DE102022200007A1

DE102022200007A1 - Method and device for learning how to parameterize an aging model and providing an aging status for a device battery using a parameterized no-load voltage characteristic

Info

Publication number: DE102022200007A1
Application number: DE102022200007.2A
Authority: DE
Inventors: Christian Simonis; Stefan Schindler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-01-03
Filing date: 2022-01-03
Publication date: 2023-07-06
Also published as: CN116381498A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Bestimmen eines kapazitätsbezogenen Alterungszustands (SOH-C) einer Gerätebatterie (41) in einem technischen Gerät (4), mit folgenden Schritten:- Durchführen (S3) eines Ladevorgangs oder Entladevorgangs der Gerätebatterie (41) von einem ersten Ladezustand (SOCrelax,1) einer ersten Ladezustandsschwelle zu einem zweiten Ladezustand (SOCrelax,2) einer zweiten Ladezustandsschwelle;- jeweiliges Messen (S2) einer Leerlauf-Klemmenspannung, insbesondere im relaxierten Zustand der Gerätbatterie (41), bei dem ersten (SOCrelax,1) und dem zweiten Ladezustand (SOCrelax,2);- Ermitteln (S4) einer zugeführten elektrischen Ladung während des Ladevorgangs oder Entladevorgangs;- Durchführen eines iterativen Verfahrens zur Ermittlung des kapazitätsbezogenen Alterungszustands (SOH-C), mit den Schritten:◯ Bestimmen (S6) eines vorläufigen kapazitätsbezogenen Alterungszustands (SOH-C) abhängig von einem Ladezustandshub zwischen dem ersten Ladezustand (SOCrelax,1) und dem zweiten Ladezustand (SOCrelax,2) der zugeführten elektrischen Ladung und einer Gesamtkapazität der Gerätebatterie (41) bei Inbetriebnahme;◯ Bestimmen (S5) des ersten (SOCrelax,1) und/oder des zweiten Ladezustands (SOCrelax,2) abhängig von der entsprechenden Leerlauf-Klemmenspannung und dem vorläufigen Alterungszustand mithilfe eines vorgegebenen alterungsabhängigen OCV-Modells, das eine Abhängigkeit eines Ladezustands von einem Alterungszustand (SOH-C) und einer Leerlauf-Klemmenspannung (U) beschreibt, wobei nach dem Erfüllen eines vorgegebenen Konvergenzkriteriums der kapazitätsbezogene Alterungszustand (SOH-C) dem vorläufigen kapazitätsbezogenen Alterungszustands entspricht (S8).The invention relates to a computer-implemented method for determining a capacity-related state of health (SOH-C) of a device battery (41) in a technical device (4), with the following steps: - Carrying out (S3) a charging process or discharging process of the device battery (41) from a first State of charge (SOCrelax,1) of a first state of charge threshold to a second state of charge (SOCrelax,2) of a second state of charge threshold; - respective measurement (S2) of an open-circuit terminal voltage, in particular in the relaxed state of the device battery (41), in the first (SOCrelax,1 ) and the second state of charge (SOCrelax,2);- Determining (S4) an electrical charge supplied during the charging process or discharging process;- Carrying out an iterative method for determining the capacity-related aging state (SOH-C), with the steps:◯ Determining (S6 ) a provisional capacity-related aging state (SOH-C) depending on a state of charge swing between the first state of charge (SOCrelax,1) and the second state of charge (SOCrelax,2) of the electrical charge supplied and a total capacity of the device battery (41) upon commissioning;◯ Determining ( S5) the first (SOCrelax,1) and/or the second state of charge (SOCrelax,2) depending on the corresponding no-load terminal voltage and the provisional aging state using a predefined age-dependent OCV model that shows a dependence of a state of charge on an aging state (SOH- C) and an open-circuit terminal voltage (U), wherein after a predetermined convergence criterion has been met, the capacity-related state of health (SOH-C) corresponds to the provisional capacity-related state of health (S8).

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung betrifft netzunabhängig betriebene elektrische Geräte mit Gerätebatterien, insbesondere elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge, insbesondere Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, und weiterhin Maßnahmen zur Bestimmung eines aktuellen Alterungszustands (SOH: State of Health) der Gerätebatterie.The invention relates to electrical devices operated independently of the mains with device batteries, in particular electrically driven motor vehicles, in particular electric vehicles or hybrid vehicles, and also to measures for determining a current state of health (SOH: State of Health) of the device battery.

Technischer HintergrundTechnical background

Die Energieversorgung von netzunabhängig betriebenen elektrischen Geräten und Maschinen, wie z. B. elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen, erfolgt mithilfe von Gerätebatterien bzw. Fahrzeugbatterien. Diese liefern elektrische Energie zum Betrieb der Geräte bzw. Fahrzeuge.The power supply of mains-independent electrical devices and machines such. B. electrically powered motor vehicles, using device batteries or vehicle batteries. These provide electrical energy to operate the devices or vehicles.

Gerätebatterien degradieren über ihre Lebensdauer und abhängig von deren Belastung bzw. Nutzung. Diese sogenannte Alterung führt zu einer kontinuierlich abnehmenden maximalen Leistungs- bzw. Speicherkapazität. Der Alterungszustand entspricht einem Maß zur Angabe der Alterung von Gerätebatterien. Gemäß der Konvention weist eine neue Gerätebatterie einen Alterungszustand in Bezug auf seine verfügbare Gesamtkapazität von 100 % auf, der im Laufe seiner Lebensdauer zusehends abnimmt. Ein Maß der Alterung der Gerätebatterie (zeitliche Änderung des Alterungszustands) hängt von einer individuellen Belastung der Gerätebatterie, d. h. bei Fahrzeugbatterien von Kraftfahrzeugen vom Nutzungsverhalten eines Fahrers, externen Umgebungsbedingungen und vom Fahrzeugbatterietyp ab.Device batteries degrade over their service life and depending on their load and use. This so-called aging leads to a continuously decreasing maximum performance and storage capacity. The state of health is a measure of the aging of portable batteries. By convention, a new portable battery exhibits a 100% total available capacity deterioration condition that progressively decreases over its lifetime. A measure of the aging of the device battery (change in the state of aging over time) depends on an individual load on the device battery, i. H. in vehicle batteries of motor vehicles on the usage behavior of a driver, external environmental conditions and the vehicle battery type.

Der Alterungszustand (State of Health, SOH) einer Gerätebatterie, dessen Wert in einem Batteriesteuergerät (Battery Control Unit, BCU) berechnet und gespeichert ist, wird im Falle einer Fahrzeugbatterie in einer Autowerkstatt im Zuge der Inspektion über die OBD-Schnittstelle mit dem Diagnosegerät ausgelesen. Diese Alterungszustandswerte wurden zuvor vom Batteriesteuergerät während oder nach der Fahrt, während oder nach dem Ladevorgang, im dynamischen oder stationären Zustand, zu unterschiedlichen Bedingungen und abhängig vom verwendeten Algorithmus zur Bestimmung des Alterungszustands bestimmt.The state of health (SOH) of a device battery, the value of which is calculated and stored in a battery control unit (Battery Control Unit, BCU), is read out in the case of a vehicle battery in a car workshop during the inspection via the OBD interface with the diagnostic device . These state of health values were previously determined by the battery control unit during or after the journey, during or after the charging process, in the dynamic or stationary state, under different conditions and depending on the algorithm used to determine the state of health.

Ein standardisiertes Verfahren zur Bestimmung des Alterungszustands ist derzeit nicht bekannt. Allgemein wird dem aus dem Batteriesteuergerät ausgelesenen Alterungszustand vertraut, der jedoch eine hohe Un-/Genauigkeit (~ 5 %) aufweist. Ein genauerer Wert des Alterungszustands bietet für die Abschätzung des Restwertes der Gerätebatterie große Vorteile und Planungssicherheit.A standardized method for determining the state of aging is currently not known. In general, the aging status read from the battery control unit is trusted, but it is highly imprecise/precise (~ 5%). A more precise value of the aging status offers great advantages and planning security for estimating the residual value of the device battery.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Ermitteln eines Alterungszustands einer Gerätebatterie eines technischen Geräts gemäß Anspruch 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch vorgesehen.According to the invention, a method for determining an aging state of a device battery of a technical device according to claim 1 and a corresponding device according to the independent claim are provided.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further developments are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein computerimplementiertes Verfahren zum Bestimmen eines kapazitätsbezogenen Alterungszustands einer Gerätebatterie in einem technischen Gerät vorgesehen, mit folgenden Schritten:

