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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen, ob in einem Energiespeicher eine bestimmte Mindestenergiemenge gespeichert ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Besonders an die 12-Volt- und 48-Volt-Batterien, aber auch an Hochvolt-Batterien, werden immer höhere Anforderungen bezüglich funktionaler Sicherheit gestellt. Insbesondere die noch verfügbare Energie ist hierbei besonders wichtig, um genug Reserve zur Sicherstellung aller FuSi (Funktionale Sicherheit)-relevanten Funktionen zu haben. Dabei soll vor allem sichergestellt werden können, dass eine bestimmte Mindestenergiemenge in einem solchen Energiespeicher noch zur Verfügung steht. Um dies zu gewährleisten, ist es erforderlich, möglichst sicher ermitteln zu können, wie viel Energie aktuell in einem Energiespeicher gespeichert ist. Um den Ladezustand einer Batterie zu ermitteln, werden oftmals Kennlinienfelder verwendet, insbesondere solche, die einen Zusammenhang zwischen der Ruhespannung einer Batterie und ihrem aktuellen Ladezustand definieren. Wird die Ruhespannung der Batterie gemessen, so kann mithilfe eines solchen Kennlinienfeldes der zugehörige Ladezustand bestimmt werden. Dies setzt jedoch voraus, dass eine solche Kennlinie zumindest näherungsweise eine eindeutige Zuordnung erlaubt. Mit Bleibatterien und manchen Lithium-Ionen-Batterien, z.B. Lithium-Eisenphosphat-Batterien, ist jedoch eine solche FuSi-konforme Ladezustandsbestimmung schwierig, da gerade bei Blei- und Lithium-Eisenphosphat-basierten Zellchemien aus der Ruhespannung kein sauberer Ladezustand abgeleitet werden kann. Mit anderen Worten verlaufen die Kennlinien über weite Ladezustandsbereiche relativ flach. Damit ändert sich die Ruhespannung für verschiedene Ladezustände kaum. Durch die Messung der Ruhespannung kann demnach nicht eindeutig auf einen genauen Ladezustandsbereich geschlossen werden. Damit sind nachteiligerweise der Ladezustand und damit auch die Restenergie in einem Energiespeicher bei Blei- und Lithium-Ionen- beziehungsweise Lithium-Eisenphosphatbatterien nur mit großem Aufwand oder gar nicht ASIL(Automotive Safety Integrity Level)-konform bestimmbar. Somit ist eine FuSi-relevante Verwendung dieser Größen schwer bis unmöglich. Daher wird oftmals entweder die Batterie massiv überdimensioniert oder eine zweite Batterie als Redundanz eingebaut. Beides verursacht hohe Kosten. Alternativ wird das Problem funktional angegangen, um eine Dekomposition des ASIL-Levels zu erreichen. Dies verlagert das Problem nur, schafft weitere Komplexität im System und erhöht außerdem wiederum die Kosten.
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Die
DE 10 2019 135 291 A1 beschreibt ein Verfahren zum Schätzen der verbleibenden Energie in einem Batteriepack mit in Reihe geschalteten Zellen oder Zellgruppen. Das Verfahren beinhaltet das Messen von Batterieparametern, einschließlich einer Batteriespannung, einem Batteriestrom und einer Batterietemperatur. Die Steuerung schätzt eine statische Ladezustandsdifferenz und einen stromabhängigen Ladezustandswert in Echtzeit unter Verwendung der Parameter, einschließlich der Berechnung des statischen Ladezustandswerts als Differenz zwischen einem durchschnittlichen Ladezustand des Batteriepacks und einem Ladezustand einer schwächsten oder niedrigsten Energiezellengruppe. Der stromabhängige Ladezustandswert ist ein prozentualer Ladezustandswert pro Einheit des Stroms. Der statische Ladezustandswert und der stromabhängige Ladezustandswert werden über einen Multiparameter-Zustandsschätzblock gefiltert. Unter Verwendung der gefilterten Zustandswerte führt die Steuerung eine Steueraktion aus, die auf die geschätzte Restenergie reagiert. Auch hierbei werden Kennlinien für die Leerlaufspannungs-Ladezustands-Beziehung genutzt, insbesondere für Batteriechemien, zum Beispiel bestimmte Lithium-Ionen-Batterien, die eine eindeutigere Zuordnung erlauben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Steuereinrichtung bereitzustellen, die es erlauben, mit möglichst hoher Zuverlässigkeit zu bestimmen, ob in einem Energiespeicher eine bestimmte Mindestenergiemenge gespeichert ist, selbst wenn der Energiespeicher eine Ruhespannungskennlinie aufweist, die über große Bereiche des Ladezustands relativ flach verläuft.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen, ob in einem Energiespeicher eine bestimmte Mindestenergiemenge gespeichert ist, wird zunächst der Energiespeicher derart bereitgestellt, dass die bestimmte Mindestenergiemenge zu einem Ladezustand des Energiespeichers korrespondiert, der kleiner oder gleich einem bestimmten Ladezustandsgrenzwert ist. Weiterhin ist dem Energiespeicher zumindest eine Last-Kennlinie zugeordnet, welche mehreren verschiedenen Spannungswerten der am Energiespeicher unter Last abgreifbaren Spannung korrespondierende Ladezustandswerte des Ladezustands zuordnet, wobei die mindestens eine Last-Kennlinie einen charakteristischen Bereich aufweist, der die Last-Kennlinie in einen ersten Linienabschnitt mit einer ersten Verlaufscharakteristik und einen zweiten Linienabschnitt mit einer zweiten Verlaufscharakteristik gliedert, wobei der erste Linienabschnitt einem ersten Ladezustandsbereich zugeordnet ist und der zweite Linienabschnitt einem zweiten Ladezustandsbereich zugeordnet ist, und wobei der charakteristische Bereich dem bestimmten Ladezustandsgrenzwert zugeordnet ist. Weiterhin werden zeitlich aufeinanderfolgend mehrere Spannungswerte des Energiespeichers unter Last ermittelt und in Abhängigkeit von einem Verlauf der mehreren Spannungswerte bestimmt, ob ein zu dem zeitlich zuletzt ermittelten Spannungswert korrespondierender aktueller Ladezustand des Energiespeichers oberhalb des bestimmten Ladezustandsgrenzwerts liegt, und falls der aktuelle Ladezustand oberhalb des bestimmten Ladezustandsgrenzwerts liegt, bestimmt wird, dass im Energiespeicher aktuell die bestimmte Mindestenergiemenge gespeichert ist.
