DE102022202109A1 - Verfahren zur Signalisierung eines Batteriezustands einer Gerätebatterie eines technischen Geräts hinsichtlich der Einhaltung einer Garantiebedingung - Google Patents

Verfahren zur Signalisierung eines Batteriezustands einer Gerätebatterie eines technischen Geräts hinsichtlich der Einhaltung einer Garantiebedingung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Signalisieren eines Batteriezustands einer Gerätebatterie (2) eines technischen Geräts (1) hinsichtlich der Einhaltung einer Garantiebedingung, mit folgenden Schritten:
- Bereitstellen (S2-S4) eines Referenz-Alterungszustandsverlaufs abhängig von mindestens einer vorgegebenen Garantiebedingung für die Gerätebatterie (2);
- Ermitteln (S6) eines aktuellen Alterungszustands der Gerätebatterie (2);
- Bestimmen (S7) eines Betriebsbereichs der Gerätebatterie (2) während der bisherigen Nutzungsdauer abhängig von dem aktuellen Alterungszustand und mindestens einem durch den Referenz-Alterungszustandsverlauf zum aktuellen Zeitpunkt vorgegebenen Vergleichswert, wobei der Betriebsbereich zumindest ein voraussichtliches Einhalten oder Nicht-Einhalten der Garantiebedingung angibt;
- Signalisieren des Betriebsbereichs an einen Nutzer.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Gerätebatterien eines technischen Geräts, insbesondere Fahrzeugbatterien eines Elektrofahrzeugs, die durch unterschiedliche Nutzungsarten in unterschiedlicher Weise altern. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zum Unterstützen des Einhaltens einer Garantiebedingung für eine Gerätebatterie durch den Nutzer.
  • Technischer Hintergrund
  • Gerätebatterien altern abhängig von deren Belastung bzw. Nutzung. Insbesondere bei Fahrzeugbatterien haben die Fahreigenschaften des Fahrers, d. h. ob dieser sportlich oder moderat fährt oder häufig, erheblichen Einfluss auf die zyklische Alterung der Fahrzeugbatterie. Des Weiteren hat der Nutzer häufig die Wahl, die Gerätebatterie mit einem Normalladevorgang oder einem Schnellladevorgang zu laden, wobei der Schnellladevorgang in der Regel einen deutlich stressigeren Einfluss auf die Alterung der Gerätebatterie hat. Die Alterung führt zu einer kontinuierlich abnehmenden maximalen Leistungs- bzw. Speicherkapazität der Gerätebatterie. Der Alterungszustand entspricht einem Maß zur Angabe der Alterung von Energiespeichern. Gemäß der Konvention kann eine neue Gerätebatterie einen Alterungszustand (bezüglich ihrer Kapazität, SOH-C) von 100 % aufweisen, der im Laufe seiner Lebensdauer zusehends abnimmt.
  • Da sich jedoch die Alterung über einen längeren Zeitraum erstreckt, fehlt einem Nutzer eines batteriebetriebenen Geräts in der Regel ein Anhaltspunkt, den aktuellen Alterungszustand hinsichtlich eines normal verlaufenden Alterungszustands als Referenz zu vergleichen. Diese Referenz kann herstellerseitig als Referenz-Alterungszustandsverlauf vorgegeben sein, indem der Hersteller ein bestimmtes Referenz-Nutzungsverhalten annimmt. Insbesondere hat ein Nutzer eines batteriebetriebenen Geräts keinen Anhaltspunkt, zu bewerten, wie leistungsfähig die Gerätebatterie eines batteriebetriebenen Geräts zu einem bestimmten Zeitpunkt ist bzw. sein wird. Zwar werden in der Regel für Gerätebatterien zu regelmäßigen Zeitpunkten Alterungszustände bestimmt, diese geben jedoch die Batteriealterung nur als Zahlenwert an, die üblicherweise von einem Nutzer des batteriebetriebenen Geräts nur mit besonderem Fachwissen interpretiert werden kann.