- Durchführen eines Ladevorgangs oder Entladevorgangs der Gerätebatterie von einem ersten Ladezustand einer ersten Ladezustandsschwelle zu einem zweiten Ladezustand einer zweiten Ladezustandsschwelle;
- Jeweiliges Messen einer Leerlauf-Klemmenspannung, insbesondere im relaxierten Zustand der Gerätbatterie, bei dem ersten und dem zweiten Ladezustand;
- Ermitteln einer zugeführten elektrischen Ladung während des Ladevorgangs oder Entladevorgangs;
- Durchführen eines iterativen Verfahrens zur Ermittlung des kapazitätsbezogenen Alterungszustands, mit den Schritten:
- o Bestimmen eines vorläufigen kapazitätsbezogenen Alterungszustands abhängig von einem Ladezustandshub zwischen dem ersten Ladezustand und dem zweiten Ladezustand, der zugeführten elektrischen Ladung und einer Gesamtkapazität der Gerätebatterie bei Inbetriebnahme;
- o Bestimmen des ersten und/oder des zweiten Ladezustands abhängig von der entsprechenden Leerlauf-Klemmenspannung und dem vorläufigen Alterungszustand mithilfe eines vorgegebenen alterungsabhängigen OCV-Modells, das eine Abhängigkeit eines Ladezustands von einem Alterungszustand und einer Leerlauf-Klemmenspannung beschreibt,

wobei nach dem Erfüllen eines vorgegebenen Konvergenzkriteriums der kapazitätsbezogene Alterungszustand dem vorläufigen kapazitätsbezogenen Alterungszustands entspricht.According to a first aspect, a computer-implemented method for determining a capacity-related state of health of a device battery in a technical device is provided, with the following steps:

- Carrying out a charging process or discharging process of the device battery from a first state of charge of a first state of charge threshold to a second state of charge of a second state of charge threshold;
- Respectively measuring an open-circuit terminal voltage, in particular in the relaxed state of the device battery, in the first and the second state of charge;
- Determining a supplied electrical charge during the charging process or discharging process;
- Carrying out an iterative process to determine the capacity-related state of health, with the steps:
- o Determination of a provisional capacity-related state of health depending on a state of charge swing between the first state of charge and the second state of charge, the electrical charge supplied and a total capacity of the device battery when it is put into operation;
- o Determination of the first and/or the second state of charge depending on the corresponding no-load terminal voltage and the provisional aging state using a specified age-dependent OCV model, which describes a dependency of a state of charge on an aging state and an no-load terminal voltage,

wherein after a predetermined convergence criterion has been met, the capacity-related aging status corresponds to the provisional capacity-related aging status.

Der Alterungszustand einer Gerätebatterie wird üblicherweise nicht direkt gemessen. Dies würde ein Öffnen der Batterie-Zellen und deren Vermessung in einer Prüfstandsmessung oder alternativ eine Reihe von Sensoren im Inneren der Gerätebatterie erfordern, was die Herstellung einer solchen Gerätebatterie kostenintensiv sowie aufwändig machen und den Raumbedarf vergrößern würde. Zudem sind alltagstaugliche Messverfahren zur direkten Alterungszustandsbestimmung in den Gerätebatterien noch nicht auf dem Markt verfügbar.The aging condition of a device battery is usually not measured directly. This would require opening the battery cells and measuring them in a test bench measurement or, alternatively, a series of sensors inside the device battery, which would make the production of such a device battery cost-intensive and complex and would increase the space requirement. In addition, measuring methods suitable for everyday use for directly determining the state of aging in portable batteries are not yet available on the market.

Der Alterungszustand wird derzeit in einem Batteriesteuergerät, das batterienah vorgesehen ist, ermittelt und im Zuge einer Inspektion oder Wartung des Geräts ausgelesen. Die bereitgestellten Alterungszustände werden dabei während der Fahrt oder nach einem Ladevorgang zu unterschiedlichen Bedingungen und abhängig vom verwendeten Algorithmus zur Alterungszustandsbestimmung ermittelt. Die verwendeten Verfahren können teilweise erheblich variieren, so dass eine Vergleichbarkeit von aus den Batteriesteuergeräten ausgelesenen Alterungszuständen über Fahrzeuge hinweg in der Regel nicht möglich ist. Die Ungenauigkeiten können bis zu 5 % betragen. Dabei ist die genaue Bestimmung des Alterungszustands für den Gerätenutzer wichtig, da sich daraus eine verbleibende Restlebensdauer der Gerätebatterie und entsprechend die künftige Nutzungsmöglichkeit des Geräts ergeben kann.The aging status is currently being determined in a battery control device that is provided close to the battery and is read out in the course of an inspection or maintenance of the device. The aging states provided are determined while driving or after a charging process under different conditions and depending on the algorithm used to determine the aging state. The methods used can sometimes vary considerably, so that it is generally not possible to compare the aging states read from the battery control units across vehicles. The inaccuracies can be up to 5%. The exact determination of the aging status is important for the device user, since this can result in the remaining service life of the device battery and, accordingly, the future use of the device.

Der Alterungszustand (SOH: State of Health) ist bei Gerätebatterien die Schlüsselgröße zur Angabe einer verbleibenden Batteriekapazität oder verbleibenden proportionalen Reichweite bei voller Batterieladung. Der Alterungszustand stellt ein Maß für die Alterung der Gerätebatterie dar. Im Falle einer Gerätebatterie oder eines Batterie-Moduls oder einer Batterie-Zelle kann der Alterungszustand als Kapazitätserhaltungsrate (Capacity Retention Rate, SOH-C) angegeben werden. Die Kapazitätserhaltungsrate SOH-C ist als Verhältnis der gemessenen momentanen Kapazität zu einer Anfangskapazität der vollständig aufgeladenen Batterie angegeben. Diese nimmt mit zunehmender Alterung ab. Alternativ kann der Alterungszustand als Anstieg des Innenwiderstands (SOH-R) bezüglich eines Innenwiderstands zu einem Lebensdauerbeginn der Gerätebatterie angegeben werden. Die relative Änderung des Innenwiderstands SOH-R steigt mit zunehmender Alterung der Batterie an.The aging state (SOH: State of Health) is the key variable for indicating a remaining battery capacity or remaining proportional range when the battery is fully charged for portable batteries. The aging status is a measure of the aging of the device battery. In the case of a device battery or a battery module or a battery cell, the aging status can be specified as a capacity retention rate (SOH-C). The capacity retention rate SOH-C is given as a ratio of the measured instantaneous capacity to an initial capacity of the fully charged battery. This decreases with increasing age. Alternatively, the aging state can be specified as an increase in the internal resistance (SOH-R) in relation to an internal resistance at the beginning of the service life of the device battery. The relative change in internal resistance SOH-R increases as the battery ages.

Eine Möglichkeit, den Alterungszustand einer Gerätebatterie zu bestimmen, besteht darin, die Beziehung zwischen einer Ruhespannung, d. h. einer Leerlauf-Klemmenspannung, nach einer ausreichend langen Relaxationsphase (Zeitdauer nach einem letzten Stromfluss in oder aus der Gerätebatterie) und einem Ladezustand der Gerätebatterie zu nutzen. Der Ladezustand gibt eine in der Gerätebatterie gespeicherte und abrufbare elektrische Ladung bezogen auf die speicherbare Gesamtladung an. Die Beziehung zwischen der Leerlauf-Klemmenspannung nach einer ausreichend langen Relaxationsphase und dem Ladezustand entspricht einer Leerlaufspannungskennlinie oder OCV-Kennlinie (OCV: Open Circuit Voltage), die als OCV-Modell bereitgestellt wird. Die bisher bekannten OCV-Modelle beschreiben zwar die Abhängigkeit der Leerlaufspannung vom Ladezustand und ggf. der Temperatur der Batterie, die Abhängigkeit vom Alterungszustand sowie die Pfadabhängigkeit der Alterungseffekte wird hingegen nicht berücksichtigt. Die Veränderung der OCV-Charakteristik mit fortschreitender Alterung und die Pfadabhängigkeit der Alterungseffekte sind dadurch begründet, dass die Veränderung des Zellverhaltens über die Lebenszeit einzigartig in Bezug auf die Betriebsbedingungen ist, die die Zelle bis zum jeweiligen Zeitpunkt erfahren hat, und es maßgeblich ist, in welcher Abfolge die Betriebsbedingungen auf die Zelle eingewirkt haben.One way to determine the state of health of a portable battery is to look at the relationship between an open circuit voltage, i. H. an open circuit terminal voltage, after a sufficiently long relaxation phase (duration after a last current flow in or out of the device battery) and a state of charge of the device battery. The state of charge indicates an electrical charge stored and retrievable in the device battery in relation to the total charge that can be stored. The relationship between the open circuit terminal voltage after a sufficiently long relaxation period and the state of charge corresponds to an open circuit voltage characteristic or OCV curve (OCV: Open Circuit Voltage), which is provided as an OCV model. The previously known OCV models describe the dependency of the open circuit voltage on the state of charge and, if applicable, the temperature of the battery, but the dependency on the aging state and the path dependency of the aging effects are not taken into account. The change in OCV characteristics with progressive aging and the path dependence of the aging effects are due to the fact that the change in cell behavior over the lifetime is unique in relation to the operating conditions that the cell has experienced up to the point in time and it is crucial in the sequence in which the operating conditions have acted on the cell.

Das obige Verfahren stellt ein Verfahren zur Verfügung, mit dem zuverlässig ein Alterungszustand in einer Messung unter kontrollierten Bedingungen bereitgestellt werden kann. Das Verfahren nutzt die Messung von Leerlauf-Klemmenspannungen und Ladungszählung („Coulomb-Counting“), um den Alterungszustand der Gerätebatterie zu bestimmen. Das obige Verfahren erlaubt es, einen Alterungszustand der Gerätebatterie ohne das Erfassen einer Historie von Betriebsgrößen zu ermitteln.The above method provides a method by which a state of aging can be reliably provided in a measurement under controlled conditions. The method uses the measurement of no-load terminal voltages and charge counting ("Coulomb counting") to determine the aging status of the device battery. The above method makes it possible to determine an aging state of the device battery without recording a history of operating variables.