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Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass es Zellchemien beziehungsweise Batteriechemien gibt, zum Beispiel Natrium-Ionen-Zellen, die bezüglich ihrer Spannungskennlinie unter Last eine sehr interessante Besonderheit zeigen: Werden solche Batterien beispielsweise von einem hohen Ladezustandsbereich ausgehend bei konstantem Strom entladen, so bleibt ihre Spannung bis zu einem bestimmten Ladezustandsgrenzwert, der bei Natrium-Ionen-Zellen typischerweise bei zirka 40 Prozent SOC (State of Charge) liegt, nahezu konstant. Darunter bricht sie deutlich ein. Somit kann man beispielsweise genau diesen Einbruch nutzen, um mit einer einfachen FuSi-konformen Strom-Spannungsmessung das Erreichen von zirka 40 Prozent SOC, oder im Allgemeinen den bestimmten Ladezustandsgrenzwert, sicher zu erkennen. Dieser Ladezustandsgrenzwert beziehungsweise der korrespondierende charakteristische Bereich dieser Last-Kennlinie separiert die Kennlinie sozusagen in zwei Linienabschnitte mit unterschiedlichen Verlaufscharakteristiken, nämlich der erste und zweiten Verlaufscharakteristik. Dieser charakteristische Bereich lässt sich also einfach durch die Unterschiedlichkeit dieser Verlaufscharakteristiken identifizieren, sodass es vorteilhafterweise mit sehr hoher Sicherheit möglich ist festzustellen, ob man sich nunmehr im ersten Ladezustandsbereich oder im zweiten Ladezustandsbereich befindet. Zudem beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass es nicht erforderlich ist, den aktuellen Ladezustand genau zu ermitteln, um zu bestimmen, ob noch eine gewünschte Mindestenergiemenge im Energiespeicher enthalten ist. Hierfür ist es bereits nämlich ausreichend festzustellen, ob der Ladezustand aktuell oberhalb oder unterhalb des bestimmten Ladezustandsgrenzwerts liegt, was anhand der charakteristischen Kennlinie einfach bestimmbar ist. Der aktuelle Ladezustandswert an sich muss dabei also gar nicht genau ermittelt werden können. Damit ist es im Folgenden möglich, die Batterie über 40 Prozent SOC zu halten beziehungsweise so zu betreiben, dass ihr Ladezustand immer oberhalb dieses Ladezustandsgrenzwerts liegt. Damit kann der Rest als FuSi-Reserve verwendet werden, d.h. die im Energiespeicher gespeicherte, zu den 40 Prozent korrespondierende Restenergie. Insbesondere ist dadurch, dass der Energiespeicher so dimensioniert ist, dass die Mindestenergiemenge, die als diese FuSi-Reserve dient, zu einem Ladezustand korrespondiert, der kleiner ist als der besagte Ladezustandsgrenzwert. Wird also der Ladezustand des Energiespeichers immer oberhalb dieses Ladezustandsgrenzwerts gehalten, so ist damit gleichzeitig auch gewährleistet, dass im Energiespeicher immer die geforderte Mindestenergiemenge enthalten ist. Eine derartige Dimensionierung lässt sich einfach durch geeignete Wahl der Kapazität des Energiespeichers bereitstellen. Diese wiederum lässt sich einfach z.B. durch das Vorsehen mehr oder weniger Batteriezellen geeignet dimensionieren. Außerdem ist damit einfach bestimmbar, wie viel Energie im Worst Case noch als FuSi-Reserve zur Verfügung steht.
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Grundsätzlich ist dieses Verfahren auch für Lithium-lonen-Batterien als Energiespeicher anwendbar, da auch diese zum Teil einen charakteristischen Kennlinien-Bereich aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn als Energiespeicher eine Natrium-Ionen-Batterie verwendet wird. Die Last-Kennlinie stellt also entsprechend die einer Natrium-Ionen-Batterie dar. Diese weist typischerweise einen sehr einfach erkennbaren, charakteristischen Bereich, sozusagen in Form eines Knicks der Linie, auf. Somit kann gerade für Natrium-Ionen-Batterien sehr einfach und zuverlässig bestimmt werden, ob der aktuelle Ladezustand größer oder kleiner ist als der vorbestimmte Ladezustandsgrenzwert, und entsprechend auch, ob im Energiespeicher noch die gewünschte Mindestenergiemenge enthalten ist oder nicht.
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Beim Energiespeicher kann es sich um eine Hochvolt-Batterie handeln, eine Mittelvolt-Batterie oder eine Niedervolt-Batterie, also zum Beispiel um eine Batterie mit einer Batteriespannung von mehr als 60 Volt, oder zum Beispiel von 48 Volt im Falle einer Mittelvolt-Batterie oder von 12 Volt im Falle einer Niedervolt-Batterie. Gerade die Anwendung dieses Verfahrens für Nieder- oder Mittelvolt-Batterien ist besonders vorteilhaft, da die eingangs beschriebenen Anforderungen gerade hier zum Tragen kommen. Weiterhin kann das den Energiespeicher umfassende Kraftfahrzeug als Elektrofahrzeug, Hybridfahrzeug oder auch rein verbrennungsmotorisch betriebenes Kraftfahrzeug ausgebildet sein. Damit gestaltet sich das Verfahren für alle Fahrzeugarten besonders vorteilhaft.