  • Durch Anzeige des aktuellen Alterungszustands kann der Nutzer zwar eine Leistungsfähigkeit der Batterie erkennen, jedoch kann dieser nicht erkennen, wie sich das Alterungsverhalten der eigenen Gerätebatterie bezüglich eines Referenz-Alterungszustandsverlaufs verhält. Der Referenz-Alterungszustandsverlauf kann beispielsweise durch die durchschnittlichen Verläufe der Alterungszustände von Gerätebatterien gleichen Typs vorgegeben sein.
  • Weiterhin können herstellerseitig Garantiebedingungen definiert sein, die eine Mindestlebensdauer der Gerätebatterie bei einem bestimmten Nutzungsverhalten vorsieht. Zudem kann die Garantiebedingung die maximale Leistungsabgabe der Gerätebatterie definieren, z. B. bei Fahrzeugen eine maximale Laufleistung innerhalb der vorgegebenen Mindestlebensdauer.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Signalisieren eines Batteriezustands einer Gerätebatterie eines technischen Geräts hinsichtlich der Einhaltung einer Garantiebedingung gemäß Anspruch 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch vorgesehen.
  • Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Signalisieren eines Batteriezustands einer Gerätebatterie eines technischen Geräts hinsichtlich der Einhaltung einer Garantiebedingung vorgesehen, mit folgenden Schritten:
    • - Bereitstellen eines Referenz-Alterungszustandsverlaufs abhängig von mindestens einer vorgegebenen Garantiebedingung für die Gerätebatterie;
    • - Ermitteln eines aktuellen Alterungszustands der Gerätebatterie;
    • - Bestimmen eines Betriebsbereichs der Gerätebatterie während der bisherigen Nutzungsdauer abhängig von dem aktuellen Alterungszustand und mindestens einem durch den Referenz-Alterungszustandsverlauf zum aktuellen Zeitpunkt vorgegebenen Vergleichswert, wobei der Betriebsbereich zumindest ein voraussichtliches Einhalten oder Nicht-Einhalten der Garantiebedingung angibt;
    • - Signalisieren des Betriebsbereichs an einen Nutzer.
  • Der Alterungszustand einer Gerätebatterie wird üblicherweise nicht direkt gemessen. Dies würde eine Reihe von Sensoren im Inneren der Gerätebatterie erfordern, die die Herstellung einer solchen Gerätebatterie kostenintensiv sowie aufwändig machen und den Raumbedarf vergrößern würde. Zudem sind alltagstaugliche Messverfahren zur direkten Alterungszustandsbestimmung in den Energiespeichern noch nicht auf dem Markt verfügbar.
  • Der Alterungszustand (SOH: State of Health) ist bei Gerätebatterien die Schlüsselgröße zur Angabe einer verbleibenden Batteriekapazität oder verbleibenden Batterieladung bezüglich der Lebensdauer. Der Alterungszustand stellt ein Maß für die Alterung der Gerätebatterie bzw. deren Gesundheitszustands dar. Im Falle einer Gerätebatterie oder eines Batterie-Moduls oder einer Batteriezelle kann der Alterungszustand als Kapazitätserhaltungsrate (Capacity Retention Rate, SOH-C) angegeben werden. Die Kapazitätserhaltungsrate SOH-C, d. h. der kapazitätsbezogene Alterungszustand, ist als Verhältnis der gemessenen momentanen Kapazität zu einer Anfangskapazität der vollständig aufgeladenen Batterie angegeben und 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.
  • Es sind diverse Alterungszustandsmodelle zur Ermittlung von Alterungszuständen für Gerätebatterien bekannt. Diese basieren auf Differentialgleichungssystemen, die per Zeitintegrationsverfahren den aktuellen Batteriezustand und daraus den Alterungszustand ermitteln. Auch können weitere Modelle zur Bestimmung eines Alterungszustands vorgesehen sein, die konkrete Betriebszustände der Gerätebatterie auswerten. Beispielsweise kann eine SOH-C-Messung durch Coulomb-Counting bzw. durch Bildung eines zeitlichen Stromintegrals während des Ladevorgangs vorgenommen werden, welches durch den Hub des Ladezustands zwischen Beginn und Ende der betreffenden Lade- und/oder Entladephase dividiert wird. Weiterhin kann der aktuelle Alterungszustand mithilfe einer alterungsabhängigen Leerlaufspannungskennlinie in Ruhephasen der Gerätebatterie bestimmt werden.