Der Kern des Verfahrens besteht darin, ein Verfahren zur Bestimmung eines Alterungszustands bereitzustellen, das ein alterungsabhängiges OCV-Modell nutzt. Hierzu werden abhängig von Messungen der Leerlauf-Klemmenspannung entsprechende Ladezustände zugeordnet und zu der zum Erreichen eines Ladezustandshubs benötigten zugeführten elektrischen Ladung ins Verhältnis gesetzt, um den Ladezustand zu bestimmen.The essence of the method is to provide a method for determining an aging state that uses an aging-dependent OCV model. For this purpose, depending on measurements of the no-load terminal voltage, corresponding states of charge are assigned and set in relation to the electrical charge that is supplied and required to achieve a change in the state of charge, in order to determine the state of charge.

Das OCV-Modell kann datenbasiert zum Beispiel in Form eines probabilistischen Regressionsmodells, wie z. B. einem Gauß-pPprozess-Modell, oder mit Hilfe eines parametrischen Modells, wie beispielsweise mit einem Polynominalmodell, abschnittsweise mit Splines oder dergleichen ausgebildet sein.The OCV model can be data-based, for example in the form of a probabilistic regression model, e.g. B. a Gaussian pP process model, or using a parametric model, such as a polynomial model, sections with splines or the like.

Es kann vorgesehen sein, dass die erste Ladezustandsschwelle einem vollständig entladenen Zustand der Gerätebatterie entspricht, wobei das Erreichen des ersten Ladezustands bei Erreichen einer entsprechenden vorgegebenen Spannungsgrenze festgestellt wird. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die zweite Ladezustandsschwelle einem vollständig geladenen Zustand der Gerätebatterie entspricht, wobei das Erreichen des zweiten Ladezustands bei Erreichen einer Ladeschlussspannung festgestellt wird.Provision can be made for the first state of charge threshold to correspond to a completely discharged state of the device battery, with reaching the first state of charge being determined when a corresponding predetermined voltage limit is reached. Provision can furthermore be made for the second state of charge threshold to correspond to a fully charged state of the device battery, with the achievement of the second state of charge being determined when an end-of-charge voltage is reached.

Das Verfahren wird unter kontrollierten Bedingungen, wie zum Beispiel auf einem Prüfstand oder in einer Werkstatt, ausgeführt. Die Messungen werden beispielsweise unter definierten Umgebungsbedingungen durchgeführt. Das Verfahren sieht vor, die Gerätebatterie auf eine untere, erste Ladezustandsschwelle zu entladen, wie beispielsweise unter 5 % bezogen auf die nutzbare Kapazität der Gerätebatterie. Die Bestimmung des Ladezustands erfolgt hier vorläufig auf Basis des durch das Batteriesteuergerät angegebenen Ladezustands. Das Entladen kann durch regulären Betrieb des Fahrzeugs bzw. durch Zuschalten eines Verbrauchers in dem Gerät erreicht werden.The method is carried out under controlled conditions, such as on a test bench or in a workshop. The measurements are carried out under defined environmental conditions, for example. The method provides for the device battery to be discharged to a lower, first state of charge threshold, for example below 5% based on the usable capacity of the device battery. The state of charge is provisionally determined here on the basis of the state of charge specified by the battery control unit. Discharging can be achieved through regular operation of the vehicle or by switching on a consumer in the device.

In Folge wird nach Erreichen der ersten Ladezustandsschwelle durch den Ladezustand nach einer Relaxationszeitdauer, während der kein weiterer Stromfluss in und aus der Batterie zugelassen ist, eine Klemmenspannung im unbelasteten Fall (Leerlauf-Klemmenspannung) gemessen und diese als Messdatensatz bereitgestellt. Der Messdatensatz entspricht also einer Zuordnung einer Leerlauf-Klemmenspannung zu einem vorläufig angenommenen Ladezustand, beginnend mit einem Ladezustand einer (auf die untere, zweite Ladezustandsschwelle bezogenenen) vollständig entladenen Gerätebatterie.As a result, after the state of charge has reached the first state of charge threshold after a relaxation period during which no further current flow is permitted in and out of the battery, a terminal voltage is measured in the unloaded case (open circuit terminal voltage) and this is made available as a measurement data set. The measurement data set thus corresponds to an assignment of an open-circuit terminal voltage to a provisionally assumed state of charge, beginning with a state of charge of a completely discharged device battery (related to the lower, second state of charge threshold).

Anschließend wird die Gerätebatterie unter reproduzierbaren Bedingungen, vorzugsweise mit einer vorgegebenen Leistung, einem vorgegebenen Ladeprofil oder einer vorgegebenen C-Rate, insbesondere mit einem Ladestrom unter 20 % des maximalen zulässigen Ladestroms (Nominalladestroms), und bei einer vorgegebenen Batterietemperatur bis zum Erreichen einer vollständigen Aufladung, d. h. des zweiten Ladezustands bei der zweiten Ladezustandsschwelle, z. B. festgestellt durch das Erreichen einer Ladeschlussspannung, aufgeladen und jeweils nach der Relaxationszeitdauer die Leerlauf-Klemmenspannung im unbelasteten Fall gemessen. Der erhobene Messdatensatz dieser zweiten Messung entspricht den jeweiligen Zuordnungen der Ladezustandsschwelle im entladenen Fall und im vollständig aufgeladenen Fall zu den entsprechenden Leerlauf-Klemmenspannungen.The device battery is then charged under reproducible conditions, preferably with a specified power, a specified charging profile or a specified C rate, in particular with a charging current below 20% of the maximum permissible charging current (nominal charging current), and at a specified battery temperature until it is fully charged , i.e. H. the second state of charge at the second state of charge threshold, e.g. B. determined by reaching a charging end voltage, charged and measured after the relaxation period, the no-load terminal voltage in the unloaded case. The measurement data set collected for this second measurement corresponds to the respective assignments of the state of charge threshold in the discharged case and in the fully charged case to the corresponding no-load terminal voltages.

Ein Alterungszustand, insbesondere ein auf die Batteriekapazität angegebener Alterungszustand, den SOH-C, wird nun abhängig von den zuvor ermittelten Ladezuständen vor und nach einer Aufladephase bestimmt. Alternativ oder ergänzend kann das Verfahren auch in Entladerichtung durchgeführt werden. An aging state, in particular an aging state given for the battery capacity, the SOH-C, is now determined as a function of the previously determined states of charge before and after a charging phase. Alternatively or additionally, the method can also be carried out in the unloading direction.

Die Bestimmung des Alterungszustands erfolgt abhängig von der elektrischen Ladung, die zwischen den zwei Relaxationsphasen, d. h. zwischen dem Endzeitpunkt der Relaxationsphase im entladenen Zustand (z. B. SOH=5%) und dem Endzeitpunkt der Relaxationsphase im vollständig geladenen Zustand (SOH=100%) der Gerätebatterie zugeführt wird. Die Ladung ergibt sich durch zeitliche Integration des gesamten der Batterie zugeführten Ladestroms über der Zeit.The determination of the state of aging depends on the electrical charge between the two relaxation phases, i. H. is supplied to the device battery between the end time of the relaxation phase in the discharged state (e.g. SOH=5%) and the end time of the relaxation phase in the fully charged state (SOH=100%). The charge results from the time integration of the entire charge current supplied to the battery over time.

Die ermittelte Ladung wird anschließend durch die Differenz der den Relaxationsphasen zugeordneten Ladezustandsschwellen (hier 100%-5%) geteilt und auf eine Referenzgesamtkapazität zum Lebensdauerbeginn der Gerätebatterie bezogen, um einen vorläufigen kapazitätsbezogenen Alterungszustand SOH-C zu erhalten.The determined charge is then divided by the difference between the state of charge thresholds assigned to the relaxation phases (here 100%-5%) and related to a total reference capacity at the beginning of the service life of the device battery in order to obtain a provisional capacity-related aging state SOH-C.

Die Berechnung des vorläufigen kapazitätsbezogenen Alterungszustands SOH-C basiert auf dem vorgegebenen alterungszustandsabhängigen OCV-Modell. Die obige Bestimmung des Ladezustands im vollständig entladenen Fall basiert auf einem OCV-Modell, das lediglich entsprechend eines angenommenen Alterungszustands gewählt ist. Basierend auf dem zuletzt bestimmten vorläufigen kapazitätsbezogenen Alterungszustand SOH-C kann nun ein angepasstes OCV-Modell gewählt werden und die im vollständig entladenen Zustand ermittelte Leerlauf-Klemmenspannung einem entsprechenden Ladezustandswert zugeordnet werden.The calculation of the provisional capacity-related state of health SOH-C is based on the specified state-of-age-dependent OCV model. The above determination of the state of charge in the fully discharged case is based on an OCV model that is chosen only according to an assumed state of aging. Based on the last determined provisional capacity-related aging state SOH-C, an adapted OCV model can now be selected and the no-load terminal voltage determined in the fully discharged state can be assigned to a corresponding state of charge value.