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Der Ladezustand wird üblicherweise auch als SOC (State of Charge) bezeichnet. Weiterhin wird der Ladezustand in Prozent angegeben und bezieht sich typischerweise auf eine aktuelle Gesamtkapazität des Energiespeichers. Diese kann sich im Laufe der Zeit verändern. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert. Daher ist es vorteilhaft, wenn der Energiespeicher so dimensioniert wird, dass die bestimmte Mindestenergiemenge zu einem Ladezustand des Energiespeichers korrespondiert, der zumindest zu Beginn der Lebenszeit des Energiespeichers um einen vorgegebenen Wert kleiner ist als der bestimmte Ladezustandsgrenzwert. Hierdurch kann die sich im Laufe der Lebenszeit des Energiespeichers verringernde Gesamtkapazität berücksichtigt werden. Mit anderen Worten ist dann selbst, wenn sich die Kapazität des Energiespeichers verringert, noch sichergestellt, dass die Mindestenergiemenge immer zu einem Ladezustand des Energiespeichers korrespondiert, der kleiner ist als der bestimmte Ladezustandsgrenzwert. Der Ladezustand, zu welchem diese Mindestenergiemenge korrespondiert, kann sich bei Veränderung der Kapazität des Energiespeichers ebenfalls korrespondierend verändern. Dies soll noch einmal anhand des folgenden theoretischen Zahlenbeispiels veranschaulicht werden: Weist der Energiespeicher zu Beginn seiner Lebenszeit zum Beispiel eine Gesamtkapazität von 40 Amperestunden auf und entspricht die bestimmte Mindestenergiemenge zum Beispiel 4 Amperestunden, so korrespondiert diese Mindestenergiemenge zu einem Ladezustand von 10 Prozent des Energiespeichers. Verringert sich beispielsweise die Gesamtkapazität des Energiespeichers im Laufe seiner Lebensdauer auf die Hälfte, das heißt auf 20 Amperestunden, so korrespondiert dann die geforderte Mindestenergiemenge von 4 Amperestunden zu einem Ladezustand von 20 Prozent SOC statt der anfänglichen 10 Prozent SOC.
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Weiterhin kann es sich beim Energiespeicher um eine einzelne Batteriezelle oder auch um einen Zellverbund mit mehreren Batteriezellen handeln. Darüber hinaus lässt sich das Verfahren für den Energiespeicher, wenn dieser mehrere Zellen umfasst, auf den Energiespeicher als Ganzes anwenden, für jeweilige Zellguppen oder für jede seiner Zellen einzeln. Mit anderen Worten kann zum Beispiel beim Ermitteln des zumindest einen Spannungswerts des Energiespeichers eine Gesamtspannung des Energiespeichers ermittelt werden oder auch die einzelnen Zellspannungen oder Einzelspannungen von Zellgruppen des Energiespeichers. Eine Zellgruppe kann zum Beispiel mehrere zueinander parallel geschaltete Batteriezellen umfassen. Die durch Zellgruppen oder nicht parallel geschaltete Zellen fließenden Ströme sind gleich dem Gesamtstrom des Energiespeichers. Somit können als gemessener Spannungswert sowohl die Einzelspannungen der Zellen beziehungsweise Zellgruppen verwendet werden als auch die Gesamtspannung des Energiespeichers. Dies ist sehr vorteilhaft, da zum Beispiel die einzelnen Spannungen der Zellen oder Zellgruppen mehrerer parallel geschalteter Zellen typischerweise ohnehin in Rahmen einer Energiespeicherüberwachung und/oder zum Zwecke des Zellbalancings fortwährend erfasst werden. Somit können diese ohnehin gemessenen Spannungswerte in gleicher Weise auch verwendet werden, um zu bestimmen, ob im Energiespeicher die bestimmte Mindestenergiemenge gespeichert ist oder nicht.