  • Eine hinreichend zuverlässige Angabe über den Alterungszustand kann man beispielsweise erhalten, wenn die Fahrzeugbatterie während eines Ladevorgangs aus einem definierten relaxierten Zustand unter reproduzierbaren Last- und Umgebungsbedingungen von einem vollständig entladenen Lade-Zustand in einen vollständig geladenen Zustand gebracht wird. Die dadurch erfasste maximale Ladung kann zu einer initialen maximalen Ladekapazität der Fahrzeugbatterie in Beziehung gesetzt werden. Widerstandsbezogene Alterungszustände (SOH-R-Werte) können auch durch Spannungsänderungen bezogen auf eine Stromänderung errechnet werden.
  • Herstellerseitig werden für die Gerätebatterie Garantiebedingungen vorgegeben. Die Garantiebedingungen sehen vor, dass ein Garantiefall für die Gerätebatterie nur dann eintritt, wenn die Gerätebatterie so genutzt wird, dass deren Alterungsverhalten die durch die Garantiebedingungen definierten Kriterien erfüllt.
  • Die Garantiebedingungen definieren eine Mindestlebensdauer und/oder einen Mindestenergieumsatz, bis zu denen eine Garantie gewährleistet wird. Bei Fahrzeugbatterien kann die Mindestlebensdauer mit acht Jahren (wobei ein Alterungszustand von 80 % SOH-C nicht unterschritten wird) und der Mindestenergieumsatz als maximale Laufleistung (in km) vorgegeben sein. Dabei darf während der Lebensdauer eine bestimmte Belastung der Gerätebatterie nicht überschritten werden, was beispielsweise u. a. durch eine maximale Anzahl von Schnellladevorgängen angegeben wird. Die Garantiegrenze entspricht einem prädizierten Zeitpunkt, zu dem die Garantie erlischt. Diese wird durch die Mindestlebensdauer oder durch den Zeitpunkt angegeben, zu dem der Mindestleistungsumsatz voraussichtlich erreicht wird, je nachdem welcher der frühere Zeitpunkt ist.
  • Das Nutzungsende kann durch Erreichen einer vorgegebenen Alterungszustandsgrenze angegeben werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann der Referenz-Alterungszustandsverlauf durch Modellieren eines zeitlichen Verlaufs des Alterungszustands zwischen einem Alterungszustand bei Inbetriebnahme der Gerätebatterie und einer Garantiegrenze zu einem Nutzungsende bestimmt werden.
  • Die Garantiegrenze kann als der Zeitpunkt bestimmt werden, zu dem ein gesamter Energieumsatz erreicht ist oder durch eine Mindestlebensdauer angegeben wird, je nachdem welcher Zeitpunkt der frühere ist.
  • Der Referenz-Alterungszustandsverlauf kann als mathematisch modellierter Verlauf eines zyklischen Alterungszustands über dem kalendarischen Alter durch Parametrieren einer Funktion zwischen dem Alterungszustand bei Inbetriebnahme der Gerätebatterie und der Garantiegrenze angegeben werden. So kann der Referenz-Alterungszustandsverlauf ausgehend von dem Inbetriebnahmezeitpunkt bis zur Garantiegrenze durch einen hyperbelhaften Verlauf, der mit zunehmender Annäherung an die Garantiegrenze einen betragsmäßig steigenden Gradienten aufweist, modelliert werden.
  • Alternativ kann der Referenz-Alterungszustandsverlauf beispielsweise durch die durchschnittlichen Verläufe der Alterungszustände von Gerätebatterien gleichen Typs vorgegeben sein. Der Referenz-Alterungszustandsverlauf ergibt sich beispielsweise aus umfangreichen Labormessungen bezüglich eines Batterietyps, die bezüglich des Alterungsverhaltens von Gerätebatterien des gleichen Typs durchgeführt werden.