Das obige Verfahren zur Berechnung eines vorläufigen kapazitätsbezogenen Alterungszustands kann nun erneut ausgeführt werden. Durch iterative Ausführung der obigen Schritte konvergiert der vorläufige kapazitätsbezogene Alterungszustand, der dann als der tatsächliche Alterungszustand angenommen wird. Das iterative Verfahren endet, beispielsweise wenn sich bei aufeinanderfolgenden Iterationen der vorläufige kapazitätsbezogene Alterungszustand um weniger als einen vorgegebenen Schwellenwert beispielsweise um weniger als 0, 5 % SOH ändert.The above method for calculating a provisional capacity-related state of health can now be carried out again. By iteratively performing the above steps, the preliminary capacitance-related state of health converges, which is then assumed to be the actual state of health. The iterative method ends, for example, when the provisional capacity-related aging state changes by less than a predetermined threshold value, for example by less than 0.5% SOH, in successive iterations.

Zur Durchführung des iterativen Verfahrens ist es notwendig, dass das OCV-Modell mit besonderer Genauigkeit bereitsteht.In order to carry out the iterative process, it is necessary for the OCV model to be available with particular accuracy.

Dazu können die Messdaten für eine Vielzahl von Gerätebatterien gleichen Typs, die im Laufe von Vermessungen der oben beschriebenen Vorgehensweise ermittelt worden sind, in einer Zentraleinheit gesammelt werden. Die Messdaten umfassen den Ladezustand im vollständig entladenen Fall für den im iterativen Verfahren zuletzt ermittelten Alterungszustand und die Leerlauf-Klemmenspannungen nach den entsprechenden Relaxationsphasen nach Erreichen des vollständig entladenen und des vollständig geladenen Zustands.For this purpose, the measurement data for a large number of portable batteries of the same type, which have been determined in the course of measurements using the procedure described above, can be collected in a central unit. The measurement data include the state of charge in the fully discharged case for the aging state last determined in the iterative process and the no-load terminal voltages after the corresponding relaxation phases after reaching the fully discharged and the fully charged state.

Weiterhin können Messdaten nach geräteextern an eine Zentraleinheit zur Bestimmung oder zum Nachtrainieren des vorgegebenen OCV-Modells übermittelt werden, wobei die Messdaten nach jeder Messung bereitgestellt werden und den ersten und zweiten Ladezustand, die jeweilige Leerlauf-Klemmenspannung und den tatsächlichen Alterungszustand umfassen, wobei das OCV-Modell mit den Messdaten nachtrainiert wird.Furthermore, measurement data can be externally sent to a central unit for determination or for Post-training the specified OCV model are transmitted, the measurement data are provided after each measurement and include the first and second state of charge, the respective no-load terminal voltage and the actual aging condition, wherein the OCV model is retrained with the measurement data.

Somit kann in einem datenbasierten OCV-Modell eine Abhängigkeit des Ladezustands von der Leerlauf-Klemmenspannung und dem ermittelten Alterungszustand modelliert werden. Die Trainingsdaten ergeben sich hierbei aus den Leerlauf-Klemmenspannungen nach den entsprechenden Relaxationsphasen, den zugehörigen Ladezuständen und dem durch das iterative Verfahren ermittelten Alterungszustand. Ein solches OCV-Modell wird in dem obigen Verfahren zum Ermitteln des für einen bestimmten vorläufigen Alterungszustand angenommenen Ladezustands verwendet. Das trainierte datenbasierte OCV-Modell kann auch in einem Batteriesteuergerät implementiert werden und so zur Ermittlung eines genauen Werts des Alterungszustands nach Bestimmen einer Leerlauf-Klemmenspannung nach einer Relaxationsphase verwendet werden.Thus, in a data-based OCV model, a dependency of the state of charge on the no-load terminal voltage and the determined aging state can be modeled. The training data result from the no-load terminal voltages after the corresponding relaxation phases, the associated states of charge and the aging state determined by the iterative process. Such an OCV model is used in the above method for determining the state of charge assumed for a specific provisional aging state. The trained data-based OCV model can also be implemented in a battery controller and thus be used to determine an accurate value of the state of health after determining an open circuit terminal voltage after a relaxation phase.

Während des Vermessens unter reproduzierbaren Bedingungen, z. B. auf einem Prüfstand oder einer klimatisierten Ladestation, kann der Ladevorgang bei bestimmten Ladezustandsniveaus unterbrochen werden und entsprechend eine Messung der Leerlauf-Klemmenspannung nach Ablauf einer entsprechenden Relaxationsphase vorgenommen werden. Diese Ladezustandsniveaus können durch Addition eines Quotienten der akkumulierten zugeführten elektrischen Ladung und der maximalen alterungsabhängigen Kapazität (Alterungszustand * Nominalkapazität (bei 100 % SOH)) ausgehend von dem Ladezustand, der für den vollständig entladenen Fall nach Beenden des zuletzt durchgeführten iterativen Messverfahrens festgestellt worden ist, zuverlässig angefahren werden. Beispielsweise kann eine Messung bei für den Alterungszustand sensitiven Bereichen der OCV-Kennlinie, wie beispielsweise bei einem Ladezustandsniveau von SOC = 50 %, durchgeführt werden. Weitere entsprechende Messungen können bei verschiedenen Ladezustandsniveaus vorgenommen werden. Es ergeben sich weitere Messpunkte, um das datenbasierte alterungszustandsabhängige OCV-Modell weiter zu trainieren. Diese Messpunkte (Leerlauf-Klemmenspannungen) werden nach dem Beenden des iterativen Verfahrens abhängig von dem ermittelten Alterungszustand mit korrekten Ladezuständen versehen und zum Training des OCV-Modells verwendet.During the measurement under reproducible conditions, e.g. B. on a test stand or an air-conditioned charging station, the charging process can be interrupted at certain state of charge levels and a measurement of the no-load terminal voltage can be made accordingly after a corresponding relaxation phase. These state of charge levels can be determined by adding a quotient of the accumulated electrical charge supplied and the maximum age-dependent capacity (state of aging * nominal capacity (at 100% SOH)), based on the state of charge that has been determined for the fully discharged case after the end of the last iterative measurement procedure carried out, be approached reliably. For example, a measurement can be carried out in areas of the OCV characteristic curve that are sensitive to the aging state, such as for example at a state of charge level of SOC=50%. Other corresponding measurements can be made at different state of charge levels. There are further measurement points to further train the data-based age-dependent OCV model. After the end of the iterative process, these measuring points (open-circuit terminal voltages) are provided with the correct states of charge depending on the determined aging state and are used to train the OCV model.

Grundlage des obigen Verfahrens ist, die Beziehung zwischen Leerlauf-Klemmenspannung im relaxierten Zustand und Ladezustand der Gerätebatterie zu nutzen und Alterungszustände mithilfe eines bereitgestellten alterungsabhängigen OCV-Modells zu bestimmen. Das datenbasierte OCV-Modell kann dabei durch Messdaten einer Vielzahl von Gerätebatterien erstellt werden. Die Vermessung der Vielzahl von Gerätebatterien mithilfe eines identischen Messverfahrens ermöglicht eine hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit bei der Bestimmung des OCV-Modells, insbesondere dessen Alterungsabhängigkeit.The basis of the above method is to use the relationship between the relaxed state open circuit terminal voltage and the state of charge of the device battery and to determine aging conditions using a provided aging dependent OCV model. The data-based OCV model can be created using measurement data from a large number of device batteries. The measurement of the large number of device batteries using an identical measurement method enables a high degree of accuracy and reproducibility when determining the OCV model, in particular its aging dependency.

Gemäß einer Ausführungsform können eine oder mehrere weitere Ladezustandsschwellen vorgesehen sein, wobei bei Erreichen der weiteren Ladezustände der jeweiligen weiteren Ladezustandsschwellen der Ladevorgang bzw. der Entladevorgang unterbrochen wird und eine Leerlauf-Klemmenspannung, insbesondere im relaxierten Zustand der Gerätebatterie, gemessen wird, wobei als Messdaten die weiteren Ladezustände mit den zugehörigen Leerlauf-Klemmenspannungen nach geräteextern an die Zentraleinheit übermittelt werden, wobei das OCV-Modell mit den Messdaten nachtrainiert wird.According to one embodiment, one or more further state of charge thresholds can be provided, wherein when the further state of charge of the respective further state of charge thresholds is reached, the charging process or the discharging process is interrupted and an open circuit terminal voltage, in particular in the relaxed state of the device battery, is measured, with the measured data being the further states of charge with the associated no-load terminal voltages are transmitted externally to the central unit, with the OCV model being retrained with the measurement data.

Insbesondere können die Messdaten einer Vielzahl von insbesondere gleichartigen Gerätebatterien an die Zentraleinheit übermittelt werden, so dass das OCV-Modell mit den Messdaten der Vielzahl von Gerätebatterien nachtrainiert wird.In particular, the measurement data from a large number of device batteries, in particular of the same type, can be transmitted to the central unit, so that the OCV model is retrained with the measurement data from the large number of device batteries.

Es kann vorgesehen sein, dass die zu vermessende Gerätebatterie aus der Vielzahl von Gerätebatterien zur Vermessung insbesondere entsprechend einem Bayes'schen Optimierungsverfahren ausgewählt wird.Provision can be made for the device battery to be measured to be selected from the large number of device batteries for measurement, in particular in accordance with a Bayesian optimization method.