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Die zumindest eine Last-Kennlinie kann dabei eine für mindestens einen bestimmten Temperaturbereich definierte Last-Kennlinie bereitgestellt sein. Dabei können im Allgemeinen nicht nur eine solche Last-Kennlinie, sondern zum Beispiel auch verschiedene Last-Kennlinien für verschiedene Temperaturbereiche bereitgestellt sein. Auch kann die Last-Kennlinie zu einem Laststrom innerhalb eines bestimmten Laststrombereichs korrespondieren. Auch hier können wiederum verschiedene Last-Kennlinien für unterschiedliche Laststrombereiche bereitgestellt sein. Insbesondere können auch Last-Kennlinien für Lade- beziehungsweise Entladeströme in korrespondierender Weise bereitgestellt sein. Damit einhergehend kann zu jedem erfassten Spannungswert auch ein korrespondierender Stromwert des Energiespeichers erfasst werden und/oder ein Temperaturwert der aktuellen Temperatur des Energiespeichers. Die charakteristischen Bereiche der jeweiligen Last-Kennlinien können dabei grundsätzlich auch zu unterschiedlichen Ladezustandsgrenzwerten korrespondieren. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, wenn der Energiespeicher beziehungsweise dessen initiale Kapazität in Anpassung auf den niedrigsten dieser bestimmten Ladezustandsgrenzwerte dimensioniert wird. Mit anderen Worten kann der Energiespeicher dann derart bereitgestellt sein, dass die bestimmte Mindestenergiemenge zu einem Ladezustand des Energiespeichers korrespondiert, der kleiner oder gleich dem kleinsten der bestimmten Ladezustandsgrenzwerte ist. Vor allem gerade bei Natrium-Ionen-Batterien hat sich jedoch gezeigt, dass der charakteristische Bereich für die verschiedenen erwähnten Last-Kennlinien immer zu ungefähr dem gleichen Ladezustandsgrenzwert korrespondiert, nämlich den oben erwähnten 40 Prozent SOC. Die Kennlinien selbst können zwar zum Beispiel mit einem Offset gegeneinander verschoben sein, und auch die Kennlinien, die zu Ladezuströmen und die zu Entladeströmen korrespondieren, können hinsichtlich ihrer Steigung oder Verlauf in den jeweiligen Linienabschnitten unterschiedlich sein, jedoch die Lage des charakteristischen Bereichs, der die beiden Linienabschnitte voneinander separiert, liegt auch hier immer typischerweise bei zirka dem gleichen Ladezustandsgrenzwert, nämlich 40 Prozent SOC. Dies hat den großen Vorteil, dass so quasi jederzeit, das heißt unabhängig von der aktuellen Höhe des Laststroms und auch unabhängig von seinem aktuellen Vorzeichen, sehr zuverlässig ermittelt werden kann, ob noch die bestimmte Mindestenergiemenge im Energiespeicher gespeichert ist oder nicht. Insbesondere, wenn ermittelt wird, dass der aktuelle Ladezustands größer ist als der bestimmte Ladezustandsgrenzwert, kann zuverlässig festgestellt werden, dass noch die bestimmte Mindestenergiemenge im Energiespeicher gespeichert ist. Die zusätzliche Erfassung der Temperatur und des Energiespeicherstroms hat den Vorteil, dass sich hierdurch der charakteristische Bereich der Kennlinie leichter identifizieren lässt, und insbesondere anhand der Temperatur- und/oder Strom-spezifischen ersten und zweiten Verlaufscharakteristik auch, auf welcher Seite des charakteristischen Bereichs man sich aktuell befindet.
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Wird dagegen beispielsweise festgestellt, dass der aktuelle Ladezustand nicht größer ist als der bestimmte Ladezustandsgrenzwert, und zum Beispiel kleiner ist als dieser, so kann bestimmt werden, dass nicht mehr sichergestellt ist, dass die bestimmte Mindestenergiemenge im Energiespeicher gespeichert ist. In diesem Fall kann zum Beispiel eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden oder entsprechende Maßnahmen durch das Fahrzeug eingeleitet werden. Beispielsweise kann der Energiespeicher zunächst aufgeladen werden müssen, bevor eine Weiterfahrt möglich ist. Ein Aufladen kann zum Beispiel über das Anschließen an eine kraftfahrzeugexterne Energiequelle erfolgen oder auch durch Aktivieren eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs, falls vorhanden, oder durch ein Laden über eine andere kraftfahrzeuginterne Energiequelle, zum Beispiel eine Brennstoffzelle oder ähnliches. Erst wenn wieder sichergestellt ist, dass im Energiespeicher die bestimmte Mindestenergiemenge gespeichert ist, kann eine Aufnahme des Fahrbetriebs wieder freigegeben werden.
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Daher stellt es also eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, dass, falls der aktuelle Ladezustand nicht oberhalb des bestimmten Ladezustandsgrenzwerts liegt, bestimmt wird, dass zumindest nicht sicher ist, dass im Energiespeicher aktuell die bestimmte Mindestenergiemenge gespeichert ist, und insbesondere eine Funktion ausgelöst wird. Eine solche Funktion kann also eine der oben beschriebenen Maßnahmen darstellen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in Abhängigkeit von dem Verlauf der ermittelten Spannungswerte und einem Vergleich des Verlaufs mit der ersten und/oder zweiten Verlaufscharakteristik bestimmt, ob der aktuelle Ladezustand oberhalb des bestimmten Ladezustandsgrenzwert liegt oder nicht. Im Allgemeinen umfasst der erste Ladezustandsbereich Ladezustandswerte, die kleiner sind als die vom zweiten Ladezustandsbereich umfassten Ladezustandswerte. Der erste Ladezustandsbereich kann zum Beispiel von 0 Prozent bis 40 Prozent SOC gehen und der zweite Ladezustandsbereich dann von 40 Prozent SOC bis 100 Prozent SOC. Wie oben bereits beschrieben, verläuft die Last-Kennlinie oberhalb des Ladezustandsgrenzwerts beziehungsweise ihres charakteristischen Bereichs relativ flach. Hier ändern sie die zu den unterschiedlichen Ladezustandswerten korrespondierenden Spannungswerte also nicht beziehungsweise kaum. Erst bei Ladezuständen unterhalb des Ladezustandswerts nehmen auch die korrespondierenden Spannungswerte deutlich ab. Der geradlinige Verlauf dieser Spannungswerte im zweiten Ladezustandsbereich kann sozusagen zur zweiten Verlaufscharakteristik korrespondieren und die Abnahme der Spannungswerte im ersten Ladezustandsbereich zu niedrigeren Ladezuständen hin zur ersten Verlaufscharakteristik. Daher ist es sehr vorteilhaft, wenn der Verlauf der gemessenen Spannungswerte also zum Beispiel mit der ersten und/oder zweiten Verlaufscharakteristik verglichen wird, um zu ermitteln, auf welcher Seite man sich aktuell in Bezug auf den charakteristischen Bereich der Last-Kennlinie befindet. Dies kann umso zuverlässiger ermittelt werden, wenn mehrere Spannungswerte bestimmt werden. Zusätzlich zu den jeweiligen Spannungswerten kann darüber hinaus, wie oben bereits erwähnt, auch immer der zugeordnete Stromwert bestimmt werden. Der Strom muss zur Durchführung des Verfahren jedoch nicht konstant sein sondern kann sich auch ändern.