  • Gemäß dem obigen Verfahren wird nun der aktuelle Alterungszustand überwacht und hinsichtlich des vorgegeben Referenz-Alterungszustandsverlaufs, der entsprechend den Garantiebedingungen herstellerseitig vorgegeben oder daraus ermittelt werden kann, bewertet. Diese Bewertung wird dem Nutzer des batteriebetriebenen Geräts signalisiert, so dass dieser sein Nutzungsverhalten entsprechend anpassen kann. So kann dieser gegebenenfalls die Gerätebatterie in verringertem Maße oder mit geringer Belastung nutzen, um die Gewährleistung der Garantie auf das Gerät nicht vorzeitig zu verlieren.
  • Somit ermöglicht obiges Verfahren den Vergleich des aktuellen Alterungszustands der Gerätebatterie mit einem Referenz-Alterungszustandsverlauf und einer entsprechenden Signalisierung an den Nutzer des technischen Geräts, wie sich der aktuelle Alterungszustand bezüglich des durch den Referenz-Alterungszustandsverlauf herstellerseitig zur Einhaltung der Garantiebedingung geforderten Alterungszustands verhält. Dies ermöglicht eine einfache und verständliche Signalisierung des aktuellen Alterungszustands in Bezug auf die Garantiebedingung des Herstellers und somit einen intuitiven Hinweis an den Nutzer.
  • Neben dem Entladeverhalten spielt dabei auch das Ladeverhalten eine entscheidende Rolle und dabei die Zahl der über die gesamte Lebensdauer der Gerätebatterie erlaubten Schnellladezyklen. Diese sind in der Regel so limitiert, dass eine Garantiebedingung eingehalten werden kann.
  • Es kann vorgesehen sein, dass ein Betriebsbereich der Gerätebatterie durch eine obere erste und untere zweite Grenze eines Intervalls um den Referenz-Alterungszustandsverlauf bestimmt wird, wobei die Grenzen Alterungszustandsverläufe angeben, die für keinen weiteren Schnellladevorgang bzw. eine entsprechend einer Garantiebedingung maximal zulässige Anzahl von weiteren Schnellladevorgängen bestimmt sind, wobei ein Betriebsbereich, bei dem der aktuelle Alterungszustand der Gerätebatterie zu einem aktuellen Zeitpunkt innerhalb des Intervalls liegt, signalisiert wird.
  • Nun wird zusätzlich um den Referenz-Alterungszustandsverlauf ein Verlauf eines Nutzungsintervalls modelliert, das mit der ersten Grenze einen Verlauf des Alterungszustands bei maximal erlaubter Anzahl von Schnellladezyklen bis zur Garantiegrenze und einer zweiten Grenze einen Verlauf des Alterungszustands angibt, wenn keine weiteren Schnellladezyklen vorgenommen werden. Dies unter der Voraussetzung, dass das sonstige Nutzungsverhalten des Nutzers für das technische Gerät konstant bleibt.
  • Somit ergeben sich für den tatsächlichen künftigen Verlauf des Alterungszustands der Gerätebatterie drei Betriebsbereiche: ein Betriebsbereich, in dem sicher die Garantiebedingungen eingehalten werden, ein Betriebsbereich, in dem das Einhalten der Garantiebedingung von dem Nutzungsverhalten des Nutzers abhängt, und ein Betriebsbereich, in dem die Garantiebedingungen sicher verletzt werden. Der Betrieb in den Betriebsbereichen kann dem Nutzer in unterschiedlicher Weise beispielsweise durch ein visuelles Signal angezeigt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Signalisieren des Betriebsbereichs visuell durchgeführt wird, insbesondere durch eine Anzeige von farbigen Symbolen, wobei die Farbe des Symbols den Betriebsbereich angibt.
