular for a motor vehicle, which has a processor device and a computer-readable data memory coupled thereto and is set up to carry out a method (23, 25) according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug, aufweisend eine Traktionsbatterie (1), eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines aktuellen Ladezustandswertes (12, 14, 16, 19, 21) für die Traktionsbatterie (1) und eine Batteriemanagementeinrichtung nach Anspruch 9.Motor vehicle having a traction battery (1), a display device for displaying a current state of charge value (12, 14, 16, 19, 21) for the traction battery (1) and a battery management device claim 9 .
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