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Der zeitliche Verlauf der erfassten mehreren Spannungswerte kann vor dem Vergleich mit der ersten und/oder zweiten Verlaufscharakteristik auch einer Vorverarbeitung, z.B. einer Mittelung unterzogen werden, oder auf andere Weise, zum Beispiel durch Filterung, von Ausreißern befreit werden. Gerade durch Betrachten des Verlaufs mehrerer Spannungswerte lässt sich besonders zuverlässig feststellen, ob man sich aktuell im ersten oder im zweiten Ladezustandsbereich befindet. Verlaufen, wie oben beschrieben, die mehreren Spannungswerte näherungsweise konstant, so befindet man sich also aktuell im zweiten Ladezustandsbereich oberhalb des Ladezustandsgrenzwerts, und falls nicht, befindet man sich im ersten Ladezustandsbereich.
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Daher stellt es eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn überprüft wird, ob sich die ermittelten Spannungswerte im zeitlichen Verlauf gemäß einer dritten Verlaufscharakteristik verändern oder nicht, wobei, wenn sich die Spannungswerte im zeitlichen Verlauf gemäß der dritten Verlaufscharakteristik, welche zur zweiten Verlaufscharakteristik der Last-Kennlinie korrespondiert, verändern, bestimmt wird, dass der aktuelle Ladezustand oberhalb des bestimmten Ladezustandsgrenzwerts liegt, insbesondere wobei die Spannungswerte sich gemäß der dritten Verlaufscharakteristik ändern, wenn sie sich innerhalb vorbestimmter Grenzen nicht ändern und/oder eine Änderung des zeitlichen Verlaufs der Spannungswerte kleiner ist als ein vorbestimmter Grenzwert, zumindest im Mittelpunkt. Die Spannungswerte können dabei insbesondere relativ häufig bestimmt werden, zum Beispiel mehrmals pro Sekunde. Darauf basierend lässt sich sehr zuverlässig ein zeitlicher Spannungswerteverlauf bereitstellen, der im Mittel eine zuverlässige Aussage darüber zulässt, auf welcher Seite der Last-Kennlinie man sich befindet, das heißt im Bereich des ersten oder des zweiten Linienabschnitts. Hierzu werden also nicht die Absolutspannungswerte miteinander verglichen, sondern eben Verlaufscharakteristiken. Diese sind aufgrund des charakteristischen Verlaufs der beschriebenen Last-Kennlinie deutlich aussagekräftiger.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird, wenn festgestellt wird, dass sich die Spannungswerte nicht gemäß der dritten Verlaufscharakteristik ändern, bestimmt, dass der aktuelle Ladezustand unterhalb des bestimmten Ladezustandsgrenzwerts liegt. Infolgedessen kann in vorteilhafter Weise bestimmt werden, dass nicht mehr sichergestellt ist, dass die bestimmte Mindestenergie im Energiespeicher gespeichert ist. Dann können oben bereits beschriebene Maßnahmen ergriffen werden. Insbesondere, wenn die ermittelten Spannungsmesswerte sich vorbestimmt stark ändern und/oder eine Änderung des zeitlichen Verlaufs der Spannungswerte, zumindest im Mittel, größer oder gleich dem vorbestimmten Grenzwert ist, kann festgestellt werden, dass sich die Spannungswerte nicht gemäß der dritten Verlaufscharakteristik ändern.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die mehreren Spannungswerte ermittelt, während der Laststrom aus dem Energiespeicher fließt oder während ein Ladestrom in den Energiespeicher fließt. Mit anderen Worten ist das Verfahren sowohl während des Ladens als auch Entladens des Energiespeichers anwendbar. Unter Umständen können hierbei die Vergleichskriterien, z.B. die Definition der dritten Verlaufscharakteristik, der ermittelten Spannungswerte mit der genannten Last-Kennlinie etwas modifiziert werden, um dem Umstand Rechnung zu tragen, dass die Last-Kennlinien für unterschiedliche Ströme, insbesondere Vorzeichen der Lastströme, unterschiedlich sein können. Denkbar ist es zum Beispiel auch, dass das Verfahren nur oder zum Großteil nur dann angewandt wird, wenn der Energiespeicher entladen wird, das heißt ein aus dem Energiespeicher fließender Laststrom fließt. Dies hat nämlich den Vorteil, dass die Spannungswerte der Last-Kennlinie unterhalb des bestimmten Ladezustandsgrenzwerts noch stärker abnehmen, das heißt zu niedrigeren Ladezuständen hin, als beim Laden. Mit anderen Worten verläuft der erste Kennlinienabschnitt im Falle eines Entladevorgangs steiler als beim Ladevorgang. Damit lässt noch zuverlässiger detektieren, ob der Energiespeicher aktuell einen Ladezustand im erste oder zweiten Ladezustandsbereich aufweist.