Der Ladevorgang bzw. der Entladevorgang kann bei einer definierten Umgebungstemperatur und/oder Batterietemperatur und einem definierten Lade- bzw. Entladeprofil mit einem Verlauf einer vorgegebenen Lade- bzw. Entladeleistung gemäß einem vorgegebenen Lade- bzw. Entladeprofil durchgeführt werden. Die reproduzierbaren Bedingungen können durch eine Vermessung z. B. unter Labor-Bedingungen oder in einer klimatisierten Ladestation erreicht werden. Die definierten Lade- bzw. Entladeprofile können die entsprechenden Relaxationsphasen zu den vorgegebenen Ladezustandsschwellen vorsehen.The charging or discharging process can be carried out at a defined ambient temperature and/or battery temperature and a defined charging or discharging profile with a course of a predetermined charging or discharging power according to a predetermined charging or discharging profile. The reproducible conditions can be measured by measuring z. B. under laboratory conditions or in an air-conditioned charging station. The defined charging and discharging profiles can provide the corresponding relaxation phases for the specified state of charge thresholds.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines der oben beschriebenen Verfahren vorgesehen.According to a further aspect, a device for carrying out one of the methods described above is provided.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Bereitstellung von fahrer- und fahrzeugindividuellen Betriebsgrößen zur Bestimmung eines Alterungszustands einer Fahrzeugbatterie in einer Zentraleinheit;
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Erstellen eines Alterungszustandsmodells für eine Vielzahl von Gerätebatterien gleichen Typs;
3 einen beispielhaften Verlauf der OCV-Kennlinie einer Batterie für zwei verschiedene Alterungszustände;
4 eine Veranschaulichung einer Abhängigkeit zwischen dem Ladezustand und der Leerlauf-Klemmenspannung für einen bestimmten Bereich des Alterungszustands; und
5 eine Veranschaulichung der Häufigkeitsverteilung von Leerlauf-Klemmenspannungen über verschiedene Alterungszustände für bestimmte während des Messverfahrens vermessene Ladezustände.

Embodiments are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a schematic representation of a system for providing driver and vehicle-specific operating variables for determining an aging condition of a vehicle battery in a central unit;
2 a flowchart to illustrate a method for creating a state of health model for a plurality of portable batteries of the same type;
3 an exemplary course of the OCV characteristic of a battery for two different states of aging;
4 an illustration of a dependency between the state of charge and the open circuit terminal voltage for a certain range of the aging state; and
5 an illustration of the frequency distribution of no-load terminal voltages over different aging states for certain states of charge measured during the measurement process.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer Fahrzeugbatterie als Gerätebatterie in einem Kraftfahrzeug als technisches Gerät beschrieben. Das Kraftfahrzeug kann zur Ermittlung eines Alterungszustands in einer Werkstatt oder einem Prüfstand vermessen werden. Das Vermessen erlaubt rekonstruierbare Bedingungen, wie beispielsweise eine konstante Batterietemperatur, vorzusehen, sodass der Alterungszustand mit besonderer Genauigkeit bestimmt werden kann.The method according to the invention is described below using a vehicle battery as a device battery in a motor vehicle as a technical device. The motor vehicle can be measured in a workshop or on a test bench to determine an aging condition. The measurement allows reconstructable conditions, such as a constant battery temperature, to be provided, so that the state of health can be determined with particular accuracy.

Das obige Beispiel steht stellvertretend für eine Vielzahl von stationären oder mobilen Geräten mit netzunabhängiger Energieversorgung, wie beispielsweise Fahrzeuge (Elektrofahrzeuge, Pedelecs usw.), Anlagen, Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräte, IOT-Geräte und dergleichen, die über eine entsprechende Kommunikationsverbindung (z. B. LAN, Internet) mit einer geräteexternen Zentraleinheit (Cloud) in Verbindung stehen können.The above example is representative of a large number of stationary or mobile devices with a network-independent energy supply, such as vehicles (electric vehicles, pedelecs, etc.), systems, machine tools, household appliances, IOT devices and the like, which have a corresponding communication connection (e.g. LAN, Internet) can be connected to a device-external central unit (cloud).

1 zeigt ein System 1 zum Sammeln von Flottendaten in einer Zentraleinheit 2 zur Erstellung eines datenbasierten alterungsabhängigen OCV-Modells. Das OCV-Modell dient zur Bestimmung eines Alterungszustands einer Fahrzeugbatterie in einem Kraftfahrzeug. 1 zeigt eine Fahrzeugflotte 3 mit mehreren Kraftfahrzeugen 4. 1 shows a system 1 for collecting fleet data in a central unit 2 for creating a data-based age-dependent OCV model. The OCV model is used to determine the aging condition of a vehicle battery in a motor vehicle. 1 shows a vehicle fleet 3 with several motor vehicles 4.

Eines der Kraftfahrzeuge 4 ist in 1 detaillierter dargestellt. Die Kraftfahrzeuge 4 weisen jeweils eine Fahrzeugbatterie 41, einen elektrischen Antriebsmotor 42 und eine Steuereinheit 43 auf. Die Steuereinheit 43 ist mit einem Kommunikationsmodul 44 verbunden, das geeignet ist, Daten zwischen dem jeweiligen Kraftfahrzeug 4 und einer Zentraleinheit 2 (einer sogenannten Cloud) zu übertragen. Die Fahrzeugbatterie 41 ist mit einem eigenen Batteriesteuergerät 45 versehen, das Spannungs-, Strom- und Temperaturmessungen in der Fahrzeugbatterie 41 vornehmen und kommunizieren kann.One of the motor vehicles 4 is in 1 shown in more detail. The motor vehicles 4 each have a vehicle battery 41 , an electric drive motor 42 and a control unit 43 . The control unit 43 is connected to a communication module 44 which is suitable for transmitting data between the respective motor vehicle 4 and a central unit 2 (a so-called cloud). The vehicle battery 41 is provided with its own battery control unit 45 which can take and communicate voltage, current and temperature measurements in the vehicle battery 41 .

Die Fahrzeuge 4 können zu vorbestimmten Zeitpunkten oder auf Anforderung in einer Werkstatt vermessen werden, um einen Alterungszustand SOH-C unter vorbestimmten Bedingungen zu ermitteln. Das Verfahren zum Bestimmen des Alterungszustands SOH-C wird in der Steuereinheit 43 oder auf einem damit verbundenen Prüfstand ausgeführt und nachfolgend ausführlicher beschrieben.The vehicles 4 can be measured at predetermined times or upon request in a workshop in order to determine an aging state SOH-C under predetermined conditions. The method for determining the aging state SOH-C is carried out in the control unit 43 or on a test bench connected thereto and is described in more detail below.

Das Verfahren zum Ermitteln des Alterungszustands wertet in dem Fahrzeug 4, in dem Prüfstand oder in der Zentraleinheit 2 Messdaten mithilfe eines bereitgestellten datenbasierten OCV-Modells aus, das insbesondere mit Messdaten der Vielzahl von Fahrzeugen 4 mit gleichartigen Gerätebatterien 41 trainiert sein kann.The method for determining the state of health evaluates in the vehicle 4, in the test bench or in the central unit 2 measurement data using a provided data-based OCV model, which can be trained in particular with measurement data from the large number of vehicles 4 with similar device batteries 41.

In der Zentraleinheit 2 wird basierend auf den Messdaten F einer Vielzahl von Fahrzeugen 4 der Fahrzeugflotte 3 das OCV-Modell trainiert bzw. aktualisiert. Das OCV-Modell bildet eine Leerlauf-Klemmenspannung und einen angenommenen Alterungszustand auf einen Ladezustand ab und kann entsprechend dazu genutzt werden, abhängig von einer gemessenen relaxierten Leerlauf-Klemmenspannung einen Ladezustand zu bestimmen. Das OCV-Modell ist vorzugsweise als ein probabilistisches Regressionsmodell, wie z. B. als Gauß-Prozess-Modell oder als Bayes'sches neuronales Netzwerk, ausgebildet.The OCV model is trained or updated in the central unit 2 based on the measurement data F from a large number of vehicles 4 in the vehicle fleet 3 . The OCV model maps an open circuit terminal voltage and an assumed aging state to a state of charge and can accordingly be used to determine a state of charge depending on a measured relaxed open circuit terminal voltage. The OCV model is preferably implemented as a probabilistic regression model, such as e.g. B. as a Gaussian process model or as a Bayesian neural network.

Die Kraftfahrzeuge 4 senden an die Zentraleinheit 2 die Messdaten F. Die Messdaten umfassen für ein Kraftfahrzeug 4 den durch das nachfolgend beschriebene Verfahren ermittelten Alterungszustand, die Leerlauf-Klemmenspannungen, die nach einer vorgegebenen Relaxationszeitdauer nach dem Erreichen einer jeweiligen Ladezustandsschwelle gemessen werden, und die entsprechenden Ladezuständen. Der ermittelte Alterungszustand ergibt sich aus dem Verhältnis der der Fahrzeugbatterie während des Ladevorgangs zugeführten elektrischen Ladung und der gesamten zu einem Inbetriebnahmezeitpunkt speicherbaren Batteriekapazität (Gesamtkapazität bzw. Nominalkapazität). Die Messdaten werden bei einem werkstattseitigen Vermessen der Fahrzeugbatterie 41 oder bei einem Vermessen unter kontrollierten Bedingungen ermittelt und an die Zentraleinheit 2 übertragen.The motor vehicles 4 send the measurement data F to the central unit 2. For a motor vehicle 4, the measurement data include the aging state determined by the method described below, the no-load terminal voltages, which are measured after a specified relaxation period after a respective state of charge threshold has been reached, and the corresponding states of charge. The ascertained aging condition results from the ratio of the electrical charge supplied to the vehicle battery during the charging process and the total battery capacity that can be stored at a point in time when it is put into operation (total capacity or nominal capacity). The measurement data are in a workshop measurement of the vehicle battery 41 or determined in a measurement under controlled conditions and transmitted to the central unit 2.