  • Beispielsweise kann ein grünes Symbol angeben, dass der aktuelle Alterungszustand besser ist als der für den aktuellen Zeitpunkt durch die erste Grenze angegebene Alterungszustand, ein rotes Symbol entsprechend angeben, dass der aktuelle Alterungszustand der Gerätebatterie schlechter ist als der für den aktuellen Zeitpunkt durch die zweite Grenze angegebene Alterungszustand, und ein blaues Symbol angeben, dass der aktuelle Alterungszustand sich in einem Betriebsbereich befindet, in dem durch das Nutzungsverhalten des Nutzers Einfluss auf das Einhalten der Garantiebedingungen genommen werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines der obigen Verfahren vorgesehen.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugbatterie und einem Batteriemanagementsystem zum Überwachen des Betriebs der Fahrzeugbatterie;
    • 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben des Batteriemanagementsystems, insbesondere zum Signalisieren des Zustands der Fahrzeugbatterie bezüglich der herstellerseitig vorgegebenen Garantiebedingung; und
    • 3 einen Verlauf von Referenz-Alterungszustandsverläufen bei verschiedenen Garantiegrenzen.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Fahrzeugbatterien als Gerätebatterien in einem Kraftfahrzeug als technisches Gerät beschrieben. Dazu werden ein oder mehrere Alterungszustandsmodelle in einem Batteriemanagementsystem betrieben und zur Berechnung des Alterungszustands eingesetzt.
  • 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.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 mit einer Fahrzeugbatterie 2, die von einem Batteriemanagementsystem 3 betrieben und überwacht wird. Das Batteriemanagementsystem 3 erfasst Betriebsgrößendaten, wie beispielsweise eine Batteriespannung, einen Batteriestrom, eine Batterietemperatur und einen Ladezustand, und führt basierend auf diesen Betriebsgrößenverläufen mithilfe eines vorgegebenen Alterungszustandsmodells eine Bestimmung des aktuellen Alterungszustands zu regelmäßigen Zeitpunkten durch. Zudem führt das Batteriemanagementsystem 3 eine Überwachung aus, um einem Fahrer des Fahrzeugs über eine Ausgabeeinrichtung 4 zu signalisieren, ob sich bei dem aktuellen Alterungszustand ein Einhalten der Garantiebedingungen sicherstellen lässt.
  • Für die Überwachung wird der aktuelle Alterungszustand anhand eines vorgegebenen Referenz-Alterungszustandsverlaufs bewertet, um über die Ausgabeeinrichtung 4 einem Fahrer zu signalisieren, ob dieser die Fahrzeugbatterie durch sein Fahrverhalten so betreibt, dass die vorgegebenen Garantiebedingungen sicher eingehalten werden oder dass diese sicher nicht eingehalten werden, oder dass die Gerätebatterie in einem Betriebsbereich betrieben wird, in dem das Einhalten der Garantiebedingung von dem Nutzungsverhalten der weiteren Nutzung der Fahrzeugbatterie abhängt und in dem der Fahrer die Anzahl der Schnellladezyklen beschränken muss, um bei gleichem Fahrverhalten den Garantiebereich nicht zu verlassen.
  • 3 veranschaulicht den Verlauf des Referenz-Alterungszustands bis zum Erreichen einer vorgegebenen Garantiegrenze. Die Garantiegrenze entspricht einer vorgegebenen Mindestlebensdauer bis zu einem Nutzungsende der Fahrzeugbatterie, das mit einer Alterungszustandsgrenze von z. B. SOH-C=80 % angegeben ist, oder einer Gesamtbetriebsdauer, nach der eine vorgegebene Maximalfahrleistung (maximal für die Einhaltung der Garantiebedingung zulässiger gesamter Energieumsatz) voraussichtlich erreicht bzw. überschritten wird, je nachdem welche der Zeitdauern kürzer ist. Die Gesamtbetriebsdauer ergibt sich durch Hochrechnen der aus der Kilometerleistung pro bisheriger Betriebsdauer ermittelten Zeitdauer bis zum Erreichen der Maximalfahrleistung (hier z.B. 300Tkm).
  • In 3 entspricht die Mindestlebensdauer 8 Jahren und mögliche durch das frühere Erreichen der Maximalfahrleistung bestimmte Gesamtbetriebsdauern entsprechen 4 oder 6 Jahren.