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Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine aktuelle Kapazität des Energiespeichers ermittelt und in Abhängigkeit von der aktuell ermittelten Kapazität wird bestimmt, ob der vorgegebene Ladezustandsgrenzwert zu einer vorbestimmten Mindestenergiemenge korrespondiert, die im Energiespeicher gespeichert ist, wenn dieser einen Ladezustand aufweist, der größer ist als der Ladezustandsgrenzwert. Wie eingangs bereits beschrieben, ändert sich die Kapazität des Energiespeichers im Laufe dessen Lebensdauer und nimmt insbesondere ab. Dadurch, dass die aktuelle Kapazität des Energiespeichers ermittelt wird, kann vorteilhafterweise überprüft und damit auch immer sichergestellt werden, ob der vorgegebene Ladezustandsgrenzwert immer noch zu einem Ladezustand korrespondiert, der größer oder gleich dem Ladezustand ist, zu welchem die Mindestenergiemenge korrespondiert, die im Energiespeicher gespeichert sein soll. Ist dies beispielsweise nicht mehr der Fall beziehungsweise hat die Kapazität unter einen vorgegebenen Grenzwert abgenommen, so kann wiederum eine Warnung ausgegeben werden und/oder der Energiespeicher kann ausgetauscht werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die aktuelle Kapazität ermittelt, indem der Batteriestrom über die Zeit integriert wird, ausgehend von einem vollgeladenen Zustand des Energiespeichers bis zum Erreichen des Ladezustandsgrenzwerts oder ausgehend von einem zum Ladezustandsgrenzwert korrespondierenden Ladezustand bis zum vollgeladenen Zustand des Energiespeichers. Um die Energiereserve für ASIL-Funktionen auch bei gealterten Batterien beziehungsweise Energiespeichern sicherstellen zu können, kann also vorteilhafterweise neben dem Ladezustandsgrenzwert auch die absolute Kapazität des Energiespeichers berücksichtigt werden. Aus der Entladecharakteristik zum Beispiel einer Natrium-Ionenchemie ergibt sich aber auch hier eine vorteilhafte Möglichkeit, die noch verbleibende Batteriekapazität abzuschätzen: Anstatt wie bei anderer Chemie einen vollen Entlade- oder Ladezyklus machen zu müssen, reicht es hier nämlich aus, von einer vollen Batterie auf den Knickpunkt, d.h. den charakteristischen Bereich, hin, oder vom Knickpunkt der Kennlinie ab die Batterie vollzuladen. Auf diese Weise kann auch auf die Kapazität geschlossen werden, ohne den Benutzer zu beeinträchtigen, da dabei die FuSi-Reserve nicht verwendet wird. Mit anderen Worten muss der Energiespeicher nicht unter den Ladezustandsgrenzwert entladen werden, um die Kapazität zu bestimmen. Dies wäre dann nämlich bei bestimmten Anwendungen nur im Stillstand des Fahrzeugs möglich, da das Fahrzeug, wenn die FuSi-Reserve im Energiespeicher nicht gespeichert ist, das heißt dieser nicht die bestimmte Mindestenergiemenge umfasst, nicht gefahren werden darf. Während des Ladens oder Entladens kann auch hier wiederum die Spannung des Energiespeichers beziehungsweise dessen Zellen gemessen werden. Anhand des Spannungsverlaufs kann der „Knick“ detektiert werden. Somit kann zum Ermitteln der Kapazität einfach vom vollgeladenen Zustand bis zur Detektion dieses Knicks entladen werden oder ab Detektion des Knicks vollgeladen werden. Die über die Zeit integrierte Strommenge kann dann zu einem Kapazitätsanteil ins Verhältnis gesetzt werden, der sich aus der Differenz zwischen 100 Prozent SOC und dem Ladezustandsgrenzwert ergibt, also im vorliegenden Beispiel zum Beispiel 60 Prozent. Mittels Dreisatz kann auf die aktuelle Gesamtkapazität zurückgerechnet werden, das heißt auf 100 Prozent SOC.
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Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Bestimmen, ob in einem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs eine bestimmte Mindestenergiemenge gespeichert ist oder nicht. Dabei ist der Energiespeicher so ausgelegt, dass die bestimmte Mindestenergiemenge zu einem Ladezustand des Energiespeichers korrespondiert, der kleiner oder gleich einem bestimmten Ladezustandsgrenzwert ist. Weiterhin ist dem Energiespeicher zumindest eine, z.B. in einem Speicher der Steuereinrichtung gespeicherte, Last-Kennlinie für den Energiespeicher zugeordnet, welche mehreren verschiedenen Spannungswerten der am Energiespeicher unter Last abgreifbaren Spannung korrespondierende Ladezustandswerte des Ladezustands zuordnet, wobei die mindestens eine Last-Kennlinie einen charakteristischen Bereich aufweist, der die Last-Kennlinie in einen ersten Linienabschnitt mit einer ersten Verlaufscharakteristik und einen zweiten Linienabschnitt mit einer zweiten Verlaufscharakteristik gliedert, wobei der erste Linienabschnitt einem ersten Ladezustandsbereich zugeordnet ist und der zweite Linienabschnitt einem zweiten Ladezustandsbereich zugeordnet ist, wobei der charakteristische Bereich dem bestimmten Ladezustandsgrenzwert zugeordnet ist. Weiterhin ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, zeitlich aufeinanderfolgend mehrere Spannungswerte des Energiespeichers unter Last zu ermitteln und in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf der erfassten Spannungswerte zu bestimmen, ob ein zu dem zeitlich zuletzt ermittelten Spannungswert korrespondierender aktueller Ladezustand des Energiespeichers oberhalb des bestimmten Ladezustandsgrenzwerts liegt, und falls der aktuelle Ladezustand oberhalb des bestimmten Ladezustandsgrenzwerts liegt, zu bestimmen, dass im Energiespeicher die bestimmte Mindestenergiemenge gespeichert ist. Andernfalls wird durch die Steuereinrichtung, wie bereits beschrieben, bestimmt, dass die bestimmte Mindestenergiemenge nicht mit Sicherheit im Energiespeicher gespeichert ist.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.