Die Zentraleinheit 2 weist eine Datenverarbeitungseinheit 21, in der das nachfolgend beschriebene Verfahren zum Sammeln von Messdaten und zum Weiterbilden des OCV-Modells ausgeführt werden kann, und eine Datenbank 22 zum Speichern der Messdaten, Modellparametern des OCV-Modells und dergleichen auf.The central unit 2 has a data processing unit 21 in which the method described below for collecting measurement data and for developing the OCV model can be carried out, and a database 22 for storing the measurement data, model parameters of the OCV model and the like.

In 2 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Alterungszustands zur Anwendung in den Fahrzeugen 4 bzw. auf einem Prüfstand oder unter sonstigen kontrollierten Bedingungen der Fahrzeugbatterie 41 dargestellt. Das Verfahren sieht vor, Fahrzeugbatterien 41 eines zu vermessenden Fahrzeugs 4 gemäß einem standardisierten Messablauf zu vermessen und einen Alterungszustand entsprechen dem nachfolgend beschriebenen Verfahren zu bestimmen. Die so erhaltenen Messdaten können in einer Zentraleinheit 2 ausgewertet werden, das datenbasierte OCV-Modell weiter zu trainieren.In 2 a flow chart is shown to illustrate a method for providing an aging status for use in the vehicles 4 or on a test bench or under other controlled conditions of the vehicle battery 41 . The method provides for measuring vehicle batteries 41 of a vehicle 4 to be measured according to a standardized measuring sequence and determining an aging state according to the method described below. The measurement data obtained in this way can be evaluated in a central unit 2 in order to further train the data-based OCV model.

Allgemein bildet das OCV-Modell ein Kennfeld aus Leerlauf-Klemmenspannung, Alterungszustand und Ladezustand bzw. der verfügbaren Batteriekapazität ab. Die verfügbare Batteriekapazität entspricht einem Absolutwert der zu einem bestimmten Ladezustand abrufbaren elektrischen Energie. Alternativ kann das OCV-Modell die Leerlauf-Klemmenspannung auch auf einen Ladezustand abbilden, der relativ die abrufbare elektrische Energie zu einer gesamten maximal speicherbaren elektrischen Energie angibt. Ein Beispiel für das Kennfeld ist in 3 dargestellt, das die Verläufe der Leerlauf-Klemmenspannung U für zwei beispielhafte Alterungszustände, SOH=100% und SOH=90%, über der abrufbaren elektrischen Energie bzw. der Batteriekapazität C angibt.In general, the OCV model maps a map of open-circuit terminal voltage, state of health and state of charge or the available battery capacity. The available battery capacity corresponds to an absolute value of the electrical energy that can be called up at a specific charge level. Alternatively, the OCV model can also map the no-load terminal voltage to a state of charge that indicates the retrievable electrical energy relative to a total maximum storable electrical energy. An example of the map is in 3 shown, which indicates the curves of the no-load terminal voltage U for two exemplary aging states, SOH=100% and SOH=90%, over the available electrical energy or the battery capacity C.

Dazu wird in Schritt S1 zunächst eine zur Vermessung ausgewählte Fahrzeugbatterie 41 vollständig entladen. Die Auswahl der betreffenden Fahrzeugbatterie 41 kann mithilfe eines an sich bekannten Bayes'schen Optimierungsverfahrens basierend auf dem datenbasierten OCV-Modell erfolgen. For this purpose, in step S1, a vehicle battery 41 selected for measurement is first completely discharged. The relevant vehicle battery 41 can be selected using a Bayesian optimization method known per se based on the data-based OCV model.

Das Entladen kann durch Einschalten eines elektrischen Verbrauchers in dem Fahrzeug 4 erfolgen. Wenn z. B. die Klemmenspannung der Fahrzeugbatterie 41 eine vorbestimmte Spannungsgrenze unterschreitet, wird festgestellt, dass der Ladezustand einer unteren Ladezustandsschwelle entspricht, d. h. beispielsweise einem Ladezustand von weniger als 5 %. Damit gilt die Fahrzeugbatterie 41 als vollständig entladen. Im Detail kann das Anfahren und Erreichen der unteren Ladezustandsschwelle entweder durch eine iterative Konstantstrom-basierte Stufenentladung (mehrere aufeinanderfolgende Konstantstrom-Entladeschritte mit Spannungsabbruchbedingung entsprechend der unteren Spannungsgrenze und iterativ abnehmender Stromamplituden) oder durch eine Konstantstrom-Konstantspannungsentladung mit Stromabbruchbedingung kleiner C/20 (wobei C der Stromrate entsprechend der nominellen Kapazität, d. h. der Referenzgesamtkapazität der Batterie entspricht) erfolgen.The discharging can take place by switching on an electrical consumer in the vehicle 4 . if e.g. B. the terminal voltage of the vehicle battery 41 falls below a predetermined voltage limit, it is determined that the state of charge corresponds to a lower state of charge threshold, d. H. for example, a state of charge of less than 5%. The vehicle battery 41 is thus considered to be completely discharged. In detail, starting up and reaching the lower state of charge threshold can be achieved either by an iterative constant-current-based step discharge (several successive constant-current discharge steps with voltage termination conditions corresponding to the lower voltage limit and iteratively decreasing current amplitudes) or by a constant-current constant-voltage discharge with current termination conditions smaller than C/20 (where C the current rate corresponding to the nominal capacity, i.e. the reference total capacity of the battery).

Nach Erreichen der unteren Ladezustandsschwelle wird nun in Schritt S2 nach einer Relaxationszeitdauer eine Messung der Leerlauf-Klemmenspannung der Fahrzeugbatterie 41 vorgenommen und das Messergebnis zwischengespeichert werden.After the lower state of charge threshold has been reached, the no-load terminal voltage of the vehicle battery 41 is measured in step S2 after a relaxation period, and the measurement result is temporarily stored.

In Folge wird nun in Schritt S3 ein Ladevorgang mit einem konstanten Ladestrom oder einem vorgegebenen Ladeprofil gestartet bzw. vorgenommen, bis eine nächsthöhere Ladezustandsschwelle erreicht ist. Beispielsweise können eine oder mehrere der Ladezustandsschwellen von 20 %, 40 %, 50 %, 70 %, 90 % und 100 % bestimmt sein. Es wird nach dem Erreichen jeder der Ladezustandsschwellen der Ladestrom abgeschaltet und eine Leerlauf-Klemmenspannung nach Verstreichen einer Relaxationszeitdauer nach dem Abschalten des Ladestroms gemessen.As a result, in step S3, a charging process is now started or carried out with a constant charging current or a predetermined charging profile, until a next higher state of charge threshold is reached. For example, one or more of the state of charge thresholds of 20%, 40%, 50%, 70%, 90% and 100% can be determined. After each of the state of charge thresholds has been reached, the charging current is switched off and an open-circuit terminal voltage is measured after a relaxation period has elapsed after the charging current was switched off.

Das Ladeprofil kann dabei so definiert sein, dass die Strom-/Spannungsflanke zu Beginn des Ladevorgangs nachträglich für die Bestimmung des SOHR genutzt werden kann (über Auswertung von dU / dl zum Ladestart). Vorzugsweise kommt ein Konstant-Stromprofil zum Einsatz, das eine hinreichend hohe Flankensteilheit des Stromwertes zum Ladestart aufweist.The charging profile can be defined in such a way that the current/voltage edge at the beginning of the charging process can be used later to determine the SOHR (by evaluating dU/dl at the start of charging). A constant current profile is preferably used which has a sufficiently high edge steepness of the current value at the start of charging.

Die Relaxationszeitdauer kann fest vorgegeben sein oder abhängig von einem Unterschreiten eines Gradienten der Leerlauf-Klemmenspannung bzw. abhängig von einem Gradienten der Batterietemperatur gewählt sein, d. h. eine Erfassung der Leerlauf-Klemmenspannung kann vorgenommen werden, sobald die Spannungsänderung bzw. die Temperaturänderung jeweils einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Nach dem Erreichen der Ladezustandsschwelle von 100 % werden der Zeitpunkt t_relax,1 des Startens des Ladevorgangs, der Zeitpunkt t_relax,2 des Beendens des Ladevorgangs und das während dieser Zeitdauer anliegende Stromprofil i(t) zwischengespeichert. Das Erreichen der Ladezustandsschwelle von 100% entspricht einer vollständig aufgeladenen Fahrzeugbatterie 41 und wird durch das Erreichen einer Ladeschlussspannung festgestellt. Die Ladeschlussspannung einer Gerätebatterie ist von der Zellchemie der Gerätebatterie abhängig, i. d. R. alterungsinvariant und dem Datenblatt der Gerätebatterie zu entnehmen. Um den Einfluss von Überspannungen auf das Erreichen der Ladeschlussspannung zu minimieren, kann ähnlich wie in der Einstellung der unteren Ladezustandsschwelle (s. o.) ein Stufenladungsverfahren bzw. ein Konstantstrom-Konstantspannungsverfahren verwendet werden.The relaxation period can be fixed or selected depending on whether the no-load terminal voltage falls below a gradient or a gradient in the battery temperature, i.e. the no-load terminal voltage can be detected as soon as the voltage change or the temperature change exceeds a predetermined limit value falls below After the state of charge threshold of 100% has been reached _{, the time t relax1} of the start of the charging process, the time t _relax2 of the end of the charging process and the current profile i(t) present during this period are buffered. Reaching the state of charge threshold of 100% corresponds to a fully charged vehicle battery 41 and is determined by reaching an end-of-charge voltage. The end-of-charge voltage of a device battery depends on the cell chemistry of the device dependent on the battery, usually age-invariant and can be found in the data sheet of the device battery. In order to minimize the influence of overvoltages on reaching the end-of-charge voltage, a step charging method or a constant current-constant voltage method can be used, similar to the setting of the lower state of charge threshold (see above).