  • Die Referenz-Alterungszustandsverläufe ergeben sich aus dem Alterungszustand zum Inbetriebnahmezeitpunkt bis zu der Alterungszustandsgrenze eines vorgegebenen Betrags von z. B. SOH-C=80 % bis zum Erreichen der Garantiegrenze in Form eines mathematisch modellierten zeitlichen Verlaufs über einem kalendarischen Alter. Insbesondere kann der Referenz-Alterungszustandsverlauf durch einen an das reale Verhalten angenäherten Verlauf beschriebenen werden, der mit einem hyperbelförmigen Verlauf darstellbar ist, der durch geeignete Parametrierung vorgegeben werden kann. Die Parametrierung ergibt sich durch den Alterungszustand SOH-C=100 % zum Inbetriebnahmezeitpunkt und die Alterungszustandsgrenze SOH-C=80 % an der Garantiegrenze (Asymptote bei SOH-C=0 %).
  • Bei Verwendung des kapazitätsbezogenen Alterungszustands entspricht der Bereich unter dem Referenz-Alterungszustandsverlauf einem Bereich von Alterungszuständen, in denen die Garantiebedingung des Herstellers nicht eingehalten wird, und der Bereich oberhalb des Referenz-Alterungszustandsverlaufs dem Garantiebereich, der angibt, dass die Garantiebedingung des Herstellers eingehalten wird.
  • Der Referenz-Alterungszustandsverlauf kann mit einem Intervallbereich (gestrichelt) versehen sein, der durch eine obere und eine untere Grenze angegeben ist. Die untere Grenze zeigt den Verlauf des Referenz-Alterungszustands bei maximal erlaubter Anzahl von Schnellladezyklen bis zur Garantiegrenze und die obere Grenze den Verlauf des Referenz-Alterungszustands an, wenn keine weiteren Schnellladezyklen vorgenommen werden.
  • In 2 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens, das vorzugsweise in dem Batteriemanagementsystem ausgeführt wird, dargestellt.
  • In Schritt S1 wird zunächst überprüft, ob seit dem Inbetriebnahmezeitpunkt eine vorbestimmte Betriebszeitdauer erreicht ist. Diese kann beispielsweise drei Monate, sechs Monate oder dergleichen betragen. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), wird das Verfahren mit Schritt S2 fortgesetzt, anderenfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
  • In Schritt S2 wird eine bisher erreichte Fahrleistung ermittelt, insbesondere die Kilometerleistung, und diese linear zeitlich extrapoliert, um festzustellen, zu welcher Gesamtbetriebsdauer eine herstellerseitig durch die Garantiebedingung vorgegebene Maximalfahrleistung erreicht ist. Diese kann beispielsweise bei 300.000 km liegen.
  • In Schritt S3 wird als Garantiegrenze der Zeitpunkt festgelegt, der durch die kürzere Zeitdauer der Mindestlebensdauer von z. B. acht Jahren und der resultierenden Gesamtbetriebsdauer bestimmt wird.
  • Entsprechend der obigen Vorgehensweise wird in Schritt S4 ein Referenz-Alterungszustandsverlauf bereitgestellt oder ermittelt.
  • In Schritt S5 werden durch geeignete Prädiktionsverfahren mithilfe von Alterungszustandsmodellen oder Extrapolationsverfahren die Alterungszustandsverläufe der oberen und unteren Grenze bestimmt, die das Intervall der Verläufe der Alterungszustände angeben, die durch Variation der Anzahl der Schnellladevorgänge zwischen 0 und der für die gesamte Lebensdauer noch verbleibenden maximal zulässigen Schnellladezyklen (die maximal insgesamt zulässigen Schnellladezyklen abzüglich der bereits vorgenommenen Schnellladezyklen) erreichbar sind.
  • In Schritt S6 wird der aktuelle Alterungszustand der Fahrzeugbatterie mithilfe eines geeigneten Verfahrens und/oder Alterungszustandsmodells bestimmt.