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Die Steuereinrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer oder einen Computerverbund diesen veranlassen, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann z.B. zumindest teilweise als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) ausgestaltet sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Die Befehle können als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) bereitgestellt sein.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Last-Kennlinie für einen Ladevorgang zur Verwendung für ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 3 eine schematische Darstellung einer Last-Kennlinie für einen Entladevorgang zur Verwendung bei einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Kraftfahrzeug 10 weist dabei einen Energiespeicher 12 auf sowie eine Steuereinrichtung 14. Der Energiespeicher 12 kann im Allgemeinen als Niedervolt-Energiespeicher, zum Beispiel 12-Volt-Batterie, Mittelvolt-Energiespeicher, zum Beispiel 48-Volt-Batterie, oder auch als Hochvolt-Energiespeicher, insbesondere Hochvolt-Batterie, ausgebildet sein. Bevorzugt umfasst der Energiespeicher 12 eine oder mehrere Batteriezellen, die als Natrium-Ionen-Zellen ausgebildet sind. Natrium-Ionen-Zellen zeigen bezüglich ihrer Spannungskennlinie unter Last eine sehr interessante Besonderheit. Bei einem Entladen bleibt die Spannung bis zirka 40 Prozent SOC bei einem konstanten Strom nahezu konstant, darunter bricht sie deutlich ein. Diese Besonderheit kann in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine gewisse Mindestenergiemenge M aktuell im Energiespeicher 12 gespeichert ist oder nicht beziehungsweise ob dies nicht mehr zuverlässig bestimmt werden kann. Dazu kann auf einfache Weise der Energiespeicher 12 so dimensioniert werden, das heißt hinsichtlich seiner Kapazität C, dass diese Mindestenergiemenge M zu einem Ladezustand SOC0 korrespondiert, der unter einem bestimmten Ladezustandsgrenzwert G liegt, der im Falle bei der genannten Natrium-Ionen-Chemie bei zirka 40 Prozent SOC liegt. Der Energiespeicher 12 kann dabei insbesondere vorteilhafterweise so konzipiert beziehungsweise hinsichtlich seiner Kapazität C ausgelegt werden, dass zumindest zu Beginn der Lebensdauer des Energiespeichers 12 der Ladezustandsgrenzwert G um einen vorbestimmten Wert Δ größer ist als der der Mindestenergiemenge M zugeordnete Ladezustandswert SOC0. Dadurch kann auch im Laufe der Alterung des Energiespeichers 12 sichergestellt werden, dass selbst bei verminderter Kapazität immer noch die Mindestenergiemenge M im Energiespeicher 12 gespeichert ist, wenn festgestellt wird, dass der aktuelle Ladezustand des Energiespeichers 12 oberhalb des Grenzwerts G liegt. Um nun zu ermitteln, ob der aktuelle Ladezustand des Energiespeichers 12 oberhalb dieses Grenzwerts G liegt oder nicht, können die in 2 und 3 dargestellten Kennlinien verwendet werden, wie sie später näher erläutert werden. Zu diesem Zweck nutzt die Steuereinrichtung 14 unter anderem auch die von einer Messeinrichtung erfassten Spannungswerte U, sowie die zugehörigen Stromwerte I. Mit einer einfachen FuSi-konformen Strom-Spannungsmessung kann nämlich das Erreichen von zirka 40 Prozent SOC, das heißt des Ladezustandsgrenzwerts G, anhand des nunmehr näher erläuterten Spannungseinbruchs der Kennlinien sicher erkannt werden.
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2 zeigt hierzu ein Beispiel für einen Last-Kennlinie 16 bei Raumtemperatur mit einem Ladestrom von 0,33 C, d.h. mit einem Ladestrom der den Energiespeicher vom komplett entladenen Zustand innerhalb von 3 Stunden komplett volllädt. Die Last-Kennlinie 16 weist einen charakteristischen Bereich B auf, der dem Ladezustandsgrenzwert G zugeordnet ist, und der die Kennlinie 16 in einen ersten Linienabschnitt 16a und einen zweiten Linienabschnitt 16b gliedert. Der erste Linienabschnitt 16a ist dabei einem ersten Ladezustandsbereich ΔSOC1 zugeordnet, und der zweite Linienabschnitt 16b einem zweiten Ladezustandsbereich ΔSOC2. Der erste Linienabschnitt 16a weist hierbei eine deutlich größere Steigung auf als der zweite Linienabschnitt 16b, indem die Spannungswerte U quasi konstant sind.
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Ähnliches gilt auch für die Last-Kennlinie 18, wie sie in 3 dargestellt ist. 3 zeigt dabei insbesondere die Last-Kennlinie 18 für einen Ladestrom zum Laden des Energiespeichers 12 von 0,33 C bei Raumtemperatur. Auch diese Last-Kennlinie weist einen charakteristischen Bereich B' auf, der zum Ladezustandsgrenzwert G korrespondiert, der hierbei wiederum zirka bei 40 Prozent SOC liegt und der entsprechend die Kennlinie 18 in einen ersten Linienabschnitt 18a und einen zweiten Linienabschnitt 18b gliedert, wobei auch hier wiederum der erste Linienabschnitt 18a zu einem ersten Ladezustandsbereich ΔSOC1 korrespondiert und der zweite Linienabschnitt 18b zu einem zweiten Ladezustandsbereich ΔSOC2. Hierbei ist noch anzumerken, dass sich in dem Beispiel in 3 der obere Ladezustandswert des zweiten Ladezustandsbereichs ΔSOC2 von dem aus 1 unterschiedet und dass diese Werte von 100 Prozent SOC verschieden sind und die Kennlinie 16, 18 in den sehr hohen Ladezustandsbereichen oberhalb des zweiten Ladezustandsbereichs ΔSOC2 nicht mehr konstant verläuft. Dieser obere Bereich ist jedoch vorliegend nicht relevant, da sich dieser hohe Ladezustandsbereich sehr einfach bestimmen lässt und nicht mit dem ersten Ladezustandsbereich ΔSOC1 verwechselt werden kann. Beispielsweise besitzt die Ladezustandsbestimmung mittels Stromintegration eine ausreichende Genauigkeit, um diesen hohen Ladezustandsbereich zu identifizieren, da dieser einen sehr großen Abstand zum ersten Ladezustandsbereich ΔSOC1 hat. Außerdem schließt sich dieser hohe Bereich ausgehend vom Bereich des nahezu konstanten Spannungsverlaufs nach oben hin an und der erste Ladezustandsbereich dagegen nach unten hin, was somit einfach anhand der aktuellen Stromrichtung ausgehend vom zweiten Ladezustandsbereich unterschieden werden kann.