In Schritt S4 werden kann nun durch Integration des gemessenen Ladestroms i(t) von dem Zeitpunkt t_relax,1 des Startens des Ladevorgangs und dem Zeitpunkt t_relax,₂ des Beendens des Ladevorgangs eine zwischen der unteren, ersten Ladezustandsschwelle SOC_relax,1 für den vollständig entladenen Zustand und der oberen zweiten Ladezustandsschwelle SOC_relax,2 für den vollständig aufgeladenen Zustand der Fahrzeugbatterie 41 zugeführte Ladungsmenge bestimmt werden. Zur Bestimmung des Alterungszustands SOHC wird die ermittelte Ladungsmenge zu dem Ladungshub zwischen der oberen und unteren Ladezustandsschwelle und der Gesamtkapazität (Nominalkapazität) C_0,ref der Fahrzeugbatterie zum Lebensdauerbeginn ins Verhältnis gesetzt wie folgt: $S O H C = \frac{\int_{t_{r e l a x,1}}^{t_{r e l a x,2}} i (t) d t}{(S O C_{r e l a x,2} - S O C_{r e l a x,1}) C_{0, r e f}}$

In step S4, by integrating the measured charging current i(t) from the point in time t _relax,1 of the start of the charging process and the point in time t _relax , ₂ of the end of the charging process, a between the lower, first state of charge threshold SOC _relax,1 for the fully discharged state and the upper second state of charge threshold SOC _relax,2 for the fully charged state of the vehicle battery 41 supplied amount of charge. To determine the state of aging SOHC, the determined amount of charge is related to the charge range between the upper and lower state of charge thresholds and the total capacity (nominal capacity) C _0,ref of the vehicle battery at the beginning of the service life as follows:

S O H C = \frac{\int_{t_{right e l a x,1}}^{t_{right e l a x,2}} i (t) i.e t}{(S O C_{right e l a x,2} - S O C_{right e l a x,1}) C_{0, right e f}}

Die Bestimmung des Alterungszustands gemäß der obigen Vorgehensweise kann zudem abhängig von der Genauigkeit des Messverfahrens entweder probabilistisch oder empirisch einen Konfidenzwert bereitstellen, den man durch Fehlerfortpflanzung auf Basis gängiger Sensorspezifikationen bestimmen kann. Der so ermittelte Alterungszustand ist zunächst vorläufig, da dieser auf einem nur ungenau bestimmten Ladezustand bei vollständig entladener Fahrzeugbatterie basiert.Determining the aging state according to the above procedure can also provide a confidence value either probabilistically or empirically, depending on the accuracy of the measurement method, which can be determined by error propagation on the basis of common sensor specifications. The aging status determined in this way is initially provisional, since it is based on an imprecisely determined charge status when the vehicle battery is completely discharged.

In Schritt S5 wird nun basierend auf der Leerlauf-Klemmenspannung bei vollständig entladener Fahrzeugbatterie 41 und dem ermittelten vorläufigen Alterungszustand SOHC ein vorgegebenes OCV-Modell ausgewertet, das trainiert ist, um eine Leerlauf-Klemmenspannung und einem Alterungszustand einen Ladezustand SOC bereitzustellen. Das OCV-Modell kann von der Zentraleinheit 2 kontinuierlich aktualisiert werden, indem Modellparameter des OCV-Modells an die Fahrzeuge oder einem Prüfstand zur Ermittlung des Alterungszustands gemäß dem obigen Verfahren übertragen werden.In step S5, based on the no-load terminal voltage when the vehicle battery 41 is completely discharged and the provisional state of health SOHC determined, a predefined OCV model is evaluated, which is trained to provide an no-load terminal voltage and a state of charge SOC for an aging state. The OCV model can be continuously updated by the central unit 2 by transmitting model parameters of the OCV model to the vehicles or a test bench for determining the aging condition according to the above method.

Durch die Auswertung des Schritts S5 ergibt sich ein neuer Wert für den Ladezustand SOC_relax,1 bei vollständig entladener Fahrzeugbatterie.The evaluation of step S5 results in a new value for the state of charge SOC _relax,1 when the vehicle battery is completely discharged.

Entsprechend der obigen Berechnung kann nun in Schritt S6 ein aktualisierter vorläufiger Alterungszustand SOHC ermittelt werden. Dieser wird zwischengespeichert.According to the above calculation, an updated provisional aging state SOHC can now be determined in step S6. This is cached.

In Schritt S7 wird nun überprüft, ob eine Änderung des vorläufigen Alterungszustand SOHC zu dem zuvor ermittelten vorläufigen Alterungszustand SOHC unter einem vorgegebenen Änderungsschwellenwert liegt. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), wird das Verfahren mit Schritt S5 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: Nein) wird das Verfahren mit Schritt S8 fortgesetzt.In step S7, a check is now made as to whether a change in the provisional aging state SOHC from the previously determined provisional aging state SOHC is below a predefined change threshold value. If this is the case (alternative: yes), the method continues with step S5. Otherwise (alternative: no), the method continues with step S8.

In Schritt S8 wird der vorläufige Alterungszustand als tatsächlicher Alterungszustand angenommen und dem Fahrzeug 4 bzw. der Fahrzeugbatterie 41 zugeordnet.In step S8 the provisional aging state is assumed to be the actual aging state and assigned to the vehicle 4 or the vehicle battery 41 .

Es ergeben sich als Messdaten F die Leerlauf-Klemmenspannungen für verschiedene Ladezustandsschwellen, die sich aus dem zuletzt verwendeten OCV-Modell abhängig von den Leerlauf-Klemmenspannungen und dem zuletzt ermittelten tatsächlichen Alterungszustand ergeben, und den Alterungszustand SOH-C der betreffenden Fahrzeugbatterie. Die Messdaten können weiterhin die Batterietemperatur zum jeweiligen Messzeitpunkt der Leerlauf-Klemmenspannung angeben.The measured data F are the no-load terminal voltages for various state of charge thresholds, which result from the last OCV model used depending on the no-load terminal voltages and the last determined actual aging state, and the aging state SOH-C of the relevant vehicle battery. The measurement data can also indicate the battery temperature at the respective measurement time of the no-load terminal voltage.

Die Messdaten F werden nun in Schritt S9 an die Zentraleinheit 2 übermittelt.The measurement data F are now transmitted to the central unit 2 in step S9.

Die Zentraleinheit 2 empfängt so von allen Fahrzeugen 4 der Fahrzeugflotte 3 entsprechende Messdaten, wenn diese auf einem Prüfstand einer Werkstatt oder unter definierten Umgebungsbedingungen ein Verfahren zur Bestimmung des Alterungszustands durchgeführt haben.The central unit 2 thus receives corresponding measurement data from all the vehicles 4 in the vehicle fleet 3 if they have carried out a method for determining the aging condition on a test bench in a workshop or under defined environmental conditions.

In Schritt S10 kann weiterhin ein datenbasiertes OCV-Modell ermittelt oder nachtrainiert werden, insbesondere als datenbasiertes Modell (in Form eines probabilistischen Regressionsmodells), das einer Leerlauf-Klemmenspannung einen Ladezustand zuordnet und insbesondere die Auswertung abhängig von einem Alterungszustand und ggfs. einer Batterietemperatur eine entsprechende Konfidenz für die Modellauswertungen bereitstellen kann. Zur Modellierung wird ein probabilistischer Ansatz verwendet, welcher die Unsicherheit des ermittelten Alterungszustands statistisch quantifiziert.In step S10, a data-based OCV model can also be determined or retrained, in particular as a data-based model (in the form of a probabilistic regression model), which assigns a state of charge to an open-circuit terminal voltage and, in particular, the evaluation depending on an aging state and, if applicable, a battery temperature can provide confidence for the model evaluations. A probabilistic approach is used for modelling, which statistically quantifies the uncertainty of the determined aging condition.