  • Nun wird in Schritt S7 der aktuelle Alterungszustand mit dem Referenz-Alterungszustandsverlauf bzw. mit den sich daraus ergebenden Grenzen für den Alterungszustandsverlauf verglichen und für den aktuellen Zeitpunkt aus den Verläufen des Alterungszustandsverlaufs der oberen und unteren Grenze Vergleichswerte für den Alterungszustand ermittelt. Liegt der aktuelle Alterungszustand der Fahrzeugbatterie unter der unteren Grenze des Alterungszustands, so kann dem Fahrer ein Verlassen des Garantiebereichs signalisiert werden, beispielsweise visuell durch ein rotes Symbol. Liegt der aktuelle Alterungszustand über der oberen Grenze des Alterungszustands, so kann dies dem Fahrer beispielsweise durch ein grünes Symbol signalisiert werden, dass sich aufgrund seiner Fahrzeugnutzung der Betrieb der Fahrzeugbatterie innerhalb des herstellerseitig vorgegebenen Garantiebereichs befindet. Liegt der aktuelle Alterungszustand innerhalb des Intervallbereichs zwischen der unteren und oberen Grenze des Alterungszustands, so kann dies visuell durch ein blaues Symbol angegeben werden, wodurch dem Fahrer signalisiert wird, dass sich dieser an die vorgegebene Maximalanzahl von Schnellladevorgängen, die herstellerseitig vorgegeben sein kann, halten sollte, um den Garantiebereich nicht zu verlassen und die Garantie nicht zu gefährden. Das blaue Symbol gibt also an, dass die Gefahr besteht, dass durch eine sehr stressende Nutzung der Fahrzeugbatterie die Wahrscheinlichkeit vorliegt, dass der Garantiebereich verlassen wird.
  • Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Leasing-Fahrzeug, kann das entsprechende Vergleichsergebnis auch einem Leasing-Unternehmen signalisiert werden, so dass dieses eine Zuordnung der Leasing-Fahrzeuge zu Fahrzeugnutzern in verbesserter Weise vornehmen kann.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Signalisieren eines Batteriezustands einer Gerätebatterie (2) eines technischen Geräts (1) hinsichtlich der Einhaltung einer Garantiebedingung, mit folgenden Schritten: - Bereitstellen (S2-S4) eines Referenz-Alterungszustandsverlaufs abhängig von mindestens einer vorgegebenen Garantiebedingung für die Gerätebatterie (2); - Ermitteln (S6) eines aktuellen Alterungszustands der Gerätebatterie (2); - Bestimmen (S7) eines Betriebsbereichs der Gerätebatterie (2) während der bisherigen Nutzungsdauer abhängig von dem aktuellen Alterungszustand und mindestens einem durch den Referenz-Alterungszustandsverlauf zum aktuellen Zeitpunkt vorgegebenen Vergleichswert, wobei der Betriebsbereich zumindest ein voraussichtliches Einhalten oder Nicht-Einhalten der Garantiebedingung angibt; - Signalisieren des Betriebsbereichs an einen Nutzer.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Signalisieren des Betriebsbereichs visuell durchgeführt wird, insbesondere durch eine Anzeige von farbigen Symbolen, wobei die Farbe des Symbols den Betriebsbereich angibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Referenz-Alterungszustandsverlauf durch Modellieren eines zeitlichen Verlaufs des Alterungszustands zwischen einem Alterungszustand bei Inbetriebnahme der Gerätebatterie (2) und einer Garantiegrenze zu einem Nutzungsende bestimmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Garantiegrenze als der Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem ein gesamter Energieumsatz erreicht ist oder durch eine Mindestlebensdauer angegeben wird, je nachdem welcher Zeitpunkt der frühere ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Nutzungsende durch Erreichen einer vorgegebenen Alterungszustandsgrenze angegeben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein Betriebsbereich der Gerätebatterie (2) durch eine obere und untere Grenze eines Intervalls um den Referenz-Alterungszustandsverlaufs bestimmt wird, wobei die Grenzen Alterungszustandsverläufe angeben, die für keinen weiteren Schnellladevorgang bzw. eine entsprechend einer Garantiebedingung maximal zulässige Anzahl von weiteren Schnellladevorgängen bestimmt sind, wobei ein Betriebsbereich, bei dem der aktuelle Alterungszustand der Gerätebatterie (2) zu einem aktuellen Zeitpunkt innerhalb des Intervalls liegt, signalisiert wird.
  7. Vorrichtung zur Durchführung eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung diese veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
  9. Maschinenlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung diese veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
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DE102009027595A1 (de) 2008-07-11 2010-01-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi System und Verfahren zum Anzeigen einer Verschlechterung einer Energiespeichervorrichtung
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