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Werden nun beispielsweise im Betrieb des Kraftfahrzeugs 10 kontinuierlich oder quasi kontinuierlich die Spannungswerte U des Energiespeichers 12 und die zugehörigen Stromwerte I gemessen, so kann anhand ihres Verlaufs bestimmt werden, ob man sich aktuell links oder rechts vom entsprechenden charakteristischen Bereich B, B' befindet. Verlaufen die gemessenen Spannungswerte, zum Beispiel für einen bestimmten Lade- oder Entladestrom I, quasi konstant oder ändern diese sich nur geringfügig, zumindest im Mittel, so kann darauf geschlossen werden, dass man sich rechts vom Ladezustandsgrenzwert G befindet, das heißt also im zweiten Ladezustandsbereich ΔSOC2. In diesem Fall kann sicher bestimmt werden, dass die gewünschte Mindestenergiemenge M sicher im Energiespeicher 12 noch vorhanden ist. Nehmen die Messwerte, zum Beispiel beim Entladen des Energiespeichers 12, signifikant ab oder beim Laden des Energiespeichers 12 signifikant zu, so wird darauf geschlossen, dass man sich entsprechend links vom charakteristischen Bereich B, B` der korrespondierenden Last-Kennlinie 16, 18 befindet, das heißt also im ersten Ladezustandsbereich ΔSOC1. Infolgedessen wird bestimmt, dass nicht mehr sichergestellt ist, dass die gewünschte Mindestenergiemenge M noch im Energiespeicher 12 vorhanden ist. Dann können entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Diese können entsprechend von der Steuereinrichtung 14 initialisiert werden. Im Übrigen soll die Steuereinrichtung 14 dazu ausgelegt sein, die beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen.
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Für die verwendete Natrium-Ionen-Batterie 12 werden also vorzugsweise die stromabhängigen Entladekurven oder Ladekurven während der Zellqualifizierung aufgenommen, und darauf basierend die entsprechenden Kennlinien 16, 18 bereitgestellt. Diese zeigen den typischen Knick B, B` wie beschrieben bei zirka 40 Prozent SOC. Ferner wird dann der noch vorhandene Energieinhalt bestimmt. Dieser sollte groß genug sein, um alle Anforderungen der funktionalen Sicherheit noch zu erfüllen. Entsprechend wird die Batteriegröße, das heißt deren Kapazität C, dementsprechend gewählt, dass zum Ende der Garantie oder statistischen Lebenszeit, oder was auch immer als Kriterium im jeweiligen Fahrzeugprojekt verwendet wird, dieser Reserveenergieinhalt noch reicht, um die FuSi-Anforderung des Fahrzeugs 10 zu erfüllen.
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Im Fahrzeug 12 kann nun aus Strom- und Spannungsmessungen, die mit heute üblichen Methoden bereits ASIL-abgesichert erfolgen, bestimmt werden, ob man rechts oder links vom Knickpunkt B, B` ist. Entsprechend ist auch direkt klar, ob für die ASIL-Funktionen nötige Energiereserve M noch bereitgestellt werden kann oder nicht.
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Um die Energiereserve M für ASIL-Funktionen auch bei gealterten Batterien 12 sicherstellen zu können, kann weiterhin neben dem Grenz-SOC G auch die absolute Kapazität C der Batterie 12 berücksichtigt werden. Aus der Entladecharakteristik beispielsweise der Natrium-Ionen-Chemie ergibt sich aber auch hier eine vorteilhafte Möglichkeit, die noch verbleibende Batteriekapazität C abzuschätzen: Anstatt, wie bei anderer Chemie, einen vollen Entlade- oder Ladezyklus machen zu müssen, reicht es hier, von einer vollen Batterie 12, das heißt von 100 Prozent SOC, auf den Knickpunkt B` hin oder vom Knickpunkt B ab die Batterie 12 vollzuladen. Auf diese Weise kann auch auf die Kapazität C geschlossen werden, ohne den Benutzer zu beeinträchtigen, da dabei die FuSi-Reserve N nicht verwendet wird.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung die Bestimmung eines FuSi-konformen SOC und Restenergieinhalt beim Einsatz einer Natriumlonen-Batterie bereitgestellt werden kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen haben den großen Vorteil, dass durch geschickte Dimensionierung der Batterie unter Ausnutzung der Kennlinie einfach durch Strom- und Spannungsmessung eine ASIL-konforme Restenergie und ein Rest-SOC bereitgestellt werden können. Es kann damit auf eine genaue SOC-Bestimmung in weiten Bereichen verzichtet werden, da einfach nur auf rechts oder links vom Knickpunkt geprüft werden kann. Die Adaption über Alterung der Batterie kann auch dabei ohne Einfluss auf den Benutzer bzw. ohne Minderung dessen Komfort stattfinden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019135291 A1 [0003]