Nach jedem Training des OCV-Modells können die Modellparameter des so ermittelten alterungsvarianten OCV-Modells in Schritt S11 an die Fahrzeuge übermittelt werden, so dass das Verfahren zum Bestimmen des Alterungszustands gemäß dem obigen Verfahren basierend auf dem jeweils aktuellsten OCV-Modell vorgenommen werden kann. Alternativ kann es ausreichend sein, das neu trainierte OCV Modell in einer Vermessungssoftware oder auf dem Prüfstand zu implementierenAfter each training of the OCV model, the model parameters of the aging-variant OCV model determined in this way can be transmitted to the vehicles in step S11, so that the method for determining the state of health according to the above method can be carried out based on the most recent OCV model. Alternatively, it may be sufficient to re to implement the trained OCV model in a measurement software or on the test bench

Die Lagen der vorausgewählten Ladezustandsschwellen können durch Sensitivitätsanalyse des OCV-Modells in geeigneter Weise angepasst werden. Dazu wird untersucht, in welchen Ladezustandsbereichen die OCV-Charakteristik der Fahrzeugbatterie eine große Steigung der Spannungskurve gegenüber dem Ladezustand (ersteres meist zwischen Phasenequilibria der im Lade-/ Entladevorgang der Fahrzeugbatterie beteiligten Aktivmaterialien) und eine möglichst große Abhängigkeit vom Alterungszustand der Fahrzeugbatterie besitzt. Diese Bereiche eignen sich insbesondere zur Re-Kalibrierung des alterungsabhängigen OCV-Modells, da die Veränderung der Leerlauf-Klemmenspannung in diesen Bereichen unmittelbar auf die Veränderung von entweder Ladezustand oder Alterungszustand der Fahrzeugbatterie zurückgeführt werden kann.The positions of the preselected state of charge thresholds can be suitably adjusted by sensitivity analysis of the OCV model. For this purpose, it is investigated in which state of charge ranges the OCV characteristic of the vehicle battery has a large increase in the voltage curve compared to the state of charge (the former mostly between phase equilibrium of the active materials involved in the charging/discharging process of the vehicle battery) and the greatest possible dependence on the aging state of the vehicle battery. These areas are particularly suitable for re-calibrating the aging-dependent OCV model, since the change in the open circuit terminal voltage in these areas can be directly attributed to the change in either the state of charge or the aging state of the vehicle battery.

Beispielsweise sind in 4 dargestellt für einen beispielhaften Alterungszustand von 0,95 ± 0,5 % die Verteilungen, die sich aus den Messungen für mehrere Fahrzeugbatterien 41 ergeben. Es ist dargestellt, dass bei den Ladezustands-Klemmenspannungs-Clustern eine batterieübergreifende Residuen-Analyse durchgeführt werden kann, was für jeden Alterungszustand eine eindeutige Beziehung zwischen der Leerlauf-Klemmenspannung und dem Ladezustand jeweils einschließlich einer Streuung ergibt, die über das Anfitten einer normal verteilten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ermittelt werden kann.For example, in 4 the distributions resulting from the measurements for a number of vehicle batteries 41 are shown for an exemplary aging state of 0.95±0.5%. It is shown that a cross-battery residual analysis can be performed on the state-of-charge-terminal-voltage clusters, yielding a unique relationship between the open-circuit terminal voltage and the state-of-charge for each aging state, each including a scatter determined by fitting a normally distributed probability density function can be determined.

5 zeigt, wie für einen bestimmten Alterungszustand eine Modellierung des Alterungszustands erfolgen kann, wobei mindestens die Leerlauf-Klemmenspannung nach der Relaxationszeitdauer als Prädiktor bzw. als Feature verwendet wird. Durch die Modellierung mit einem probabilistischen Regressionsmodell wird ein probabilistischer Ansatz verwendet, der die Unsicherheit der gemäß obigem Verfahren durchgeführten Ermittlung des Alterungszustands statistisch quantifiziert. 5 shows how the aging state can be modeled for a specific aging state, with at least the no-load terminal voltage after the relaxation period being used as a predictor or as a feature. By modeling with a probabilistic regression model, a probabilistic approach is used, which statistically quantifies the uncertainty of the determination of the state of aging carried out according to the above method.

Wie in 5 beispielhaft dargestellt, weist die zweite Messung, z. B. bei einer Ladezustandsschwelle von 50 % SOC, eine höhere prädiktive Eignung zur Berechnung der alterungsvarianten OCV-Kennlinie (bzw. des OCV-Modells) auf als die Messung bei der Ladezustandsschwelle von z. B. 5 % SOC. Dies ist an der höheren Sensitivität der Leerlauf-Klemmenspannung bezüglich des Alterungszustands erkennbar. Weiterhin ist die Modellunsicherheit bei dem Alterungszustandsmodell bei der zweiten Ladezustandsschwelle kleiner als nach dem Messen bei der ersten Ladezustandsschwelle.As in 5 shown by way of example, the second measurement, e.g. B. at a state of charge threshold of 50% SOC, a higher predictive suitability for calculating the aging-variant OCV characteristic (or the OCV model) than the measurement at the state of charge threshold of z. B. 5% SOC. This can be seen from the higher sensitivity of the no-load terminal voltage with regard to the aging condition. Furthermore, the model uncertainty in the aging state model is smaller for the second state of charge threshold than after the measurement for the first state of charge threshold.

Dadurch wird der Algorithmus zur Lösung des numerischen Problems auf Basis des mehrdimensionalen Regressionsmodells beendet. In Folge steht eine Information zur alterungsvarianten Leerlaufspannung zur Verfügung, wobei die Modellunsicherheit bzw. die bedingten Wahrscheinlichkeiten aus fahrzeugübergreifenden Messungen erlangt wurden. Je mehr Messdaten gesammelt werden, desto leistungsstärker und aussagekräftiger wird das Alterungszustandsmodell für jede der Ladezustandsschwellen.This ends the algorithm for solving the numerical problem based on the multidimensional regression model. As a result, information on the aging-variant open-circuit voltage is available, with the model uncertainty and the conditional probabilities being obtained from cross-vehicle measurements. The more measurement data is collected, the more powerful and meaningful the state of health model becomes for each of the state of charge thresholds.

Claims

Computer-implemented method for determining a capacity-related state of health (SOH-C) of a device battery (41) in a technical device (4), with the following steps: - Carrying out (S3) a charging process or discharging process of the device battery (41) from a first state of charge (SOC _{relax ,1} ) a first state of charge threshold to a second state of charge (SOC _relax,2 ) a second state of charge threshold; - respective measurement (S2) of an open circuit terminal voltage, in particular in the relaxed state of the device battery (41) in the first (SOC _relax,1 ) and the second state of charge (SOC _relax,2 ); - Determining (S4) a supplied electrical charge during the charging process or discharging process; - Carrying out an iterative method for determining the capacity-related state of health (SOH-C), with the steps: ◯ Determining (S6) a provisional capacity-related state of health (SOH-C) depending on a state of charge swing between the first state of charge (SOC _relax,1 ) and the second state of charge (SOC _relax,2 ) of the electrical charge supplied and a total capacity of the device battery (41) when it is put into operation; ◯ Determination (S5) of the first and/or the second state of charge (SOC _relax,2 ) depending on the corresponding open circuit terminal voltage and the provisional state of aging using a predefined age-dependent OCV model, which shows a dependence of a state of charge on a state of aging (SOH-C ) and an open-circuit terminal voltage (U), with the capacity-related aging state (SOH-C) corresponding to the provisional capacity-related aging state (S8) after a predetermined convergence criterion has been met.

procedure after claim 1 , wherein the first state of charge threshold corresponds to a completely discharged state of the device battery (41), wherein reaching the first state of charge is determined when a corresponding predetermined voltage limit is reached.

procedure after claim 1 or 2 , wherein the second state of charge threshold corresponds to a fully charged state of the device battery (41), with the achievement of the second state of charge (SOC _relax,2 ) being determined when an end-of-charge voltage is reached.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , wherein the OCV model is designed as a probabilistic regression model, wherein model parameters of the OCV model are received from outside the device.

Procedure according to one of Claims 1 until 4 , measurement data being transmitted externally to a central unit (2) for determining or for retraining the specified OCV model, the measurement data being provided after each measurement and the first (SOC _relax,1 ) and second state of charge (SOC _relax,2 ) , the respective open circuit terminal voltage and the actual state of health (SOH-C), whereby the OCV model is retrained with the measurement data.

procedure after claim 5 , The measurement data from a large number of, in particular, similar device batteries (41) being transmitted to the central unit (2), so that the OCV model is retrained with the measurement data from the large number of device batteries (41).

procedure after claim 5 or 6 , wherein one or more further state of charge thresholds are provided, wherein when the further states of charge of the respective further state of charge thresholds are reached, the charging process or the discharging process is interrupted and an open-circuit terminal voltage, in particular in the relaxed state of the device battery (41), is measured, with the measurement data being measured the other states of charge with the associated no-load terminal voltages are transmitted to the central unit (2) external to the device, with the OCV model being retrained with the measurement data.

Procedure according to one of Claims 1 until 6 , wherein the device battery (41) to be measured is selected from a large number of device batteries (41) for measurement, in particular in accordance with a Bayesian optimization method.

Procedure according to one of Claims 1 until 7 , wherein the charging process or the discharging process is carried out at a defined ambient temperature and/or battery temperature and a defined charging or discharging profile with a course of a predetermined charging or discharging power according to a predetermined charging or discharging profile.

Device for carrying out one of the methods according to one of Claims 1 until 8th .

Computer program product, comprising instructions which, when the program is executed, cause at least one data processing device to carry out the steps of the method according to one of the Claims 1 until 8th to execute.

Machine-readable storage medium, comprising instructions which, when executed by at least one data processing device, cause the latter to carry out the steps of the method according to one of Claims 1 until 8th to execute.